Produção de biomassa de cogumelo-do-sol e de shiitake em resíduos agroindústriais

Produção de biomassa de cogumelo-do-sol e de shiitake em resíduos agroindústriais

(Parte 1 de 2)

B.CEPPA, Curitiba v. 27, n. 2, p. 183-190 jul./dez. 2009

*Parte da Monografia de Especialização em Botânica Aplicada às Plantas Medicinais (UEM) da primeira autora.

**Bolsista DTI (MCT/CNPq), Mestre em Ecologia, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Projeto

INPA/Max-Planck, Grupo MAUA, Manaus, AM (e-mail: alopesmga@gmail.com).

O objetivo deste trabalho foi avaliar meios de cultura líquidos, economicamente viáveis, à produção de biomassa fúngica e em promover a reciclagem de resíduos agroindustriais. Verificou-se se a quantidade de biomassa produzida era suficiente para substituir meios de cultivo sintéticos e constituir inóculos à produção de matrizes, contribuindo para a melhoria da tecnologia e diminuição de custos do cultivo. A inoculação de isolados de Lentinula edodes e Agaricus blazei foi realizada em meios líquidos de cultura, constituídos de decóctos do substrato residual do cultivo de Pleurotus spp e resíduo de folhas de estévia, usando-se como controle os meios BD (batata-dextrose) e mineral, respectivamente. O meio de cultura à base de resíduo do cultivo de Pleurotus spp obteve o melhor desempenho na produção de biomassa micelial de L. edodes e desempenho semelhante ao meio mineral tradicional para A. blazei. Assim, o meio composto por resíduo do cultivo de Pleurotus spp constitui alternativa viável à produção de biomassa micelial dessas espécies.

PALAVRAS-CHAVE: Agaricus blazei; Lentinula edodes; CULTURA SUBMERSA.

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1 INTRODUÇÃO

A demanda crescente por alimentos tem exigido a intensa busca de inovações tecnológicas que viabilizem economicamente a produção agrícola, tornando-a cada vez mais lucrativa. Entretanto, a preocupação com o meio ambiente em todos os setores da sociedade, torna necessária a busca de novas formas de desenvolvimento que conciliem crescimento econômico com conservação dos recursos naturais.

A intensificação da produção enfrenta dois limites: os efeitos ambientais e os recursos naturais disponíveis. Portanto, a reciclagem de resíduos agroindustriais é necessária para a sustentabilidade, seja ambiental ou socioeconômica. O aprimoramento dos processos de produção com a reciclagem dos resíduos, além de garantir o cumprimento de restrições ambientais legais, gera renda e trabalho (MEIRELLES e GONÇALVES, 2001).

O micélio fúngico é capaz de produzir enzimas que degradam resíduos lignocelulósicos provenientes da agroindústria, convertendo-os em nutrientes para o crescimento de cogumelos comestíveis e de vegetais (CHANG, 1998). Essa característica o torna particularmente interessante para a produção de alimentos e de medicamentos com a possibilidade de utilização de tecnologia autossustentável. São alimentos de alta qualidade nutricional e de baixa caloria (MATTILA et al., 2002).

O cogumelo do sol, Agaricus blazei Murril, por apresentar retorno econômico rápido, e constituir terapia complementar para várias doenças que causam imunodepressão, tornou-se fonte de interesse para produtores, pesquisadores e para a população em geral. Por ser amplamente consumido em todo o mundo devido às suas propriedades medicinais, esse cogumelo gera amplo campo de pesquisas na área de cultivo, imunologia, radioproteção e fitopatologia (FUJIMIYA et al., 1998; MIZUNO et al., 1998; NAKAJIMA et al., 2002; DIAS, CARLOS e SCHWAN, 2004; SUZUKI et al. 2004; KOPYTOWISKIFILHO e MINHONI, 2006).

