Pesquisa
Atividades biológicas da biomassa micelial de Panus strigellus com aplicações em produtos cosméticos
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Bruna Milagres Ribeiro
Orientador: Juliana Silveira do Valle
Defendido em: 18/10/2024
Resumo
A crescente demanda por produtos bio-based com atividades biológicas múltiplas tem impulsionado a pesquisa por novos ingredientes com aplicações cosméticas, biotecnológicas e farmacêuticas. Os basidiomicetos são reconhecidos como fontes promissoras de compostos bioativos devido à sua composição química, valor nutricional e propriedades terapêuticas. Panus strigellus (Berk.) Overh. (sinonímia Lentinus strigellus) é um cogumelo encontrado em regiões tropicais, com ocorrência em estados da região Norte, Sudeste e Sul do Brasil. Este cogumelo é consumido por povos indígenas Yanomami da Amazônia brasileira e colombiana e cresce em madeira em decomposição. O objetivo deste estudo foi avaliar, de forma inédita, as atividades antioxidante, anti-tirosinase, anti-colagenase e a capacidade de fotoproteção solar dos extratos da biomassa micelial de P. strigellus, bem como a quantificação dos compostos fenólicos totais e flavonoides. O foco está no potencial dessa biomassa como fonte de compostos bioativos com aplicações biotecnológicas, especialmente na área cosmética. Para obtenção da biomassa micelial, foi realizado o cultivo do fungo em meio líquido por 21 dias a 28 ºC na ausência luz e sem agitação. A biomassa foi recuperada por filtração e, após secagem em estufa com circulação de ar a 60 ºC, foi congelada em nitrogênio líquido e macerada até obtenção de pó fino. Foram produzidos extratos miceliais a partir da biomassa seca pulverizada, a partir dos quais foram quantificados e identificados os compostos fenólicos, incluindo os flavonoides e avaliadas as atividades antioxidante, anti-tirosinase, anti-colagenase e fator de proteção solar in vitro. As análises foram conduzidas em triplicata e os resultados submetidos à análise de variância, teste t de Student e Scott-Knott. O cultivo em meio líquido demonstrou uma produção significativa de biomassa seca, alcançando 3,04 mg/mL. O extrato micelial hidroalcoólico revelou teores de 162,20 ± 5,93 μg equivalentes de ácido gálico (EAG) por 100 mg de micélio de compostos fenólicos e 138,54 ± 0,51 μg equivalentes de quercetina (EQ) por 100 mg de micélio de flavonoides. Os compostos identificados por CLAE foram ácido benzoico, ácido gálico, ácido protocatecuico, ácido p-cumárico, ácido siríngico, vanilina e catequina. A avaliação da atividade antioxidante demonstrou capacidade do extrato micelial em inibir a redução de íons metálicos avaliada pelo método FRAP (10,13 ± 0,13 µM Fe2+/g) equivalente ao controle positivo Trolox (10,5 ± 0,9 µM Fe2+/g). A capacidade de sequestro de radicais livres foi avaliada pelo sequestro dos radicais DPPH• (EC₅₀ = 69,52 ± 8,77 mg/mL) e ABTS•+ (EC₅₀ = 50,41 ± 1,19 mg/mL), evidenciando potencial dessa espécie como fonte de polifenóis com ação antioxidante. O extrato micelial apresentou valores expressivos de fator de proteção solar (FPS), variando de 14,09 (10 mg/mL) a 39,34 (≥ 60 mg/mL). O extrato a 40 mg/mL demonstrou ser capaz de inibir em 41,22% a atividade da enzima tirosinase, com IC₅₀ = 26,15 ± 0,40 mg/mL. Na inibição da colagenase, a maior concentração avaliada (40 mg/mL) apresentou uma inibição de 39,81%, com IC₅₀ = 29,15 ± 2,41 mg/mL. Este estudo revela que o cultivo submerso de P. strigellus é eficaz para produzir biomassa micelial em condições controladas, sugerindo viabilidade para produção de compostos bioativos. A biomassa de P. strigellus contém teores consideráveis de fenóis totais e flavonoides, com potencial de aumento através da otimização das condições de cultivo e extração. O extrato apresentou atividade antioxidante, fotoprotetora e inibitória das enzimas tirosinase e colagenase. Os resultados indicam que o micélio de P. strigellus possui potencial promissor para aplicações biotecnológicas, cosméticas, farmacêuticas e alimentícias.
