Poder antioxidante de hongos cultivados en La Rioja

Poder antioxidante de hongos cultivados en La Rioja

Poder antioxidante de hongos cultivados en La Rioja
V. Grifoll, M.L. Tello, I. Roncero-Ramos y M. Pérez
Centro Tecnológico de Investigación de Champiñón de La Rioja (CTICH), Ctra.
Calahorra, km 4; Autol CP 26560. e-mail: microbiologí[email protected]
Resumen
Los hongos presentan propiedades beneficiosas para la salud tanto derivadas
de su composición nutricional como de las actividades biológicas que se les atribuyen
como antioxidante, inmuno-modulatoria y antitumoral, entre otras. Por ello, el
objetivo de este trabajo ha sido determinar la composición química de 10 especies
cultivadas en La Rioja y su actividad antioxidante. Los resultados obtenidos indican
que estos hongos son adecuados para introducirlos en nuestra dieta habitual debido
a su menor valor energético y bajo porcentaje de grasas y su alta capacidad
antioxidante.
Palabras clave: Actividad antioxidante, compuestos fenólicos, setas cultivadas
INTRODUCCIÓN
La Rioja es la región líder a nivel nacional en la producción de champiñón y, en
cuanto al cultivo de otros hongos, nuestra comunidad autónoma tiene una producción del
10% de Pleurotus ostreatus y un 0,5% de Shiitake, aproximadamente. Además, otros
cultivos emergentes como el de Agrocybe aegerita y Pleurotus eryngii están cobrando
importancia en esta región en los últimos años.
Desde el punto de vista nutricional, los hongos poseen características deseables en
los alimentos como son el sabor, su bajo aporte calórico y su bajo contenido de sodio
(Dubost et al., 2007). Diversos hongos estudiados han mostrado ser excelentes alimentos
nutritivos debido a la presencia de un alto contenido de fibra dietética y bajo contenido de
grasas (Furlani y Godoy, 2007). Recientemente, se han puesto de manifiesto los
beneficios del consumo de hongos en la prevención de enfermedades. Los compuestos
bioactivos que poseen dichos alimentos han mostrado tener cierta actividad inmune,
antitumoral, cardiovascular, antiviral, antibacteriana, antiparasitaria, hepatoprotectora y
antidiabética (Ma et al., 2013; Liu et al., 2013a). Algunos de estos compuestos tienen la
capacidad de hacer frente al estrés oxidativo, en definitiva, son antioxidantes naturales
(Liu et al., 2013b). Dicha actividad antioxidante hace que los hongos posean un mayor
atractivo como alimento funcional y como fuente de sustancias beneficiosas.
El objetivo de este trabajo es conocer la composición química de champiñón y
setas cultivados en La Rioja en función de sus características físicas, químicas y
potencialmente saludables. Los compuestos bioactivos extraídos se estudiarán en relación
a su actividad antioxidante.
MATERIAL Y MÉTODOS
Selección de variedades y preparación de los liofilizados
Las especies seleccionadas son aquellas en las que su cultivo había sido
estandarizado y optimizado en las plantas piloto del CTICH. Con los hongos recolectados
se procede en el laboratorio a su codificación, limpieza, troceado y posterior congelación
a -20°C para su conservación hasta su liofilización.
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En cuanto a la codificación, cada hongo se codifica mediante dos letras:
• Lentinula edodes (LE)
• Hypsizigus ulmarius (HU)
•Agrocybe aegerita (AA)
• Pleurotus ostreatus (PO)
• Hericium erinaceus (HE) • Pleurotus eryngii (PE)
• Pholiota nameko (PN)
•Hypsizigus tessulatus gris
(HTg)
•Hypsizigus tessulatus blanca
(HTb)
• Agaricus bisporus (AB)
Caracterización de la composición química
Se determinan los parámetros de composición centesimal incluyendo humedad,
cenizas, grasas y proteína, carbohidratos y energía; se realiza siguiendo los métodos de la
A.O.A.C. (1990) excepto en el caso de los carbohidratos totales que se obtienen por
diferencia respecto a otros componentes y la energía que se calcula a partir de los
equivalentes energéticos de los nutrientes (Morillas-Ruiz y Delgado-Alarcón, 2012):
Carbohidratos totales (%): 100 – (% humedad – % proteínas – % grasas – % cenizas)
Energía Total (Kcal): 4* % proteína + 3.75 * % carbohidratos + 9 * % grasas
En el contenido de carbohidratos totales está incluido el contenido de fibras. La
energía total es una estimación ya que no se dispone del valor del contenido de fibra.
