Caracterização estrutural e atividade vasculogênica de B-D-glucanas isoladas de frutificações de Agaricus brasiliensis em diferentes estágios de maturação: implicações na produção de nutricêuticos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-graduação em BiotecnologiaAgaricus brasiliensis (=Agaricus blazei ss. Heinem.), popularmente conhecido no Brasil como Cogumelo Medicinal, Cogumelo do Solâ, é um fungo de cultivo expressivo no país devido às suas propriedades medicinais, evidenciadas em diversos trabalhos científicos, e vem ganhando importância em diversos países, principalmente para uso nutricêutico. Estes produtos são obtidos dos cogumelos, minimamente processados e encapsulados para serem consumidos como suplementos dietéticos. São utilizados principalmente devido ao potencial terapêutico como imunomodulatórios e anti-tumoral. As frutificações de A. brasiliensis são coletadas no Brasil principalmente no estágio imaturo, quando o píleo ainda está fechado, atendendo a padrões morfológicos pré-estabelecidos. No entanto, essas frutificações imaturas ainda não atingiram máxima eficiência da biomassa fúngica, mas é nesse estágio que se obtém maior valor comercial para exportação. As frutificações maduras são geralmente de menor valor comercial, sendo muitas vezes descartadas pelos produtores ou aproveitadas na produção de nutricêuticos. A qualidade desses nutricêuticos é dependente da composição química das frutificações, particularmente em relação ao conteúdo de b-D-glucanas que constituem a parede celular do fungo. No presente estudo, foram utilizadas frutificações de A. brasiliensis (estirpe UFSC 51), coletadas em diferentes estágios de maturação - imaturas SI (píleo fechado), maduras (píleo aberto) com esporos imaturos SII e maduras com esporos maduros SIII, para se avaliar o rendimento e as características estruturais dos polissacarídeos solúveis em água a 100oC antes e após a purificação das b-D-glucanas usando-se cromatografia líquida, identificação por espectrometria (FTIR e RMN de 13C e 1H), peso molecular e teor de proteínas. Identificou-se a presença de um polímero de peso molecular superior a 1.000.000 daltons, e estrutura (1®6)-(1®3)-b-D-glucanas, com baixo teor de proteínas (em média 0,61%), nos três estágios de maturação, porém com aumento do rendimento das b-D-glucanas no estágio SII e de (1®3)-b-D-glucanas nos estágios SII e SIII. Como conseqüência, frutificações maduras de A. brasiliensis que também contêm estas importantes b-D-glucanas devem ser utilizadas na elaboração de produtos nutricêuticos. As b-D-glucanas extraídas e purificadas destas frutificações nos diferentes estágios foram avaliadas quanto à bioatividade, qualitativa e quantitativamente, sobre o processo de vascularização inicial em embriões de galinha (Gallus domesticus). Foram constatados efeitos pró-vasculogênico, com conseqüente aumento do crescimento dos embriões para todos os estágios de maturação, inclusive nas diferentes concentrações testadas para os estágios SI e SII. Estes resultados sugerem que as b-D-glucanas, isoladas das frutificações nos diferentes estágios de maturação interferem positivamente na formação de vasos sanguíneos e que o efeito pode ser mediado pela atividade imunomoduladora. Em conclusão, as frutificações maduras, que também possuem atividade pró-vasculogênica, devem ser incluídas na produção de nutricêuticos propiciando a utilização otimizada da biomassa do cogumelo

Produção de biomassa do fungo Agaricus subrufescens por processos fermentativos sólido e submerso para obtenção de polissacarídeos bioativos

