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Title: Caracterização química e bioatividades de cogumelos comestíveis
Authors: Almeida, Diana Patrícia Fernandes
Advisor: Silva, Amelia Maria Lopes Dias da
Nunes, Fernando Hermínio Ferreira Milheiro
Keywords: Bioquímica
Lentinula edodes
Issue Date: 14-Jan-2020
Abstract: Durante séculos, os cogumelos fizeram parte da dieta de muitas populações de culturas variadas, devido às suas propriedades medicinais e nutricionais. Eles são considerados produtos alimentares saudáveis, uma vez que são constituídos principalmente por fibras e têm baixos conteúdo em gorduras tendo baixo valor calórico. Em geral, os cogumelos também possuem na sua constituição açúcares, ácidos gordos, polissacarídeos e vários outros componentes nutricionais. Esses compostos, especialmente os polissacarídeos, têm alto valor medicinal e são responsáveis por diversas atividades biológicas, tais como efeitos anti-tumorais, imunomoduladores, antioxidantes, anti-hipercolesterolémicos, antivirais, antibacterianos, hepatoprotetores e antidiabéticos. Lentinula edodes, também designado shiitake é um pequeno género de cogumelo pertencente à família Marasmiaceae e ordem Agaricales, sendo o segundo cogumelo mais produzido no mundo. Foi o cogumelo usado neste estudo e é utilizado como modelo para investigar as propriedades funcionais dos cogumelos e tem demonstrado uma boa atividade no tratamento de vários tumores e infeções. O objetivo deste estudo foi determinar a composição química dos extratos aquosos e hidroetanólicos, bem como sua bioatividade. Dois extratos foram obtidos a partir de material seco previamente dividido em três grupos (cogumelos inteiros, chapéus e pés de cogumelo): um extrato aquoso, com água e a elevadas temperaturas, e um extrato hidroetanólico. Os extratos foram caracterizados para obter o teor total de fenólicos, orto-difenóis e flavonóides, tendo-se verificado que não apresentaram diferenças significativas entre os dois métodos de extração, e ambos os extratos apresentaram baixa concentração de compostos fenólicos. A análise por HPLC-DAD não revelou a presença de nenhum composto fenólico. Por análise de HPAEC-PAD revelou, após hidrólise ácida dos extratos, que estes eram maioritariamente constituídos por glucose, seguido de galactose. O ensaio de scavenging dos radicais ABTS•+, hidroxilo e óxido nítrico foi realizado para avaliar a atividade antioxidante. Observou-se baixa capacidade de scavenging dos radicais ABTS•+, sem diferenças significativas entre as extrações aquosa e hidroetanólica, e não se observaram atividades de scavenging dos outros dois radicais. A bioatividade dos extratos foi avaliada em três linhagens celulares: HepG2, Caco-2 e RAW 264.7. Foi observada uma diminuição na proliferação celular, a concentrações mais altas, por exposição aos extratos brutos. Os dados obtidos por citometria de fluxo permitiram concluir que na presença de t-BOOH, os extratos são capazes de combater sua atividade oxidante, embora não totalmente, protegendo as células de stress oxidativo, exceto no ensaio de peroxidação lipídica onde não se observaram diferenças em relação ao controlo. Em relação à avaliação de inibições enzimáticas pelos extratos, podemos concluir que os extratos brutos inibem a atividade da elastase em quase 100% e podem ser excelentes candidatos como produtos naturais para incluir em cosméticos da gama antienvelhecimento. Todos os extratos mostraram-se imunomoduladores, pois induzem a produção de NO isoladamente e, na presença de LPS, atuaram como anti-inflamatórios, diminuindo a produção de NO estimulada por LPS. A ação anti-proliferativa, dos extratos, foi avaliada por citometria de fluxo calculando a percentagem de células em cada fase do ciclo celular. Através da análise da distribuição das células, observou-se um no geral um aumento da % de células em G0/G1 indicando cell-cycle arrest em G0/G1. Concluindo, os cogumelos shiitake são detentores de propriedades bioativas relevantes, salientando-se a imunomoduladora, a anti-tumoral e as propriedades antienvelhecimento, fazendo deste alimento um alimento funcional com características que os incluem no grupo de alimentos nutracêuticos e cosmecêuticos.
For centuries, mushrooms have been part of the diet of many populations of varied cultures due to their medicinal and nutritional properties. They are considered healthy food products as they are constituted mainly by fibres and are low in calories and fat. In general, mushrooms also have in its constitution sugars, fatty acids and polysaccharides, and various phytochemicals with nutritional value. These compounds, specially polysaccharides, have high medicinal value and are responsible for several biological activities, such as anti-tumor, immunomodulatory, antioxidant, antihypercholesterolemic, antiviral, antibacterial, hepatoprotective and antidiabetic effects. Lentinula edodes, shiitake is a small genus of mushroom belonging to the family Marasmiaceae and order Agaricales, being the second most produced mushroom in the world. It was the mushroom used in this study and is used as a model for investigating the functional properties of mushrooms and has shown good activity in the treatment of various tumors and infections. The aim of this study was to determine the chemical composition of aqueous and hydroethanolic extracts, as well as their bioactivity. Two extracts were obtained from dry material previously divided in three groups (full mushrooms and mushroom caps and stems): an aqueous extract, using water and high temperatures, and an hydroethanolic extract. The extracts were characterized concerninf their total phenolic, ortho-diphenols and flavonoids content, which showed no differences between extractions methods, and showed a small concentration of phenolic compounds. HPLC-DAD analysis did not reveal the presence of any phenolic compound. HPAEC-PAD analysis revealed, after acidic hydrolysis of the extracts, that they were mostly composed of by glucose, followed by galactose. The scavenging of ABTS•+, hydroxyl and nitric oxide radicals was performed to evaluate antioxidant activity. Low scavenging ability of ABTS•+ radicals was observed, with no significant differences between aqueous and hydroethanolic extractions, and no scavenging activities of the other two radicals were observed. The bioactivity of the extracts was evaluated in 3 cell lines: HepG2, Caco-2 and RAW 264.7. A decrease in cell proliferation was observed at higher concentrations in the crude extracts. Data from flow cytometry allowed us to conclude that in the presence of t-BOOH, the extracts are able to counter its oxidant activity, although not totally, protecting the cells against oxidative stress, except in lipid peroxidation assay where no differences were observed, comparing to control. Regarding the evaluation of enzymatic inhibitions by the extracts, we can conclude that our crude extracts inhibit elastase activity by almost 100% and may be excellent candidates to natural products included in anti-aging cosmetics. All extracts were shown to be immunomodulatory, since they per se induce NO production and, in the presence of LPS, they act as anti-inflammatory, decreasing the LPS-stimulated NO production. The antiproliferative action of the extracts was evaluated by flow cytometry, calculating the percentage of cells in each phase of the cell cycle. Cells distribution analysis shows an increase of cell percentage in G0 / G1 phase, indicating cell-cycle arrest. In conclusion, shiitake mushrooms have relevant bioactive properties, especially immunomodulatory, anti-tumor and anti-aging properties, making this food a functional food with characteristics that include them in the nutraceutical and cosmeceutical food group.
Description: Dissertação de Mestrado em Bioquímica
URI: http://hdl.handle.net/10348/10232
Document Type: Master Thesis
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TD - Dissertações de Mestrado

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