Todos los parámetros, excepto la humedad, se determinan con el hongo liofilizado por lo
que los resultados son en base a peso seco.
Obtención de extractos
Se realizan extracciones con solvente orgánico (metanol) para determinar la
capacidad antioxidante de los hongos del estudio.
Para la obtención de los extractos metanólicos se pesan 1.5 g de hongo liofilizado
y se añade 40 mL CH3OH. A continuación se incuba a temperatura ambiente durante 1h
en agitación a 150 rpm y se guarda el sobrenadante. El proceso se realiza por duplicado.
Los sobrenadantes se centrifugan a 5.000 rpm, a 20°C durante 10 min. Posteriormente se
mide el volumen de extracto metanólico recuperado en la extracción con la ayuda de una
probeta y se guarda bien sellado con parafilm a 4°C y en oscuridad, utilizando papel de
aluminio.
Evaluación de la capacidad antioxidante
Ensayo del radical DPPH. 2,2-Difenil-1-Picrilhidrazilo
El método DPPH permite determinar la capacidad de captura de radicales libres de
un compuesto. Este método fue desarrollado por Brand-Williams et al. (1995) se basa en
la reducción de la absorbancia medida a 517 nm del radical DPPH• por antioxidantes.
Ensayo Poder Reductor
El principio de este método consiste en que sustancias que tienen un potencial reductor,
reaccionan con el ferricianato de potasio (Fe2+, ión ferroso) para formar ferrocianato de
potasio (Fe3+, ión férrico) el cual reacciona con el cloruro de hierro para formar el
complejo Fe4[Fe(CN)6]3 dando lugar a un color azul característico que absorbe a 700
nm.
Fenoles totales
El ensayo Folin-Ciocalteu, ha sido utilizado durante muchos años, como medida
del contenido de compuestos fenólicos totales en productos naturales (Singleton y Rossi,
60
1965). Se trata de una reacción redox,el agente oxidante utilizado fue el reactivo de FolinCiocalteu. Se obtiene un máximo de absorbancia a 765 nm y es cuantificado con la ayuda
de una recta de calibrado utilizando como patrón, ácido gálico.
Para comprobar que los métodos desarrollados han sido satisfactorios, utilizamos
como control positivo un compuesto puro, el ácido ascórbico, del que se sabe que tiene un
alto poder antioxidante.
Métodos estadísticos
El análisis estadístico fue realizado utilizando un test de ANOVA y “post-hoc”.
Las diferencias fueron consideradas estadísticamente significativas cuando la p<0.05. El
análisis estadístico se ha realizado con el software estadístico SPSS19.0.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Caracterización de la composición química
Tabla 1.- Composición centesimal.