Palavras-chave
Antioxidante. Anti-tirosinase. Anti-colagenase. Fotoproteção. Biomassa
Title
Biological activities of the mycelial biomass of Panus strigellus with applications in cosmetic products
Abstract
The growing demand for bio-based products with multiple biological activities has driven research into new ingredients with cosmetic, biotechnological and pharmaceutical applications. Basidiomycetes are recognized as promising sources of bioactive compounds due to their chemical composition, nutritional value and therapeutic properties. Panus strigellus (Berk.) Overh. (synonymous Lentinus strigellus) is a mushroom found in tropical regions, occurring in states in the North, Southeast and South of Brazil. This mushroom is consumed by indigenous Yanomami people of the Brazilian and Colombian Amazon and grows on decaying wood. The objective of this study is to evaluate, in an unprecedented way, the antioxidant, anti-tyrosinase, anti-collagenase activities and the solar photoprotection capacity of P. strigellus mycelial biomass extracts, as well as the quantification of total phenolic compounds and flavonoids. The focus is on the potential of this biomass as a source of bioactive compounds with biotechnological applications, especially in the cosmetic area. To obtain mycelial biomass, the fungus was cultivated in liquid medium for 21 days at 28 ºC in the absence of light and without agitation. The biomass was recovered by filtration and, after drying in an oven with air circulation at 60 ºC, it was frozen in liquid nitrogen and macerated until fine powder was obtained. Mycelial extracts were produced from pulverized dry biomass, from which phenolic compounds were quantified and identified, including flavonoids, and antioxidant, anti-tyrosinase, anti-collagenase and sun protection factor activities were evaluated in vitro. Analyzes were conducted in triplicate and the results were subjected to analysis of variance, Student's t-test and Scott-Knott. Cultivation in liquid medium demonstrated a significant dry biomass production, reaching 3,04 mg/mL. The hydroalcoholic mycelial extract revealed levels of 162,20 ± 5,93 μg equivalents of gallic acid (EAG) per 100 mg of mycelium of phenolic compounds and 138,54 ± 0,51 μg equivalents of quercetin (EQ) per 100 mg of mycelium of flavonoids. The compounds identified by HPLC were benzoic acid, gallic acid, protocatechuic acid, p-coumaric acid, syringic acid, vanillin and catechin. The evaluation of antioxidant activity demonstrated the ability of the mycelial extract to inhibit the reduction of metal ions assessed by the FRAP method (10,13 ± 0,13 µM Fe2+/g) equivalent to the Trolox positive control (10,5 ± 0,9 µM Fe2+/g). The free radical scavenging capacity was evaluated by scavenging DPPH• (EC₅₀ = 69,52 ± 8,77 mg/mL) and ABTS•+ (EC₅₀ = 50,41 ± 1,19 mg/mL) radicals, demonstrating potential of this species as a source of polyphenols with antioxidant action. The mycelial extract presented significant sun protection factor (SPF) values, ranging from 14,09 (10 mg/mL) to 39,34 (≥ 60 mg/mL). The extract at 40 mg/mL was shown to be capable of inhibiting the activity of the tyrosinase enzyme by 41,22%, with IC₅₀ = 26,15 ± 0,40 mg/mL. In collagenase inhibition, the highest concentration evaluated (40 mg/mL) showed an inhibition of 39,81%, with IC₅₀ = 29,15 ± 2,41 mg/mL. This study reveals that submerged cultivation of P. strigellus is effective in producing mycelial biomass under controlled conditions, suggesting feasibility of producing bioactive compounds. P. strigellus biomass contains considerable levels of total phenols and flavonoids, with potential for increase through optimization of cultivation and extraction conditions. The extract showed antioxidant, photoprotective and inhibitory activity on tyrosinase and collagenase enzymes. The results indicate that P. strigellus mycelium has promising potential for biotechnological, cosmetic, pharmaceutical and food applications.
Keywords
Antioxidant. Anti-tyrosinase. Anti-collagenase. Sunscreen protection. Mycelial biomass.