O interesse pelo cultivo de shiitake (Lentinula edodes (Berk.) Pegler) se deve não só às suas propriedades nutricionais e medicinais, mas ao seu apreciável sabor, sendo apontado como o segundo cogumelo mais consumido no mundo (RAJARATHNAM, SHASHIREKA e BANO, 1992). Os efeitos medicinais de L. edodes têm sido extensivamente estudados (MIZUNO, 1995). A existência de grande colônia asiática e a divulgação de suas propriedades na mídia têm contribuído para incorporar seu consumo ao hábito alimentar brasileiro. O mercado é nitidamente comprador e a demanda do shiitake cresce dia a dia, não obstante seu preço elevado (FIDALGO e GUIMARÃES, 1985).

Considerando as características nutricionais e medicinais do cogumelo-do-sol e do shiitake e as perspectivas de mercado, este trabalho busca alternativas de composição de meios de cultura líquidos que produzam biomassa fúngica para produção de inoculo. Além disso, objetiva-se produzir matrizes economicamente viáveis que promovam a reciclagem de resíduos agroindustriais, substituindo meios de cultivo sintéticos e contribuindo para a melhoria da tecnologia e diminuição de custos do cultivo dessas espécies de cogumelos.

2 MATERIAL E MÉTODOS

Este experimento foi realizado no Laboratório de Micologia do Departamento de Ciências

Biológicas da Universidade Estadual de Maringá, Paraná, e as matrizes encontram-se preservadas.

Os isolados fúngicos de A. blazei (JUN 17) e de L. edodes (L10) são provenientes de basidiomas frescos, obtidos de produtor da região de Maringá e de matriz cedida pela Universidade Estadual de Londrina (Londrina, Paraná) respectivamente. Os isolados foram repicados para meio de cultura batatadextrose-ágar (BDA) em placas-de-petri para produção de inóculos. Prepararam-se quatro meios líquidos de cultura: a) meio líquido mineral (M): 10,0 g de glicose,

B.CEPPA, Curitiba, v. 27, n. 2, jul./dez. 2009185 b) meio de batata-dextrose (BD) (BONONI et al. 1995); c) meio líquido de cultura à base de resíduo de folhas de estévia (MRS): 120 g de resíduos de folhas de estévia secos ao sol, obtidos da Steviofarma (Maringá - Pr), que após extração dos edulcorantes foram levados à decocção em 1200 mL de água deionizada, por 15 minutos. O decocto foi filtrado em tecido de algodão e acrescido de 12 g de açúcar refinado e de água deionizada até completar o volume final de 1200 mL; d) meio líquido de cultura à base do substrato residual do cultivo de Pleurotus spp (MRP): esse substrato, seco ao sol, foi obtido de produtores da região de Maringá, após três meses do cultivo de Pleurotus spp em resíduo de algodão. Procedeu-se à decocção e à preparação do meio líquido exatamente como descrito no item anterior, mas sem acrescentar o açúcar refinado. Em seguida, 50 mL de cada meio de cultura foram distribuídos em frascos de vidro com capacidade de 500 mL e levados à autoclavagem a 1,5 atm e 121ºC por 30 minutos (M e BD) e por 90 minutos (MRS e MRP). Os meios de cultura M e BD constituíram controle para A. blazei e L. edodes, respectivamente.

Cada frasco, contendo os diferentes meios de cultura, após a esterilização, foi inoculado com cinco discos (nove milímetros de diâmetro) de meio de cultura previamente colonizado por L. edodes ou por A. blazei. As inoculações foram feitas assepticamente em Câmara de Fluxo Laminar Contínuo e as culturas incubadas aleatoriamente no escuro a 25ºC por 20 dias, sendo os frascos agitados a cada três dias para que todo o meio pudesse ser utilizado pelo micélio.

O pH dos diferentes meios de cultura foi medido por meio de pHmetro digital Micronal B222, antes da inoculação (n=4) e após 20 dias de cultivo (n=10) .

De acordo com a metodologia sugerida por MAZIERO e ZADRAZIL (1994), ao término do experimento, os meios de cultura foram filtrados em papel filtro, previamente secos em estufa a 60ºC por 48 horas para obtenção do peso seco. O material retido no filtro foi levado à estufa a 60ºC até atingir peso constante. A biomassa micelial seca foi obtida pela diferença entre o peso total e o peso do papel de filtro.