Hongo
Humedad
Proteína
Grasas
Cenizas
Carbohidratos
Totales*
Energía
*
AB
92,97±0,03a
18,82±0,03d
3,82±0,13abc
10,12±0,02a
67,24
361,80
AA
90,45±0,13c
19,16±0,34d
3,42±0,41abc
7,36±0,15c
70,06
373,78
HE
87,14±0,13
f
e
abc
c
73,42
370,15
HU
89,11±0,09e
36,50±0,10ª
5,08±0,38ab
d
bc
bc
HTb
89,69±0,08
HTg
90,33±0,05c
cd
15,27±0,02
22,31±0,05
19,34±0,13cd
12,25±0,06
f
3,56±0,43
7,75±0,14
10,17±0,09a
48,10
368,84
b
65,90
368,45
4,18±0,67abc
7,54±0,24c
68,94
373,51
cb
d
78,60
361,60
2,80±0,28
LE
90,03±0,09
PE
86,83±0,09f
17,79±0,00de
1,86±0,72cb
5,98±0,04d
74,82
372,70
PN
91,27±0,14
b
e
c
d
75,98
365,45
PO
91,43±0,10b
59,92
366,79
15,56±0,15
23,01±0,11b
2,79±0,24
8,99±0,19
2,03±0,67
6,34±0,81a
6,36±0,04
6,43±0,12
10,73±0,06a
Resultados expresados en %(p/p)materia seca, humedad (materia fresca) y energía
(kcal/100 g).Cada valor se expresa como media ± SEM (n:3) excepto en grasas (n:2) y
humedad (n:8). Letras diferentes indican diferencias entre grupos (p<0.05).*
Carbohidratos y Energía se determinaron con ecuaciones (Morillas-Ruiz y DelgadoAlarcón, 2012).
Una vez analizados los diferentes hongos se observa que el contenido de agua es
similar entre ellos con una media del 89.9%. Su principal componente (después del agua)
son los carbohidratos (68%). El gran porcentaje de agua que poseen hacen posible un bajo
aporte calórico, las especies estudiadas presentan valores similares de energía, con un
valor medio de 385 Kcal. Los hongos estudiados contienen entre 19-35% de proteínas
expresados sobre sustancia seca, los niveles más altos se han encontrado en las especies
HU (36.65%), PU (23.01%) y HTg (22.31%). El mayor contenido de grasa lo presentan
PO y HU aunque, en general, la mayoría de los hongos presentan un bajo porcentaje
graso entre 2-4%. Estos datos reafirman que los hongos son una buena fuente proteica y, a
su vez, aportan un porcentaje bajo en grasas (Diez y Álvarez, 2001).
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Evaluación de la capacidad antioxidante
DPPH_Extractos metanólicos
%Inhibición
100
80
60
40
20
0
0,0
1,0
2,0
mg/mL
3,0
4,0
5,0
AB
PO
AA
HE
HU
PE
LE
HTg
HTb
PN
Figura 1. Representación gráfica del % Inhibición mediante ensayo DPPH (media; n: 2)
Poder Reductor_Extractos Metanólicos
ABS 700nm
1,5
1
0,5
0
0
1
2
mg/mL
3
4
5
AB
PO
AA
HE
HU
PE
LE
HTg
HTb
PN
Figura 2. Representación gráfica del poder reductor. Cada valor representa media (n:2)
Tabla 2. Evaluación de la capacidad antioxidante
AB
AA
Actividad
DPPH
(IC50; mg/mL)
0,54±0,01a
0,51±0,03a
Actividad poder
reductor
(IC50; mg/mL)
2,71±0,05a
2,03±0,08a
HE
1,44±0,06ab
4,32±0,37b
HU
HTb
0.43±0,02a
15,25±1,31d
1,95±0,11a
7,35±0,13d
HTg
3,85±0,55c
7,43±0,55d
LE
3,74±0,28c
5,80±0,38c
PE
1,14±0,11a
4,46±0,48b
PN
2,68±0,18bc
5,10±0,57bc
PO
0,72±0,11a
2,74±0,32a
Hongo
Valores de IC50 (mg/mL) calculados a partir de las rectas de regresión lineal. Letras
diferentes indican diferencias entre grupos (p<0.05)
Los resultados del ensayo de DPPH (Fig.1) en los extractos metanólicos muestran
que los hongos con mayor capacidad antioxidante son AA, HU y AB alcanzando
inhibiciones de 87.86%. 88.08% y 88.36%, respectivamente. Con un poder antioxidante
intermedio encontramos a PO con una inhibición de 86.20% a una concentración de
2mg/mL, PE con una inhibición de 83.11% a una concentración 2.5mg/mL y HE con una
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inhibición de 88.7% a una concentración de 5 mg/mL. Por último, entre los de menor
poder antioxidante destaca HTb con un 17.99%.