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Biotecnologia, Florianópolis, 2010Agaricus subrufescens (=A. brasiliensis) é um fungo comestível amplamente comercializado no Brasil e em outros países, devido as suas propriedades nutricionais e medicinais relacionadas principalmente aos polissacarídeos presentes em sua parede celular, tais como glucanas e glucomananas. Certos processos biotecnológicos têm sido utilizados para aumentar a escala produtiva do micélio e, consequentemente, aumentar a obtenção dos polissacarídeos. Previamente ao desenvolvimento desses processos de produção é importante estabelecer métodos de preservação do fungo in vitro e a recuperação do micélio após estocagem. Para a produção de biomassa foi utilizada a fermentação no estado sólido (FES) em grãos de trigo pré-tratados e a fermentação submersa (FSm) em hidrolisados de resíduos agroindustriais, como farelo de trigo (FT) e resíduo de cervejaria (RC). Polissacarídeos extraídos da frutificação (controle), do micélio em FES e do micélio isolado da FSm foram separados de acordo com suas massas molares por meio de diferentes membranas. Essas frações de polissacarídeos foram testadas na ativação de macrófagos in vitro. Entre os métodos de preservação, melhores resultados foram obtidos quando o meio de cultura foi suplementado com carvão ativo, tanto para a preservação quanto para a recuperação de A. subrufescens, sem alterações significativas na morfologia e genética do fungo durante um período de até 12 meses de estocagem. Para a FES, 21 min de cozimento dos grãos de trigo seguido de 24 min de molho após o cozimento demonstrou ser mais adequado para a produção de polissacarídeos (glucomananas) pelo fungo, inclusive quando o substrato não foi suplementado com cálcio, ou com adição máxima de 0,25 % CaCO3 (pH 6,6). A quantidade inicial de inoculante para a melhor produção de glucomananas (6,89 mg.mL-1) foi aproximadamente 10,3 %, numa temperatura ótima de incubação de 27,2 °C. As maiores biomassas de A. subrufescens para a FSm em hidrolisados de RC e FT foram obtidas na concentração de HCl 0,45 % e 20 min de hidrólise, apresentando 9,65 g.L-1 e 22,1 g.L-1, respectivamente. Porém, melhores resultados de bioconversão foram obtidos em hidrolisados utilizando até 0,3 % de HCl e 30 min de hidrólise, com adição de 2 g.L-1 de carvão ativo durante a hidrólise. Também foram obtidas altas taxas de biomassa de A. subrufescens no cultivo em hidrolisado com pH 5,3 e temperatura de incubação de 30,2 ºC. Na separação com membranas houve aumento da retenção dos polissacarídeos de todos os extratos à medida que o tamanho dos poros da membrana diminuiu. Os polissacarídeos separados pelas membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF1) favoreceram a retenção de polissacarídeos de maior massa molar da frutificação (627 g.mol-1) e do micélio (310 g.mol-1), obtido tanto em FES quanto em FSm. Todos os polissacarídeos extraídos e retentados pelas membranas ativaram macrófagos através da expressão do Fator de Necrose Tumoral-a (TNF-a). Porém, somente os extratos brutos da frutificação e do micélio isolado da FSm, e seus polissacarídeos de maior massa molar retidos pela membrana MF ativaram macrófagos através da expressão de Óxido Nítrico Sintase Induzível (iNOS). Resultados importantes também foram obtidos para os polissacarídeos das frutificações de A. subrufescens, apresentando efeito antigenotóxico e atividade antiherpética quando esses foram sulfatados. Baseado nesses resultados, pesquisas complementares estão sendo desenvolvidas para a obtenção de produtos biotecnológicos com finalidade nutricêutica e/ou farmacêutica.Agaricus subrufescens (=A. brasiliensis) is an edible fungus widely commercialized in Brazil and other countries, mainly due to its nutritional and medicinal properties related principally to the polysaccharides present in the fungus cell wall, such as glucans and glucomannans. Biotechnological processes may in turn be used to scale up the production of mycelium and consequently the polysaccharides. Previous to the development of the production process it is important to establish techniques for the in vitro preservation and recovery of the mycelium after storage. Solid state fermentation (SSF) on pre-treated wheat grains and submerse fermentation (SmF) on hydrolyzed residues from the agro industries, such as wheat bran (FT) and brewery residues (RC) were used for biomass production. Polysaccharides extracted from fruiting bodies (control), mycelium on SSF and isolated mycelium from SmF were separated by molecular weight through different membranes. These polysaccharide fractions were tested on macrophage activity in vitro. Among the preservation techniques, better results were obtained when the media was supplemented with activated charcoal both for preservation and further recovery of A. subrufescens, without significant morphological and genetic changes within the 12 month storage period. For SSF, 21 min of wheat grain cooking followed by a 24 min resting time has shown to be the optimal condition for the production of polysaccharides (glucomannans) by the fungus, either with no supplement added, or when up to 0.25 % CaCO3 (pH 6.6) has been added to the substrate. The initial inoculum amount for the best polysaccharide production levels (6.89 %) was around 10.3 % with an optimal temperature of 27.2 °C. The highest biomass of A. subrufescens for the SmF in hydrolyzed RC and FT using HCL 0.45% and 20 min hydrolysis was 9.65 g.L-1 and 22.1 g.L-1, respectively. On the other hand, better results of bioconversion were obtained in hydrolyzed residues using up to 0.30 % HCl and 30 min hydrolysis, with the addition of 2 g.L-1 of activated charcoal throughout the process. High biomass levels were also obtained when the cultivation was carried out at a pH of 5.3 and with incubation temperature of 30.2 ºC. The results showed an increase in retention of all polysaccharide extracts as the membro ane porosity decreased. Microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF1) membranes retained the highest polysaccharides from fruiting body (627 g.mol-1) and mycelium (310 g.mol-1) obtained on both SSF and SFm. All polysaccharide extracts and fractions separated by the membranes showed biological activity for TNF-a cytokines. On the other hand, only extracts obtained from fruiting bodies and isolated mycelium of FSm, and its high molecular weight polysaccharides retained by the MF membrane activated the iNOS. Important results were also obtained for the polysaccharides extracted from the fruiting bodies, showing antigenotoxic and antiherpetic activities after sulphatation. Based on these findings, additional research is currently in progress to purpose biotechnological products that can be used in both the nutraceutical and/or pharmaceutical areas

