The consumption of fungal- and plant-derived non-starch polysaccharides (NSP) have been associated with reduced risk of cardiovascular diseases and cancer. In addition to promote physiochemical effects on the gastrointestinal tract and serve as substrate for the intestinal microbiota to produce short-chain fatty acids, NSP can interact with immune system cells including macrophages, which are crucial for tissue repair, lipid metabolism and host defense against foreign substances and pathogens. However, the effects of NSP in macrophages depends on their structure. Recently, it was showed that the chayote (Sechium edule) and the fungus Pleurotus albidus are promising sources of NSP with potential immunomodulatory effects in macrophages. In this study, it was explored the effects of cooking on the composition of NSP from chayote and evaluated their biological effects in macrophages. Furthermore, it was optimized a method for the extraction of mushroom NSP and characterized the structure and biological effects of NSP from P. albidus in macrophages. Results showed that the NSP from chayote pulp regulate cytokine secretion and phagocytosis by macrophages, and minor changes in composition during cooking influences their effects in macrophages. Furthermore, NSP from chayote induces cholesterol efflux and inhibits the expression of genes required for NLRP3 inflammasome activation in macrophages previously exposed to cholesterol crystals. Then, it was showed that the optimized method for the extraction of NSP from mushroom reduces by up to half the extraction time commonly required. Furthermore, results showed that P. albidus is source of easily extractable glucans with biological effects in macrophages. Results also suggest that glucans from P. albidus inhibit lipid-induced inflammation and foam-cell formation at distinct levels, with significant effects on NLRP3 inflammasome activation. Taken together, the results suggest that the benefits of chayote NSP is beyond their physical properties on the gastrointestinal tract, and that the P. albidus NSP offers potential health benefits that might be of relevance as a functional food ingredient. / O consumo de polissacarídeos não-amido (PNA) de fungos e plantas tem sido associado a redução do risco de doenças cardiovasculares. Além de promoverem efeitos físicos no trato gastrointestinal e serem utilizados como substratos pela microbiota intestinal, os PNA podem interagir com células do sistema imune, como macrófagos, cruciais no reparo tecidual, metabolismo lipídico, e na defesa do organismo contra patógenos. Entretanto, os efeitos em macrófagos dependem da estrutura do PNA. Recentemente, foi observado que o chuchu (Sechium edule) e o fungo Pleurotus albidus são fontes de PNA com potencial efeito sobre macrófagos. Assim, foram avaliados os efeitos dos PNA do chuchu fresco e cozido em macrófagos. Além disso, foi otimizado um método para extração de polissacarídeos de cogumelo, e avaliada a estrutura e os efeitos biológicos dos PNA do P. albidus em macrófagos. Foi observado que os PNA do chuchu regulam a secreção de citocinas e o processo de fagocitose por macrófagos, e alterações na composição de PNA durante o cozimento tem um impacto em seus efeitos biológicos. Além disso, os PNA do chuchu induzem o efluxo de colesterol e regulam a expressão de genes necessários para a ativação do inflamassoma NLRP3 em macrófagos previamente tratados com cristais de colesterol. Também foi demonstrado que o método otimizado de extração de PNA de cogumelos reduz em até pela metade o tempo de extração normalmente empregado. Além disso, foi verificado que o P. albidus é fonte para extração de glicanos com efeitos em macrófagos. Os resultados também sugerem que os glicanos obtidos do P. albidus inibem em diferentes níveis a inflamação induzida por lipídeos e a formação de células espumosas, com efeitos significativos sobre a ativação do inflamassoma NLRP3. Tais diferenças parecem estar associadas à estrutura dos glicanos. Por fim, os resultados sugerem que os benefícios dos PNA do chuchu estão além dos seus efeitos físicos sobre o trato gastrointestinal, e que os PNA do P. albidus promovem benefícios que podem ser relevantes para explorar sua utilização como um alimento ou fonte para extração de ingredientes funcionais.