A partir de los gráficos de inhibición, para entender el poder antioxidante de los
extractos, se calcula el parámetro IC50. Éste método consiste en determinar la capacidad
antioxidante mediante el cálculo de la reducción del 50% de inhibición debido a la
adición de la muestra. Para ello se representaron los valores y se calculan las rectas de
regresión lineal (Tabla 2). De los resultados encontrados en los extractos metanólicos, se
puede apreciar que las especies HU, AA, AB, PO y PE presentan IC50 más bajos por lo
que pueden ser clasificados como mejores antioxidantes, ya que a más bajas
concentraciones producen una inhibición de entre el 80 y el 90%.
En la determinación del poder reductor en los extractos metabólicos (Fig.2)
encontramos resultados similares al DPPH, dónde el mayor poder reductor de las
defensas antioxidantes no enzimáticas pertenece a HU seguido por AB, PO y AA y el de
menor poder reductor a HTb. Los resultados del IC50 reflejan estos datos teniendo HU el
valor más bajo (IC50 1.95 mg/mL) y, por tanto, mayor actividad antioxidante (Tabla 2).
Fenoles Totales
30,0
20,0
10,0
0,0
HU
AB
PO
AA
HE
PE
LE
HTg
HTb
PN
Figura 3. Representación gráfica del contenido de fenoles totales (media±SEM). Letras
diferentes indican diferencias entre grupos (p<0.05)
Los resultados de fenoles totales (Fig.3) están en la misma línea que los dos
ensayos anteriores ya que las especies que tienes mayor contenido de fenoles son HU, AB,
PO y AA. En general, en la evaluación de la capacidad antioxidante, se observa que los
extractos metanólicos que han presentado mayores porcentajes de inhibición en el ensayo
de DPPH son los mismos que alcanzan niveles superiores en los otros dos test.
Los datos mostrados en este estudio coincide con la bibliografía existente en este
campo, la cual destaca la mayor actividad antioxidante que muestra el champiñón (AB)
(Liu et al., 2013b). Existen también varios estudios sobre el hongo P. ostreatus (PO) en
los que se ha observado que inhibe la peroxidación lipídica y posee gran poder reductor
(Jayakumar et al., 2009). En cuanto a Hypsizigus ulmarius (HU), el hongo que ha
mostrado mayor actividad antioxidante, son necesarios más estudios que evalúen su
capacidad antioxidante ya que son escasos los datos bibliográficos encontrados.
Comparando nuestros resultados con los datos de actividad antioxidante de frutos
rojos, los cuales se consideran productos de alta capacidad antioxidante, observamos que
las especies AA, HU y AB tienen un valor de IC50 similar al de los frutos rojos. En cuanto
a la cantidad de compuestos fenólicos, la mayoría de los hongos estudiados alcanzan la
misma concentración que la de los frutos rojos (Samappito y Butkhup, 2010).
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CONCLUSIONES
El estudio de la composición nutricional de los hongos comestibles, cuyo cultivo
se ha hecho con sustratos propios de La Rioja, concluye que éstos son una buena fuente
de proteínas, carbohidratos, con un bajo contenido de grasas y energía. Los resultados
obtenidos sugieren que hongos como Agaricus bisporus, Hypsizigu sulmarius, Agrocybe
aegerita y Pleurotas ostreatus poseen elevada capacidad antioxidante y alta
concentración de fenoles. Los hongos son un alimento idóneo para incluirlos en nuestra
dieta habitual por las propiedades nutricionales y saludables que presentan.
Agradecimientos
Los autores agradecen la financiación recibida al Ministerio de Agricultura,
Alimentación y Medio Ambiente con la contribución del Fondo Europeo Agrícola de
Garantía (FEAGA) y el Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER).
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