O experimento foi realizado em esquema fatorial 2x3 (biomassa do cogumelo x meios de cultura), com 10 repetições para cada espécie de cogumelo. Para analisar a variação entre os tratamentos utilizou-se a ANOVA unifatorial e o teste de Tukey (α = 0,05) para avaliar quais tratamentos eram diferentes entre si. Após a retirada do efeito do tipo de meio utilizou-se o resíduo da equação para verificar a correlação entre a biomassa e o pH final do meio pela correlação de Pearson. As análises foram realizadas usando-se o programa estatístico SYSTAT 10.2 (SYSTAT INC., 2002).

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os substratos para o cultivo de cogumelos geralmente propiciam o desenvolvimento de microrganismos como bactérias, leveduras e fungos filamentosos (DORAN et al., 2005) que podem ser patogênicos ao homem. No presente estudo, observou-se contaminação em um único frasco contendo meio de cultura mineral três dias após a incubação de A. blazei. Nos frascos em que foram utilizados os meios alternativos não houve sinais de contaminação. Nenhum meio de cultura apresentou sinal de contaminação até o término do experimento nos frascos em que foi inoculado L. edodes. Já no experimento realizado com esse mesmo cogumelo, por ROSSI, MONTEIRO e MACHADO et al. (2000), em bagaço de cana suplementado com farelo de arroz como meio de cultura houve contaminação em diversos frascos. Isso mostra que meios alternativos, desde que adequadamente manipulados, diminuem a probabilidade de contaminação da cultura e podem fornecer produto adequado ao consumo humano.

A ausência de contaminação é muito importante, pois a produção de matéria-prima para as indústrias alimentícias e farmacêuticas requer cuidados que garantam produto final de alta qualidade, viabilizando seu consumo (FLEET e MIAN, 1987; DORAN et al., 2005).

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Aliadas à qualidade do produto final, as indústrias buscam métodos altamente rentáveis e sustentáveis em longo prazo. O meio de cultura preparado com folhas de estévia apresentou menor produção de biomassa de A. blazei. Houve diferença de produção de biomassa (F(2,26) = 7.917, p = 0.002) entre os meios, sendo que o MRP (média de 0,435 ± 0,188) apresentou quantidade de biomassa semelhante ao M (média de 0,477 ± 0,131) para essa espécie (Figura 1a). Apesar do M produzir maiores valores de biomassa, a variação da biomassa cultivada nesse meio foi maior que a da cultivada em MRP. Portanto, o MRP apresenta maior previsibilidade de resultado, característica importante para a produção comercial em grande escala. Além disso, MRP é elaborado com o resíduo da produção de Pleurotus ssp o que possibilita o cultivo combinado de ambos os cogumelos, contribuindoi à reciclagem de materiais e permitindo maior margem de lucro ao agricultor.

FIGURA 1 - BIOMASSA MICELIAL DE (A) Agaricus blazei E (B) Lentinula edodes PRODUZIDA EM DIFERENTES MEIOS DE CULTURA

M = Meio mineral; MRP = Meio à base do substrato residual do cultivo de Pleurotus spp; MRS = Meio à base de resíduo de estévia (MRS); BD = Batata-dextrose (BD). Letras diferentes indicam diferença significativa (α=0.05) entre os tratamentos.

Os meios de cultura mostraram-se muito eficientes à produção de biomassa de A. blazei, pois os valores encontrados foram bastante superiores aos de outros estudos. DONINI, BERNARDI e NASCIMENTO (2006) utilizaram meios alternativos (soja, trigo arroz e milho) como suplementos do meio de cultura de A. blazei. O meio que produziu maior quantidade de biomassa, após 6 dias de avaliação, foi o suplementado com 20% de milho com média de 0,019 g. A projeção desse valor para 20 dias resultaria em 0,063 g de biomassa, muito inferior a 0,435 g produzida pelos resíduos de Pleurotus spp no presente estudo.

