Pesquisa
Sucessão microbiana, cocultivo, composição química e atividade biológica de Lentinus crinitus e Pleurotus spp. e combinações
Doutorado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Olavo Bilac Quaresma de Oliveira Filho
Orientador: Juliana Silveira do Valle
Defendido em: 28/07/2021
Resumo
Lentinus crinitus e Pleurotus spp. são basidiomicetos produtores de enzimas com capacidade de degradar lignina e celulose, possibilitando a utilização de diversos resíduos agroindustriais para cultivo. O bagaço de cana-de-açúcar é um resíduo agroindustrial que suplementado com fontes de nitrogênio, como o farelo de soja, pode ser utilizado na produção de cogumelos, contribuindo para a redução do impacto ambiental. O objetivo deste estudo foi avaliar o cultivo de cogumelos de L. crinitus e Pleurotus spp. por sucessão microbiana e por cocultivo e determinação da atividade antioxidante. O substrato de cultivo foi o bagaço de cana-de-açúcar suplementado com farelo de soja. A sucessão microbiana ocorreu pelo cultivo sequencial de L. crinitus (U9-1) e o substrato exaurido por Pleurotus djamor (U16-28) ou P. ostreatus (U16-22) e vice-versa. O cocultivo ocorreu com combinações duas-a-duas de linhagens dos seguintes fungos: L. crinitus (U9-1), P. djamor (U16-20 e U16-28), P. ostreatus (U16-21 e U16-22) e P. citrinopileatus (U16-23). Nos ensaios de sucessão calcularam-se a eficiência biológica (EB) de conversão do substrato em cogumelos e a atividade antioxidante dos cogumelos, enquanto nos ensaios de cocultivo realizaram-se os cálculos de EB, análise da composição química dos cogumelos e atividade antioxidante. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado e os dados foram submetidos ao teste de Tukey, Scott-Knott e t-student (p < 0,05). No capítulo 1 os principais resultados foram a diminuição da produção de cogumelos e da EB em até 4,4 vezes, na sucessão secundária. Os cogumelos obtidos por sucessão secundária foram os que demonstraram maior potencial antioxidante pelo método de redução do ferro (FRAP) com um aumento de 3,6 vezes na atividade antioxidante dos cogumelos de sucessão secundária de L. crinitus crescido em substrato exaurido de P. djamor (75,51±1,98 µmol Fe+2mg-1) com valor 7,2 vezes superior ao controle referência trolox (10,5 ± 0,9 μmol Fe+2 mg-1). Também se verificou 96,29 ± 4,10 de inibição da oxidação para o PO (BC:SELC obtido por sucessão secundária pelo método de branqueamento do β-caroteno (β-carotene bleaching method, BCLA), valor este superior ao controle referência trolox equivalente (85,6 ± 1,0%). O sequestro do radical livre 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) do substrato exaurido de cultivo secundário de L. crinitus aumentou 1,8 vezes (254,33 ± 1,94 mg mL-1). No capítulo 2 os principais resultados foram: o cocultivo aumentou a produtividade de cogumelos e a eficiência biológica, principalmente para Pleurotus spp., com até duas vezes mais produtividade e eficiência biológica do que em monocultivo, com aumento de 2,2 vezes a produtividade de cogumelos e eficiência biológica de P. ostreatus U16-22 em cocultivo com L. crinitus U9-1. Os cogumelos são ricos em proteínas, com baixa quantidade de gordura e energia; abundantes em compostos fenólicos e majoritariamente compostos de ácidos de grau insaturado; os teores dos compostos químicos diminuíram em cocultivo, comparado ao monocultivo. Os cogumelos demonstraram significativa atividade antioxidante pelos métodos FRAP e BCLA, provavelmente devido à presença de compostos antioxidantes como os ácidos fenólicos (Ácido protocatecuico, p-hidroxibenzoico, p-cumárico e cinâmico) e dos tocoferóis (α, β, γ e δ). Os resultados demonstraram que tanto a sucessão microbiana quanto o cocultivo de cogumelos representam uma estratégia para a produção de alimentos de elevado valor nutricional, reaproveitamento na agroindústria, prospecção de bioativos, além da possibilidade de uso como alimentos funcionais.