Ethanol Competitive Regions and Territorial Vulnerability in Brazil : the Emblematic Case of Quirinópolis, GO

Orientador: Ricardo Abid CastilloDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeociênciasResumo: O objetivo central do presente estudo consiste em evidenciar, com base em elementos teóricos e empíricos, algumas das relações existentes entre a ocorrência de condições diferenciadas de competitividade regional para a produção de etanol e o estabelecimento de quadros de extrema vulnerabilidade, decorrentes do surgimento de regiões demasiadamente funcionais que, portanto, estariam expostas a todas as intempéries do mercado por elas atendido. Inicialmente, o trabalho apresenta uma discussão geral a respeito das relações entre os agentes envolvidos nas etapas de produção, distribuição, troca e consumo do etanol, possibilitando a compreensão da estrutura básica do circuito espacial produtivo deste combustível. Em seguida, concentra-se em discutir a dinâmica que conduz ao surgimento de configurações espaciais em que as facilidades para a produção de etanol e seu escoamento seriam significativamente superiores, o que caracterizaria a formação de regiões competitivas. Para tanto, identifica-se um conjunto de camadas de informações que podem ser utilizadas como critérios para a seletividade de algumas porções territoriais, em detrimento de outras. Tomando como referência inicial a distribuição espacial das unidades produtivas e sua área de influência, o trabalho caminha para a definição de novos critérios, com o intuito de facilitar a identificação daquelas localidades em que exista propensão para aumento significativo da vulnerabilidade. Tais critérios levam em conta uma série de fatores articulados entre si que, em última análise, têm por objetivo refletir, em alguma escala, direta ou indiretamente, o grau de dinamismo econômico regional, particularidades normativas, condições sociais e políticas predominantes, possibilitando reconhecer padrões de configurações que denotem certa fragilidade. Por fim, caminhando no sentido de comprovar empiricamente o modelo proposto, realiza-se um estudo de caso focado na região de Quirinópolis, Goiás, visando caracterizar um recorte espacial específico em que este fenômeno ocorra, por meio do levantamento em campo de variáveis quantitativas e qualitativas que deixem entrever a relação existente entre competitividade e vulnerabilidade regionaisAbstract: The main objective of this study is to present, based on theoretical and empirical elements, some of the relationships between the occurrence of special conditions of regional competitiveness for ethanol production and the establishment of high vulnerability scenarios, resulting from the emergence of extremely functional regions, that would be completely exposed to the oscillations of the market they served. First of all, this document presents a general discussion about relations between the agents involved in the stages of production, distribution, exchange and consumption of sugar cane ethanol, allowing the understanding of the basic structure of the productive spatial circuit for this fuel, then focuses on discussing the dynamics that leads to the emergence of spatial configurations in which the conditions for ethanol production are better and its circulation significantly improved, which characterizes the formation of competitive regions. With this purpose, it identifies a set of information layers that can be used as criteria to select some places in detriment of others. Taking as reference the initial spatial distribution of ethanol plants and its area of influence, the next step consists in the definition of new criteria set in order to facilitate identification of those places, where there is significant increase in the propensity to vulnerability. These criteria consider a number of articulated factors that aim to reflect, to some extent, directly or indirectly, the degree of regional economic dynamism, regulatory particularities, prevailing social and political conditions, enabling the recognition of circumstances that denote certain fragility. Finally, trying to demonstrate empirically the proposed model, a study case focused on the region of Quirinópolis, Goiás, was performed to characterize a specific portion of space in which this phenomenon occurs, by surveying quantitative and qualitative variables that allow to recognize the relationship between competitiveness and regional vulnerabilityMestradoAnálise Ambiental e Dinâmica TerritorialMestre em Geografi