The consumption of fungal- and plant-derived non-starch polysaccharides (NSP) have been associated with reduced risk of cardiovascular diseases and cancer. In addition to promote physiochemical effects on the gastrointestinal tract and serve as substrate for the intestinal microbiota to produce short-chain fatty acids, NSP can interact with immune system cells including macrophages, which are crucial for tissue repair, lipid metabolism and host defense against foreign substances and pathogens. However, the effects of NSP in macrophages depends on their structure. Recently, it was showed that the chayote (Sechium edule) and the fungus Pleurotus albidus are promising sources of NSP with potential immunomodulatory effects in macrophages. In this study, it was explored the effects of cooking on the composition of NSP from chayote and evaluated their biological effects in macrophages. Furthermore, it was optimized a method for the extraction of mushroom NSP and characterized the structure and biological effects of NSP from P. albidus in macrophages. Results showed that the NSP from chayote pulp regulate cytokine secretion and phagocytosis by macrophages, and minor changes in composition during cooking influences their effects in macrophages. Furthermore, NSP from chayote induces cholesterol efflux and inhibits the expression of genes required for NLRP3 inflammasome activation in macrophages previously exposed to cholesterol crystals. Then, it was showed that the optimized method for the extraction of NSP from mushroom reduces by up to half the extraction time commonly required. Furthermore, results showed that P. albidus is source of easily extractable glucans with biological effects in macrophages. Results also suggest that glucans from P. albidus inhibit lipid-induced inflammation and foam-cell formation at distinct levels, with significant effects on NLRP3 inflammasome activation. Taken together, the results suggest that the benefits of chayote NSP is beyond their physical properties on the gastrointestinal tract, and that the P. albidus NSP offers potential health benefits that might be of relevance as a functional food ingredient. / O consumo de polissacarídeos não-amido (PNA) de fungos e plantas tem sido associado a redução do risco de doenças cardiovasculares. Além de promoverem efeitos físicos no trato gastrointestinal e serem utilizados como substratos pela microbiota intestinal, os PNA podem interagir com células do sistema imune, como macrófagos, cruciais no reparo tecidual, metabolismo lipídico, e na defesa do organismo contra patógenos. Entretanto, os efeitos em macrófagos dependem da estrutura do PNA. Recentemente, foi observado que o chuchu (Sechium edule) e o fungo Pleurotus albidus são fontes de PNA com potencial efeito sobre macrófagos. Assim, foram avaliados os efeitos dos PNA do chuchu fresco e cozido em macrófagos. Além disso, foi otimizado um método para extração de polissacarídeos de cogumelo, e avaliada a estrutura e os efeitos biológicos dos PNA do P. albidus em macrófagos. Foi observado que os PNA do chuchu regulam a secreção de citocinas e o processo de fagocitose por macrófagos, e alterações na composição de PNA durante o cozimento tem um impacto em seus efeitos biológicos. Além disso, os PNA do chuchu induzem o efluxo de colesterol e regulam a expressão de genes necessários para a ativação do inflamassoma NLRP3 em macrófagos previamente tratados com cristais de colesterol. Também foi demonstrado que o método otimizado de extração de PNA de cogumelos reduz em até pela metade o tempo de extração normalmente empregado. Além disso, foi verificado que o P. albidus é fonte para extração de glicanos com efeitos em macrófagos. Os resultados também sugerem que os glicanos obtidos do P. albidus inibem em diferentes níveis a inflamação induzida por lipídeos e a formação de células espumosas, com efeitos significativos sobre a ativação do inflamassoma NLRP3. Tais diferenças parecem estar associadas à estrutura dos glicanos. Por fim, os resultados sugerem que os benefícios dos PNA do chuchu estão além dos seus efeitos físicos sobre o trato gastrointestinal, e que os PNA do P. albidus promovem benefícios que podem ser relevantes para explorar sua utilização como um alimento ou fonte para extração de ingredientes funcionais.

Made available in DSpace on 2015-04-20T12:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Larissa de souza k.pdf: 1966700 bytes, checksum: 433c39e96a3a7d2b6e01f34c1043575e (MD5) Previous issue date: 2013-04-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent years the search for foods that promote quality of life and expectation of consumers has grown worldwide. Species of Pleurotus cater to this trend because they are considered foods of high nutritional potential. This study aimed to evaluate the in vitro conditions of production and the nutritional properties of Pleurotus albidus in order to develop cereal bars. Initially we evaluated the influence of culture conditions on solid medium and physicochemical parameters in submerged fermentation to produce mycelial biomass. The results showed that the mycelial growth was similar in all culture media in the absence of light, however, in the presence of light growth in malt extract agar and malt extract agar with yeast extract was statistically superior compared with others. In submerged fermentation sucrose, fructose and maltose were the carbon sources that most favored the production of biomass, 7.28 g.L-1, 7.07 g.L-1, 6.99 