Caracterización química y propiedades bioactivas de hongos silvestres portugeses comestibles

Abstract

Nineteen different mushroom species (Agaricus arvensis, Agaricus bisporus, Agaricusromagnesii, Agaricus silvaticus, Agaricus silvicola, Cantharellus cibarius, Hypholomafasciculare, Lactarius deliciosus, Lactarius piperatus, Lepista nuda, Leucopaxillusgiganteus, Lycoperdon molle, Lycoperdon perlatum, Macrolepiota mastoidea,Macrolepiota procera, Ramaria botrytis, Sarcodon imbricatus, Tricholoma acerbum and Tricholoma portentosum) from Northeast of Portugal, one of the European regions with higher wild edible mushrooms diversity, were evaluated for their chemical composition, nutritional value and bioactive properties (antioxidant and antimicrobial activities), in order to valorise mushrooms as a source of nutrients and nutraceuticals.The analysis of nutrients included determination of proteins, fats, ash, and carbohydrates, particularly sugars by HPLC-RI. The analysis of nutraceuticals included determination of fatty acids by GC-FID, and other phytochemicals such as tocopherols, by HPLC-fluorescence, phenolic compounds by HPLC-DAD-ESI/MS, carotenoids and ascorbic acid, by spectrophotometric techniques. The antioxidant activity was screened through chemical and biochemical assays. The chemical assays allowed an evaluation of their reducing power, radical scavenging activity and inhibition of -carotene bleaching, while biochemical assays evaluated the lipid peroxidation inhibition capacity, using erythrocytes and brain cells as models. The antimicrobial activity was evaluated using clinical isolates or collection microorganisms (Gram positive and Gram negative bacteria and fungi).The macronutrient profile in general revealed that the wild mushrooms were rich sources of protein and carbohydrates and had low amounts of fat. The analysis of fatty acid composition allowed the quantification of twenty three fatty acids. Unsaturated fatty acids and, in particular, oleic and linoleic acids, were predominant. Mannitol and trehalose were the most abundant sugars. The analysed mushrooms also contain very useful phytochemicals such as phenolic compounds, tocopherols, ascorbic acid, and carotenoids. Particularly, four phenolic acids (protocatechuic, p-hydroxybenzoic acid, pcoumaric and cinnamic acid) and two vanillic acid isomers were detected, identified and quantified, as also three of the tocopherols vitamers (F-, G-, H- tocopherol); no tocotrienols were detected. All the species proved to have antioxidant properties,namely radical scavenging activity and lipid peroxidation inhibition capacity. Ramaria botrytis was the most efficient species presenting the lowest EC50 values in the chemical and biochemical assays, which can be related to their higher content in bioactive compounds. The majority of the species revealed antimicrobial activity selectively against Gram + bacteria, in some cases, with lower minimum inhibitory concentration than the standards.Processing and cooking practices had a determining influence on chemical compositionand antioxidant properties. Cooked samples showed lower nutrients concentrations andlower antioxidant activity than either dried or frozen samples. Nevertheless, for fatty acids and sugar individual profiles, only cooking procedures seemed to be relevant, the cooked samples presenting higher MUFA, and lower PUFA and sugars contents. The fruiting body maturity stage proved to have influence on chemical composition and bioactivity of the wild mushrooms; mature carpophorus with mature spores is notrecommended for nutritional and medicinal proposals.In addition to dried mushrooms, alternative or substitute mushroom products are mycelia that could also be used as food and food-flavouring material, or in the formulation of nutraceuticals and functional foods. In order to explore it, mycelium of Leucopaxillus giganteus was produced using different pH, carbon and nitrogen sourcesin the culture medium, and evaluated for their bioactive properties. The antioxidantsconcentration increased along the growth time as a response to the oxidative stress andsubsequent free radicals production. The aldohexose glucose and diammoniumphosphate proved to be the most appropriate carbon and nitrogen sources to increaseantioxidant activity, leading to the highest phenols content and lowest EC50 values.Public health authorities consider prevention and treatment with nutraceuticals/phytochemicals a powerful instrument in maintaining and promotinghealth, longevity and life quality. The beneficial effects of nutraceuticals will undoubtedly have an impact on nutritional therapy; they also represent a growing segment of today s food industry. Mushrooms might be used directly in diet and promote health, taking advantage of the additive and synergistic effects of all the bioactive compounds present. Therefore, the ongoing research will lead to a new generation of foods, and will certainly promote their nutritional and medicinal use.