Houve também diferença de biomassa de L. edodes (F(2,27)= 9,58, p = 0,001) entre os meios, sendo que o preparado com resíduo do cultivo de Pleurotus spp apresentou em média biomassa maior que os outros meios testados (Figura 1b). O MRP produziu 67,8% de biomassa a mais que o BD. Esses resultados indicam grande potencial do MRP para substituir os meios comumente utilizados, com melhor aproveitamento e menores custos de cultivo dessa espécie de cogumelo.

Todos os meios inoculados com L. edodes apresentaram pequena diminuição de pH (Tabela 1). Na Figura 2(a) pode-se observar que o pH final do MRS apresentou valores estatisticamente semelhantes ao

MRP, e menores que o BDA (F(2,27) = 20,713; p <0,001). Quando se retira o efeito do meio e se analisa a relação entre o pH final e a biomassa, observa-se tendência negativa de correlação entre esses fatores, embora não seja estatisticamente significativa (R = -0,3, p = 0,075). Por outro lado, os meios inoculados

B.CEPPA, Curitiba, v. 27, n. 2, jul./dez. 2009187 com A. blazei sofreram pequeno aumento de pH (Tabela 1). A Figura 2 (b) ilustra a diferença entre a média dos pH finais nos diferentes meios testados, evidenciando que o MRP e o MRS apresentaram em média pH final mais baixo que o M (F(2,27) = 15,2, p <0,001).

TABELA 1 - MÉDIA DOS VALORES DE pH INICIAL E FINAL DOS MEIOS DE CULTURA

FIGURA 2 - pH FINAL DOS MEIOS DE CULTURA

M = Meio mineral; MRB = Meio à base do substrato residual do cultivo de Pleurotus spp.; MRS = Meio à base de resíduo de estévia; BD = Batata-dextrose (BD) após o cultivo de: a) A. blazei; b) L. edodes.

Letras diferentes indicam diferença significativa (α=0.05) entre os tratamentos.

Quando se retira o efeito do meio de cultura e se analisa somente a relação entre o pH final e a biomassa, não se verifica correlação significativa (R = 0,282, p = 0,13). A diminuição do pH ocorre devido à liberação de ácidos fracos durante a degradação do substrato e, por isso, espera-se que nos meios com pH final mais ácido ocorra melhor aproveitamento desse pelo micélio com maior produção de biomassa.

As potencialidades econômicas do cultivo de A. blazei com L. edodes em razão das características nutricionais e medicinais do micélio são inúmeras, assim como os estudos de suas propriedades medicinais. SORIMACHI et al. (2001a) compararam os estratos aquosos extraídos do micélio e do basidioma de A. blazei e afirmaram que ambos ativaram a macrofagia, resultando na indução de citoquina. SORIMACHI et al. (2001b), em outro estudo, observaram a ação antiviral do extrato aquoso do micélio de A. blazei em encefalite equina (Western equine encephalitis virus).

Meio de cultura pH inicial pH final M 5,73 6,41

M MRP MRS Meio de Cultura pH final (A. bl azei) a b b

M MRP MRS Meio de Cultura pH final (A. bl azei) a b b

BD MRP MRS Meio de Cultura pH final

( L. e dodes b b

BD MRP MRS Meio de Cultura pH final

( L. e dodes b b a b

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Citam-se em relação à L. edodes, os polissacarídeos que podem ser extraídos do seu micélio, como o KS-2 que apresenta atividade antitumoral em ratos concomitante à indução de interferon e ativação de macrófagos (SUZUKI, OKUMURA e HIRAI, 1979) e o LEM (glicoproteína) extraído do micélio após sua maceração com o meio sólido no qual o fungo cresceu vegetativamente. Compostos do LEM e duas frações extraídas do mesmo, denominadas Lap e EP, apresentaram atividade anticarcinogênica em animais e humanos, ativando o sistema imune do hospedeiro (SUGANO et al., 1982).

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