Utilização do processo de nanofiltração para concentração de compostos de soja.

A utilização da soja para a produção de alimentos aumentou nas últimas décadas devido ao forte apelo das pesquisas na área da saúde, destacando seus efeitos benéficos, quando consumidos regularmente. Com isso, os derivados da soja passaram a ganhar um destaque comercial, principalmente devido às suas características funcionais, contribuindo para a geração de novos produtos com essas mesmas propriedades. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo utilizar o processo de nanofiltração (NF) até o Fator de Redução Volumétrico (FRV) igual a 3, para concentrar os compostos funcionais de um extrato etanólico de soja (10% etanol) e verificar a eficiência do processo por meio da quantificação de isoflavonas presentes nos concentrados. Os resultados obtidos mostraram que o fluxo permeado médio obtido na nanofiltração foi de 9,2 L.m-2.h-1. Com relação ao processo de concentração, observou-se um fator de concentração de 3 vezes para os conjugados glicosil, de 2,4 vezes para os conjugados malonil e 1,3 vezes para as agliconas, significando que parte desses últimos compostos permeiam a membrana. Com relação às isoflavonas totais verificou-se um aumento de 60% no concentrado obtido a partir da nanofiltração. Conclui-se que a nanofiltração pode ser utilizada para a concentração de compostos bioativos presentes na soja com possibilidades utilizá-los nas indústrias alimentícia e farmacêutica

Systematics of the Gomphales: the genus Gomphus sensu stricto

Gomphus sensu lato (Gomphales) was described to include species of cantharelloid-gomphoid fungi that had 'merulioid' (wrinkled) hymenia and verrucose spores. Gomphus sensu stricto is currently characterized by unipileate to merismatoid (composed of several pilei) basidiomata, depressed funnel- to fan-shaped pilei, presence of clamp connections, and verrucose spores; it has three described species: G. brunneus, G. clavatus, and G. crassipes. Basidiomata and spore features are reliable identifiers of Gomphus sensu stricto that distinguishes the species from other genera in the Gomphales.Keywords: Gloeocantharellus, Turbinellus, Phaeoclavulin

Polysaccharides from Agaricus bisporus and Agaricus brasiliensis show similarities in their structures and their immunomodulatory effects on human monocytic THP-1 cells

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Mushroom polysaccharides have traditionally been used for the prevention and treatment of a multitude of disorders like infectious illnesses, cancers and various autoimmune diseases. Crude mushroom extracts have been tested without detailed chemical analyses of its polysaccharide content. For the present study we decided to chemically determine the carbohydrate composition of semi-purified extracts from 2 closely related and well known basidiomycete species, i.e. <it>Agaricus bisporus </it>and <it>A. brasiliensis </it>and to study their effects on the innate immune system, in particular on the <it>in vitro </it>induction of pro-inflammatory cytokines, using THP-1 cells.</p> <p>Methods</p> <p>Mushroom polysaccharide extracts were prepared by hot water extraction and precipitation with ethanol. Their composition was analyzed by GC-MS and NMR spectroscopy. PMA activated THP-1 cells were treated with the extracts under different conditions and the production of pro-inflammatory cytokines was evaluated by qPCR.</p> <p>Results</p> <p>Semi-purified polysaccharide extracts of <it>A. bisporus </it>and <it>A. brasiliensis </it>(= <it>blazei</it>) were found to contain (1→6),(1→4)-linked α-glucan, (1→6)-linked β-glucan, and mannogalactan. Their proportions were determined by integration of ¹H-NMR signs, and were considerably different for the two species. <it>A. brasiliensis </it>showed a higher content of β-glucan, while <it>A. bisporus </it>presented mannogalactan as its main polysaccharide. The extracts induced a comparable increase of transcription of the pro-inflammatory cytokine genes IL-1β and TNF-α as well as of COX-2 in PMA differentiated THP-1 cells. Pro-inflammatory effects of bacterial LPS in this assay could be reduced significantly by the simultaneous addition of <it>A. brasiliensis </it>extract.</p> <p>Conclusions</p> <p>The polysaccharide preparations from the closely related species <it>A. bisporus </it>and <it>A. brasiliensis </it>show major differences in composition: <it>A. bisporus </it>shows high mannogalactan content whereas <it>A. brasiliensis </it>has mostly β-glucan. Semi-purified polysaccharide extracts from both <it>Agaricus </it>species stimulated the production of pro-inflammatory cytokines and enzymes, while the polysaccharide extract of <it>A. brasiliensis </it>reduced synthesis of these cytokines induced by LPS, suggesting programmable immunomodulation.</p