g.L-1, respectively, and the best result was obtained with extract of yeast (7.98 g.L-1) as nitrogen source. The factorial design used to evaluate the influence of sucrose and yeast extract, agitation speed and pH indicated that all variables significantly influenced the production of biomass, especially the concentration of sucrose. The maximum biomass production (9.81 g.L-1) was in media containing sucrose (30.0 g.L-1), yeast extract (2.5 g.L-1), pH 7.0 and agitation speed (180 rpm). Biomass exhibited no microbial contamination or toxicity in the brine shrimp¸ and showed a reduction in antioxidant capacity with 28% DPPH. In nutritional quality, biomass indicated total carbohydrate 50.7%, 20.41% protein, 18.55% crude fiber, 8.18% ash, 2.66% fat and 308.34 Kcal. Potassium was the most abundant macromineral, followed by phosphorus, sodium and magnesium, with 17.13 g.kg-1, 12.31 g. Kg-1 3.52 g.Kg-1 and 2.06 g.Kg-1 respectively, while zinc (57.99 mg.Kg-1), iron (28.82 mg.Kg-1) and copper (3.97 mg.kg-1) were as trace minerals in greater quantities. All essential amino acids were detected in the biomass, being the most abundant leucine, lysine and valine at levels of 0.91 g.100g-1, 0.78 g.100 g-1 and 0.73 g.100 g-1, respectively. Aspartic acid (1.31 g.100 g-1), glutamic acid (1.14 g.100 g-1), alanine (1.12 g.100 g-1) and arginine (1.01 g.100 g-1) stood out in relation to non-essential amino acids. In relation to microbiological quality of the three formulations prepared cereal bars with different P. albidus biomass concentration (0%, 4% and 8%) were considered safe for human consumption. The addition of biomass of P. albidus in cereal bars increased the content of fiber, carbohydrates and minerals. The mean values of the attributes evaluated were not statistically different among the three formulations and all had acceptability index above 70%. The cultivation conditions provided the production of mycelial biomass of P. albidus for developing cereal bars, food product with nutritional and sensory qualities suitable for consumption, subject to technology transfer to industry and consequently a new alternative source of incomes. / Nos últimos anos a busca por alimentos que promovam a qualidade e expectativa de vida dos consumidores tem crescido mundialmente. Espécies de Pleurotus atendem para essa tendência, pois são considerados alimentos de elevado potencial nutricional. Este trabalho teve como objetivo avaliar as condições in vitro de produção e as propriedades nutricionais de Pleurotus albidus visando a elaboração de barras de cereais. Inicialmente foi avaliada a influência das condições de cultivo em meio sólido e os parâmetros físico-químicos por fermentação submersa para produzir biomassa micelial. Os resultados mostraram que em meio sólido o crescimento micelial foi similar em todos os meios de cultivo na ausência de luz, contudo, na presença de luz o crescimento em ágar extrato de malte e ágar extrato de malte com extrato de levedura foi estatisticamente superior em relação aos demais. Na fermentação submersa sacarose, frutose e maltose foram as fontes de carbono que mais favoreceram a produção da biomassa, 7,28 g.L-1, 7,07 g.L-1, 6,99 g.L-1, respectivamente, e das fontes de nitrogênio o melhor resultado foi com extrato de levedura (7,98 g.L-1). O planejamento fatorial utilizado para avaliar a influência da concentração de sacarose e extrato de levedura, pH e velocidade de agitação indicou que todas as variáveis influenciaram significativamente na produção da biomassa, com destaque para a concentração da sacarose. A máxima produção de biomassa (9,81 g.L-1) foi em meio contendo sacarose (30,0 g.L-1), extrato de levedura (2,5 g.L-1), pH 7,0 e velocidade de agitação (180 rpm). A biomassa não apresentou contaminação microbiana nem toxicidade frente a Artemia salina¸e mostrou uma capacidade antioxidante com redução em 28% do radical DPPH. Na qualidade nutricional, a biomassa apresentou teor de carboidratos totais de 50,7%, 20,41% de proteínas, 18,55% de fibra bruta, 8,18% de cinzas, 2,66% de lipídios e 303, 34 Kcal. O potássio foi o macromineral mais abundante, seguido de fósforo, sódio e magnésio, com 17,13 g.Kg-1, 12,31 g.Kg-1, 3,52 g.Kg-1 e 2,06 g.Kg-1, respectivamente, enquanto zinco (57,99 mg.Kg-1), ferro (28,82 mg.Kg-1) e cobre (3,97 mg.Kg-1) foram os microminerais em maior quantidade. Todos os aminoácidos essenciais foram detectados na biomassa, sendo os mais abundantes a leucina, lisina e valina com teores de 0,91 g.100 g-1, 0,78 g.100 g-1 e 0,73 g.100 g-1, respectivamente. Ácido aspártico (1,31 g.100 g-1), ácido glutâmico (1,14 g.100 g-1), alanina (1,12 g.100 g-1) e arginina (1,01 g.100 g-1) destacaram-se em relação aos aminoácidos não essenciais. Na avaliação da qualidade microbiológica as três formulações de barras de cereais elaboradas com diferentes concentrações da biomassa de P. albidus (0%, 4% e 8%) foram consideradas seguras para consumo humano. A adição da biomassa nas barras de cereais elevou o teor de fibras, carboidratos e minerais. Os valores médios dos atributos avaliados não diferiram estatisticamente entre as três formulações e todos tiveram índice de aceitabilidade acima de 70%. As condições de cultivo proporcionaram a produção da biomassa micelial de P. albidus para o desenvolvimento de barras de cereais, produto alimentício com qualidades nutricional e sensorial adequadas ao consumo, passível de transferência tecnológica para a indústria e consequentemente uma nova alternativa de geração de renda.