Pesquisa
Bioacumulação e biodisponibilidade de ferro em Pleurotus ostreatus
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Meire Emiko Yokota
Orientador: Giani Andrea Linde Colauto
Defendido em: 23/07/2013
Resumo
O Pleurotus ostreatus é um basidiomiceto de alta rusticidade, alto valor gastronômico, nutricional e terapêutico. Os trabalhos com este fungo vem crescendo devido à baixa complexidade das técnicas de cultivo para a produção de biomassa micelial e sua habilidade de crescer em uma ampla variedade de subprodutos lignocelulósicos. A capacidade de bioacumulação de minerais para o micélio ou basidiocarpo em fungos tem sido estudada, com o propósito de obter biomassa enriquecida com minerais essenciais para a saúde humana. Sendo o ferro um micronutriente essencial ao adequado funcionamento do organismo humano. Este elemento é encontrado em vários alimentos, tanto de origem animal como vegetal. Apesar de vastamente distribuído o ferro possui reduzida biodisponibilidade, o que dificulta a manutenção dos níveis séricos adequados. Desta forma, devido a atividade biológica deste basidiomiceto e à sua capacidade de bioacumular metais, a associação de ferro a este fungo pode promover o aumento do valor agregado deste produto biotecnológico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de bioacumulação de ferro na biomassa micelial e em basidiocarpos de P. ostreatus e verificar a biodisponibilidade in vitro deste mineral no micélio e cogumelos produzidos. Para produção de micélio enriquecido com ferro, o fungo foi crescido em placas de petri ou erlenmeyer contendo ágar batata dextrose (ABD, cultivo em superfície) ou batata dextrose (BD, cultivo submerso) adicionado de FeSO4.7H2O, a fim de obter diferentes concentrações de ferro. Para a produção de cogumelos primeiramente foi avaliado o efeito da concentração de ferro do meio de cultivo sobre o crescimento micelial longitudinal em meio sólido particulado, composto de bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum ssp.) e fibra de soja (Glycine max) adicionado de diferentes concentrações de FeSO4.7H2O. Após a determinação das concentrações de ferro que inibiram o crescimento micelial, foram selecionadas condições de cultivo para a produção de micélio em meio sólido, em meio líquido e produção de cogumelos em meio sólido particulado. A biomassa micelial e os cogumelos produzidos foram quantificados para a determinação da produtividade. A concentração de ferro e a biodisponibilidade in vitro foram determinadas. Para o cultivo em superfície houve crescimento micelial para as concentrações de ferro de até 300 ppm, apresentando total inibição do crescimento acima de 400 ppm de ferro. Já para o cultivo submerso ocorreu crescimento até 100 ppm de ferro e inibição do crescimento a partir de 125 ppm. A bioacumulação de ferro pela biomassa aumentou com o aumento da concentração de ferro no meio de cultivo tanto para o cultivo em superfície quanto para o cultivo submerso. No cultivo sólido particulado observou-se que o crescimento micelial ocorreu nos meios adicionados de até 1500 ppm de Fe, sendo que na faixa com concentrações de 250 a 450 ppm de Fe houve aumento do crescimento micelial (p≤0,05) e as concentrações acima de 500 ppm de Fe promoveram a redução do crescimento micelial. O aumento de ferro no meio de cultivo promoveu a redução da produção de basidiomicetos e apesar do micélio crescer em meio sólido particulado com adição de até 1500 ppm de ferro há produção de cogumelos ocorreu apenas com adições de até 500 ppm de Fe. O aumento de ferro no meio de cultivo não promoveu aumento significativo de ferro no basidiocarpo. A máxima bioacumulação de ferro no micélio produzido no cultivo em superfície foi de 3,62 mg g-1 com a adição de 250 ppm de ferro; já para o cultivo submerso atingiu até 25,11 mg g-1 com a adição de 100 ppm de ferro. Assim a bioacumulação para o cultivo submerso foi cerca de 6,4 vezes maior que o cultivo em superfície. Os resultados obtidos indicam que o P. ostreatus de forma geral possui a capacidade de bioacumular ferro independente do meio de cultivo, no entanto cada meio de cultivo possui uma concentração limite tolerável que não cause toxicidade e interfira na produção de biomassa micelial e basidiocarpos. Os maiores rendimentos de bioacumulação de ferro e de biodisponibilidade in vitro ocorrem no micélio produzido em cultivo submerso
Palavras-chave
Bioacumulação de ferro, biodisponibilidade de ferro, micélio, cogumelo
Title
Iron bioaccumulation and bioavailability in pleurotus ostreatus
Abstract
Pleurotus ostreatus is a basidiomycete with high rusticity, gastronomic, nutritional and therapeutic values. Works with this fungus has been growing due to the low complexity of cultivation techniques to produce biomass and its ability to grow in a wide assortment of lignocellulosic byproducts. Minerals bioaccumulation in both mycelium and in basidiocarps has been studied with the purpose to obtain enriched foods with essential minerals to improve human health. Iron is an essential micronutrient to the human health. This element is found in many foods of both animal and vegetable origins. Although widely distributed iron has low bioavailability, which difficulties the human absorption. Thus, due to biological activity of the basidiomycetes and their ability to bioaccumulate metals the association of iron and P. ostreatus can promote the increase of the value of the biotechnology products. The aim of this work was to evaluate the iron bioaccumulation and in vitro bioavailability of mycelial and mushrooms of P. ostreatus. To mycelium enriched with iron production, the fungus was grown in petri dishes or Erlenmeyer flask containing potato dextrose agar (PDA) for the former to surface cultivation and potato dextrose (PD) for the second to submerged cultivation. FeSO4.7H2O was added in order to obtain different iron concentrations. For mushroom production it was firstly evaluated the effect of the iron concentrations on the longitudinal mycelia growth on solid cultivation. The medium was composed of sugarcane (Saccharum spp.) bagasse and soybean (Glycine max) fiber added with different concentrations of FeSO47H2O. After determination of iron concentrations that promote the mycelia growth inhibition it were selected culture iron concentrations to mycelia and mushroom productions. The mycelial biomass and mushrooms produced were measured for the determination of productivity. The iron concentration and in vitro bioavailability were determined. On surface cultivation the mycelial growth happened until 300 ppm of iron with growth inhibition at higher than 400 ppm iron. For submerged cultivation growth occurred up to 100 ppm iron and full growth inhibition at 125 ppm or higher. The bioaccumulation of iron in biomass increased with increasing iron concentrations in the culture medium for both surface and submerged cultivations. At solid state cultivation the mycelial growth occurred up to 1500 ppm of Fe. The growth was increased from 250 to 450 ppm of Fe (p ≤ 0.05) and concentration higher than 500 ppm Fe reduced the mycelial growth. Increased iron in the culture media caused a reduction of mushroom production. The maximum iron bioaccumulation to the mycelium produced by surface cultivation was 3.62 mg g-1 with 250 ppm of iron addition. For submerged cultivation the bioaccumulation of iron reached up to 25.11 mg g-1 with just 100 ppm of iron addition. Thus bioaccumulation for submerged cultivation was about 6.4 times higher than the cultivation surface. For the mushroom the increase of iron bioaccumulation was not significant. The results indicate that P. ostreatus has the ability to bioaccumulate iron from the medium. The highest yields of bioaccumulation and bioavailability of iron in vitro occur in mycelia produced in submerged cultivation
Keywords
Iron Bioaccumulation, iron bioavailability, mycelium, mushroom