Pleurotus species as a source of natural preservatives: mycelia production to obtain tocopherols used as antioxidants in yogurts

Mestrado com dupla diplomação com o High Institute of Biotechnology of Monastir (ISBM), TunisiaMushrooms are consumed worldwide not only as a part of the normal diet, but also as a delicacy due to their highly desirable taste and aroma. In addition to their nutritional value, mushrooms have been considered functional foods and even as adjuvants in some therapies, namely chemotherapy, because they are rich in bioactive molecules, such as phenolic compounds, tocopherols, ascorbic acid, or carotenoids. In particular, tocopherols are powerful antioxidants that can be explored as natural food preservatives, in order to replace the widely used synthetic counterparts. With these aspects in mind, and given the evidence that the in vitro culture of mushroom mycelia promotes the production of tocopherols, the present work aimed to sub-culture two edible species, Pleurotus ostreatus (Jacq. ex Fr.) P. Kumm. and Pleurotus eryngii (DC.) Quél., in different culture media (i.e., Melin–Norkans medium, MMN; modified Melin–Norkans medium, MMNm; and Potato dextrose agar medium, PDA) in order to enhance the production of tocopherols, and use the mycelia as sources of preservative ingredients for foodstuff. Since the best growth was obtained on PDA medium, both species were cultivated in Potato dextrose broth liquid medium (PDB), in order to obtain the amount of biomass required for the assays. The tocopherols content was evaluated by high performance liquid chromatography coupled to a fluorescence detector (HPLC-fluorescence). A formulation enriched in tocopherols was incorporated in yogurts and its preservative capacity was assessed, through the evaluation of the antioxidant properties before and after incorporation in the foodstuff. The results were compared with commercial available and used preservatives (i.e., α-tocopherol - natural antioxidant (E307) and potassium sorbate - synthetic preservative (E202)). The results showed that the mycelium content of tocopherols was particularly high in β-tocopherol and, in the case of P. ostreatus, it was higher than in P. eryngii. Despite the similarity showed in the tocopherol profile for both mushrooms, P. ostreatus mycelium revealed a slightly high DPPH radical scavenging activity, while P. eryngii showed higher reducing power. The DPPH radical scavenging activity measured in yogurts fortified with P. ostreatus and P. eryngii extracts was similar to that achieved in yogurts prepared with potassium sorbate, despite not as strong as yogurts with α-tocopherol. Regarding the reducing Pleurotus species as a source of natural preservatives Abstract VIII power, yogurts with Pleurotus species extracts revealed approximate results of those obtained in yogurts with α-tocopherol, reaching best results than those obtained in yogurts containing potassium sorbate. In neither case were observed significant changes induced by the storage time.Os cogumelos são consumidos no mundo inteiro, não só como parte da dieta normal, mas também como uma iguaria devido ao seu gosto e aroma altamente desejáveis. Além do seu valor nutricional, os cogumelos são considerados alimentos funcionais, sendo mesmo adjuvantes em algumas terapias, nomeadamente a quimioterapia, uma vez que são ricos em moléculas bioativas, como compostos fenólicos, tocoferóis, ácido ascórbico ou carotenóides. Em particular, os tocoferóis são poderosos antioxidantes que podem ser explorados como conservantes de alimentos naturais, podendo substituir os equivalentes conservantes sintéticos utilizados atualmente. Tendo em conta estes aspetos, e a evidência de que a cultura in vitro de micélio de cogumelos promove a produção de tocoferóis, o presente trabalho pretende sub-cultivar duas espécies comestíveis, Pleurotus ostreatus (Jacq. ex P.) P. Kumm. e Pleurotus eryngii (DC.) Quél. em diferentes meios de cultura (isto é, meio Melin-Norkans, MMN; meio Melin-Norkans modificado, MMNm; e meio de agar de dextrose de batata, PDA). Uma vez que o melhor crescimento foi obtido no meio PDA, as duas espécies foram cultivadas em meio líquido de dextrose de batata (PDB), de forma a obter a quantidade de biomassa necessária para a realização dos ensaios. O teor de tocoferóis foi avaliado por cromatografia líquida de alta performance acoplada a um detector de fluorescência (HPLC-fluorescência). Uma formulação enriquecida em tocoferóis foi incorporada em iogurtes e sua capacidade de conservação foi avaliada através da avaliação das propriedades antioxidantes antes e depois da incorporação no género alimentício. Os resultados foram comparados com os conservantes comercialmente disponíveis e utilizados (nomeadamente, α-tocoferol - antioxidante natural (E307) e sorbato de potássio - conservante sintético (E202)). Os resultados mostraram que o perfil de tocoferóis no micélio era praticamente β-tocoferol e, no caso de P. ostreatus, a concentração era maior do que em P. eryngii. Apesar da semelhança evidenciada no perfil de tocoferóis em ambos os cogumelos, o micélio de P. ostreatus foi o que revelou uma actividade captadora de radicais DPPH ligeiramente superior, enquanto o micélio de P. eryngii apresentou maior poder redutor. A atividade captadora de radicais DPPH medida em iogurtes fortificados com extratos de P. ostreatus e P. eryngii foi semelhante à obtida em iogurtes preparados com sorbato de potássio, embora não tão elevada quanto em iogurtes com α-tocoferol. Em relação ao poder redutor, os iogurtes com extratos de Pleurotus species as a source of natural preservatives Resumo X espécies de Pleurotus revelaram resultados aproximados aos obtidos em iogurtes com α-tocoferol, atingindo melhores resultados do que os obtidos em iogurtes contendo sorbato de potássio. Em nenhum dos casos foram observadas alterações significativas induzidas pelo tempo de armazenamento