Caracterização estrutural e atividade vasculogênica de B-D-glucanas isoladas de frutificações de Agaricus brasiliensis em diferentes estágios de maturação

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-graduação em BiotecnologiaAgaricus brasiliensis (=Agaricus blazei ss. Heinem.), popularmente conhecido no Brasil como Cogumelo Medicinal, Cogumelo do Solâ, é um fungo de cultivo expressivo no país devido às suas propriedades medicinais, evidenciadas em diversos trabalhos científicos, e vem ganhando importância em diversos países, principalmente para uso nutricêutico. Estes produtos são obtidos dos cogumelos, minimamente processados e encapsulados para serem consumidos como suplementos dietéticos. São utilizados principalmente devido ao potencial terapêutico como imunomodulatórios e anti-tumoral. As frutificações de A. brasiliensis são coletadas no Brasil principalmente no estágio imaturo, quando o píleo ainda está fechado, atendendo a padrões morfológicos pré-estabelecidos. No entanto, essas frutificações imaturas ainda não atingiram máxima eficiência da biomassa fúngica, mas é nesse estágio que se obtém maior valor comercial para exportação. As frutificações maduras são geralmente de menor valor comercial, sendo muitas vezes descartadas pelos produtores ou aproveitadas na produção de nutricêuticos. A qualidade desses nutricêuticos é dependente da composição química das frutificações, particularmente em relação ao conteúdo de b-D-glucanas que constituem a parede celular do fungo. No presente estudo, foram utilizadas frutificações de A. brasiliensis (estirpe UFSC 51), coletadas em diferentes estágios de maturação - imaturas SI (píleo fechado), maduras (píleo aberto) com esporos imaturos SII e maduras com esporos maduros SIII, para se avaliar o rendimento e as características estruturais dos polissacarídeos solúveis em água a 100oC antes e após a purificação das b-D-glucanas usando-se cromatografia líquida, identificação por espectrometria (FTIR e RMN de 13C e 1H), peso molecular e teor de proteínas. Identificou-se a presença de um polímero de peso molecular superior a 1.000.000 daltons, e estrutura (1®6)-(1®3)-b-D-glucanas, com baixo teor de proteínas (em média 0,61%), nos três estágios de maturação, porém com aumento do rendimento das b-D-glucanas no estágio SII e de (1®3)-b-D-glucanas nos estágios SII e SIII. Como conseqüência, frutificações maduras de A. brasiliensis que também contêm estas importantes b-D-glucanas devem ser utilizadas na elaboração de produtos nutricêuticos. As b-D-glucanas extraídas e purificadas destas frutificações nos diferentes estágios foram avaliadas quanto à bioatividade, qualitativa e quantitativamente, sobre o processo de vascularização inicial em embriões de galinha (Gallus domesticus). Foram constatados efeitos pró-vasculogênico, com conseqüente aumento do crescimento dos embriões para todos os estágios de maturação, inclusive nas diferentes concentrações testadas para os estágios SI e SII. Estes resultados sugerem que as b-D-glucanas, isoladas das frutificações nos diferentes estágios de maturação interferem positivamente na formação de vasos sanguíneos e que o efeito pode ser mediado pela atividade imunomoduladora. Em conclusão, as frutificações maduras, que também possuem atividade pró-vasculogênica, devem ser incluídas na produção de nutricêuticos propiciando a utilização otimizada da biomassa do cogumelo