Palavras-chave
Basidiomicetos; substrato exaurido; sucessão microbiana; cocultivo de cogumelos; produção de cogumelo, tocoferóis, ácidos fenólicos.
Title
Microbial succession, cocultivation, chemical composition, and biological activity of lentinus crinitus and pleurotus spp. And combinations
Abstract
Lentinus crinitus and Pleurotus spp. they are enzyme-producing basidiomycetes capable of degrading lignin and cellulose, enabling the use of various agro-industrial residues for cultivation. Sugarcane bagasse is an agro-industrial residue that, supplemented with nitrogen sources, such as soybean meal, can be used in the production of mushrooms, contributing to the reduction of environmental impact. The aim of this study was to evaluate the cultivation of L. crinitus and Pleurotus spp. by microbial succession and by co-cultivation and determination of antioxidant activity. The cultivation substrate was sugarcane bagasse supplemented with soybean meal. The microbial succession occurred by sequential cultivation of L. crinitus (U9-1) and the substrate depleted by Pleurotus djamor (U16-28) or P. ostreatus (U16-22) and instead. Co-cultivation occurred with two-by-two combinations of strains of the following fungi: L. crinitus (U9-1), P. djamor (U16-20 and U16-28), P. ostreatus (U16-21 and U16-22) and P. citrinopileatus (U16-23). In the succession tests, the biological efficiency (EB) of substrate conversion in mushrooms and the antioxidant activity of the mushrooms were calculated, while in the co-cultivation tests the calculations of EB, analysis of the chemical composition of the mushrooms and antioxidant activity were performed. A completely randomized design was used and data were submitted to the Tukey, Scott-Knott and t-student test (p < 0.05). In chapter 1, the main results were the decrease in the production of mushrooms and EB by up to 4.4 times, in secondary succession. The mushrooms obtained by secondary succession showed the greatest antioxidant potential by the iron reduction method (FRAP) with a 3.6-fold increase in the antioxidant activity of mushrooms from secondary succession of L. crinitus grown in depleted substrate of P. djamor (75.51 ± 1.98 µmol Fe+2 mg-1) with a value 7.2 times higher than the reference control trolox (10.5 ± 0.9 µmol Fe+2 mg-1). There was also 96.29 ± 4.10 inhibition of oxidation for PO (BC:SELC obtained by secondary succession by the β-carotene bleaching method, BCLA), a value higher than the trolox reference control equivalent (85.6 ± 1.0%). The 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging of the depleted substrate from secondary culture of L. crinitus increased 1.8 times (254.33 ± 1 .94 mg mL-1). In chapter 2, the main results were: co-cultivation increased mushroom productivity and biological efficiency, mainly for Pleurotus spp., with up to twice more productivity and biological efficiency than in monoculture, with an increase 2.2 times the mushroom productivity and biological efficiency of P. ostreatus U16-22 in co-cultivation with L. crinitus U9-1 Mushrooms are rich in proteins, with low amounts of fat and energy, abundant in phenolic compounds and mostly compounds of unsaturated grade acids; chemical stations decreased in co-cultivation compared to monoculture. Mushrooms showed significant antioxidant activity by the FRAP and BCLA methods, probably due to the presence of antioxidant compounds such as phenolic acids (protocatechuic acid, p-hydroxybenzoic acid, p-coumaric and cinnamic acid) and tocopherols (α, β, γ and δ). The results showed that both microbial succession and mushroom co-cultivation represent a strategy for the production of foods with high nutritional value, reuse in agribusiness, prospecting for bioactives, in addition to the possibility of using them as functional foods.
Keywords
Basidiomycetes; depleted substrate; microbial succession; mushroom co-cultivation; mushroom production, tocopherols, phenolic acids.