Diecinueve especies diferentes de setas silvestres (Agaricus arvensis, Agaricus bisporus, Agaricus romagnesii, Agaricus silvaticus, Agaricus silvicola, Cantharellus cibarius, Hypholoma fasciculare, Lactarius deliciosus, Lactarius piperatus, Lepistanuda, Leucopaxillus giganteus, Lycoperdon molle, Lycoperdon perlatum, Macrolepiota mastoidea, Macrolepiota procera, Ramaria botrytis, Sarcodon imbricatus, Tricholoma acerbum and Tricholoma portentosum) del Nordeste de Portugal, una de las regiones europeas con mayor diversidad hongos silvestres comestibles, fueron evaluados conrelación a su composición química, valor nutritivo y propiedades bioactivas (actividades antioxidante y antimicrobiana), con vistas a su valorización como fuente de nutrientes y nutracéuticos.El análisis de nutrientes incluyó la determinación de proteínas, grasas, cenizas, hidratos de carbono, y particularmente azúcares por HPLC-RI. El análisis de nutracéuticos incluyó la determinación de ácidos grasos por GC-FID y otros fitoquímicos, como tocoferoles por HPLC-fluorescencia, compuestos fenólicos por HPLC-DAD-ESI/MS,carotenoides y ácido ascórbico por espectrofotometría. La actividad antioxidante sevaloró mediante ensayos químicos y bioquímicos. Los ensayos químicos consistieron en la evaluación del poder reductor, inhibición del radical libre DPPH e inhibición de la decoloración del G-caroteno, mientras que los ensayos bioquímicos evaluaron la capacidad de inhibición de la peroxidación lipídica, utilizando como modelos eritrocitos y células del cerebro. La actividad antimicrobiana fue evaluada utilizando aislados clínicos y microorganismos de colección (bacterias Gram positivas y Gram negativas yhongos).El perfil de macronutrientes reveló que, en general, los hongos silvestres son fuentes ricas de proteínas e hidratos de carbono y que poseen poca cantidad de grasa. El análisis de la composición de ácidos grasos permitió la cuantificación de veintitrés ácidos grasos. Los ácidos grasos insaturados y, en particular, los ácidos oleico y linoleico, eran predominantes. Manitol y trehalosa fueron los azúcares más abundantes. Las setas analizadas también contienen fitoquímicos tales como compuestos fenólicos, tocoferoles, ácido ascórbico y carotenoides. En particular, fueron detectados,identificados y cuantificados cuatro ácidos fenólicos (ácidos protocatéquico, phidroxibenzoico,p-cumárico y cinámico) y dos isómeros del ácido vanílico y tambiéntres isómeros de tocoferoles (F, G, de H-tocoferol), mientras que no se detectarontocotrienoles. Todas las especies mostraron propiedades antioxidantes, especialmentecapacidad para inhibir radicales libres y la peroxidación lipídica. Ramaria botrytis fue laespecie más eficiente en este sentido, presentando los valores más bajos de EC50 en los ensayos químicos y bioquímicos, lo que puede estar relacionado con su mayor contenido en compuestos bioactivos. La mayoría de las especies mostraron actividad antimicrobiana selectiva contra las bacterias Gram positivas, en algunos casos, con concentraciones mínimas inhibitorias menores que las de los compuestos usados como referencia.El procesado y las prácticas culinarias ejercen una influencia determinante en la composición química y propiedades antioxidantes de las setas estudiadas. Las muestras cocinadas tenían menor concentración de nutrientes y menor actividad antioxidante que las muestras secas o congeladas. Sin embargo, los perfiles individuales de ácidos grasos y azúcares sólo se vieron afectados en las muestras cocinadas, las cuales presentaban niveles mayores de ácidos grasos monoinsaturados e inferiores de poliinsaturados y de azúcares.La maduración del cuerpo fructificante también demostró tener influencia en la composición química y en la bioactividad de las setas silvestres; así, los carpóforos maduros con esporas maduras no pueden ser recomendados nutricional nimedicinalmente.Un producto alternativo a las setas desecadas son los micelios, que también podrían ser utilizados como alimento o ingrediente, o en la formulación de nutracéuticos y alimentos funcionales. Para explorar esta posibilidad, se obtuvieron micelios de Leucopaxillus giganteus utilizando diferentes pH, fuentes de carbono y nitrógeno en elmedio de cultivo, y posteriormente se evaluaron sus propiedades bioactivas. La concentración de antioxidantes aumentó a lo largo del tiempo decrecimiento como respuesta al estrés oxidativo y, por tanto, la producción de radicales libres. Laaldohexosa glucosa y el fosfato diamónico demostraron ser respectivamente las fuentesde carbono y de nitrógeno más apropiadas para aumentar la actividad antioxidante,dando lugar al más alto contenido de compuestos fenólicos y valores más bajos de EC50.El empleo de nutracéuticos/fitoquímicos puede ser un instrumento eficaz en el mantenimiento y la promoción de la salud, longevidad y calidad de vida. Los efectos beneficiosos de nutracéuticos, sin duda, no sólo tienen un impacto en la terapianutricional, sino que también representan un segmento creciente de la actual industria alimentaria. En este sector podrían ubicarse las setas, cuyo empleo como parte de la dieta con fines de promoción de la salud podría ser tenido en cuenta a la vista de la variedad de compuestos bioactivos que contienen y los posibles efectos aditivos o sinérgicos que pueden existir entre ellos. La investigación en curso trata de explorar estaalternativa para, en definitiva, promover nuevas generaciones de alimentos con un valorañadido basado en sus propiedades nutritivas y medicinales.