Abstract:
A contaminação fúngica acarreta alterações na qualidade nutricional e no valor
econômico de produtos alimentícios podendo causar danos patológicos em plantas,
animais e humanos. A identificação da atividade antioxidante, antifúngica e
antimicotoxinas, em extratos de microalgas com propriedade de inibir a multiplicação
de fungos e subseqüente produção de micotoxinas abre a perspectiva de empregar
substâncias mais eficientes e com maior ação específica contra estes microorganismos.
Entre os compostos com propriedades inibidoras de radicais livres, de
crescimento fúngico e produção de micotoxinas, destacam-se os compostos fenólicos,
que podem inibir a atividade metabólica microbiana, dificultando a atividade de
enzimas. Neste estudo foram avaliados o poder de inibição de multiplicação fúngica de
Rhizopus oryzae e Aspergillus flavus pelos extratos fenólicos de Chlorella sp. e
Spirulina platensis, bem como sua atividade antioxidante, e a atividade antimicotoxinas
da última microalga contra Aspergillus flavus. O conteúdo de fenóis totais foi em média
1000 µgfenóis/g Spirulina platensis e 600 µgfenóis/g Chlorella sp., sendo que o acido
gálico e o cafeíco foram identificados como compostos majoritários na Spirulina
platensis. As determinações de glicosamina (parede celular) e ergosterol (membrana
celular) mostraram-se bons indicativos do desenvolvimento microbiano permitindo uma
boa estimativa da inibição dele. O extrato fenólico de Spirulina platensis apresentou
capacidade de inibir cerca de 50% a formação da parede e da membrana celular para
ambos os fungos estudados e de 100% a produção de aflatoxina B1 até o 10º dia de
cultivo do Aspergillus flavus. Além disso, o extrato metanólico de Spirulina platensis
inativou 53,5% o DPPH reativo, limitou o escurecimento enzimático ocasionado pela
peroxidase em 55% e inibiu a peroxidação lipídica em 46% após 14 dias de
armazenamento sob luz. Estes resultados mostram que a ação antifúngica,
antimicotoxinas e antioxidante está naturalmente presente em alguns tecidos
microbianos e que encontrar a forma de extraí-los e aplicá-los como conservantes
alimentícios é muito promissor para substituição aos antifúngicos e outros
conservantes químicos.
The fungal contamination leads to changes in nutritional quality and economic value of
food may cause pathological damage in plants, animals and humans. The identification
of antioxidant, antifungal and antimicotoxin in extracts of microalgae with property to
inhibit the growth of fungi and subsequent mycotoxin production opens up the prospect
of using substances more efficient and more specific action against these
microrganism. Among the compounds with free radical inhibiting properties of fungal
growth and production of mycotoxins, stand out phenolic compounds which can inhibit
the metabolic activity of microbial enzyme activity difficult. This study evaluated the
power of inhibiting the multiplication of fungal Rhizopus oryzae and Aspergillus flavus
by phenolic extracts of Chlorella sp. and Spirulina platensis, as well as its antioxidant
activity and the activity of the last antimicotoxin microalgae against Aspergillus flavus.
The content of phenolics averaged 1000 μgfenóis/g Spirulina platensis and 600 μgfenóis/g Chlorella
sp., and gallic acid and caffeic been identified as major compounds in Spirulina
platensis. Measurements of glucosamine (cell wall) and ergosterol (membrane)
showed to be good indicators of microbial growth allowing a good estimate of inhibiting
it. The extract phenolic Spirulina platensis showed a significant ability to inhibit about
50% the formation of the wall and cell membrane for both fungi studied and 100% the
production of aflatoxin B1 until the 10th day of cultivation of Aspergillus flavus. In
addition, the methanol extract of Spirulina platensis inactivated 53.5% the DPPH
reactive, limited the enzymatic browning caused by peroxidase in 55% and inhibited
lipid peroxidation by 46% after 14 days of storage under light. These results show that
the antifungal, and antioxidant antimicotoxin is naturally present in some microbial
tissues and find a way to extract them and apply them as food preservatives is very
promising for replacing the antifungal preservatives and other chemicals.
Métodos acurados e confiáveis para a medida da biomassa fúngica são essenciais na
quantificação do crescimento fúngico, sendo os mais promissores os que determinam
componentes químicos específicos das células fúngicas, tais como a glicosamina
(quitina) e o ergosterol. O objetivo deste estudo foi estabelecer correlações entre o
desenvolvimento fúngico e componentes celulares de forma a quantificar a biomassa
em diferentes estágios de desenvolvimento. O crescimento micelial do Rhizopus
oryzae CCT 7560 e do Aspergillus flavus CCT 1217 foi avaliado pela determinação da
biomassa seca, de ergosterol e de glicosamina. A correlação obtida foi de 0,9912 entre
a biomassa e o conteúdo de glicosamina e de 0,9797 entre a biomassa e o conteúdo
de ergosterol para o Rhizopus oryzae, para o Aspergillus flavus foi de 0,9688 entre a
biomassa e o conteúdo de glicosamina e de 0,9859 entre a biomassa e o conteúdo de
ergosterol, entre a produção de ergosterol e glicosamina foi de 0,9962 para o
Aspergillus flavus e de 0,9926 para o Rhizopus oryzae, mostrando que a determinação
em conjunto destes dois componentes permite uma quantificação confiável da
biomassa fúngica.
Methods for accurate and reliable measure of the fungal biomass is essential in the
quantification of fungal growth, and the most promising determining the specific
chemical components of fungal cells, such as glucosamine (chitin) and ergosterol. The
objective of this study was to establish correlations between fungal growth and cellular
components in order to quantify the biomass at different stages of development. The
mycelial growth of Rhizopus oryzae CCT 7560 and CCT 1217 Aspergillus flavus was
evaluated by determination of dry biomass, ergosterol and glucosamine. The
correlation was found between the biomass and 0.9912 glucosamine content between
0.9797 and biomass and ergosterol content to Rhizopus oryzae, to Aspergillus flavus
0.9688 was between biomass and the content of glucosamine and 0.9859 between
biomass and ergosterol content, between the production of ergosterol and glucosamine
was 0.9962 to 0.9926 and Aspergillus flavus to Rhizopus oryzae, showing that the
determination of these two components together allows for reliable quantification fungal
biomass.
Os compostos fenólicos vêm sendo estudados pelo seu possível uso na indústria de
alimentos como conservadores naturais, também para evitar a contaminação fúngica.
Diante disto, o objetivo deste trabalho foi estudar metodologia de extração de
compostos fenólicos das microalgas Spirulina platensis e Chlorella sp. e relacionar
com a atividade antifúngica testada contra o fungo Rhizopus oryzae. Os compostos
fenólicos foram extraídos com metanol e quantificados colorimetricamente com
reagente de Folin-Ciocalteau. O método para avaliar a atividade antifúngica empregou
a técnica de ágar diluído e quantificação da biomassa fúngica formada pelas
determinações de glicosamina e ergosterol. A Spirulina platensis apresentou maior
aporte fenólico em relação a Chlorella sp. O Rhizopus oryzae teve seu
desenvolvimento inibido em presença de extratos metanólicos de Chlorella sp. e de
Spirulina platensis. Houve inibição do conteúdo de ergosterol e glicosamina do
Rhizopus oryzae de 20% usando extrato de Chlorella sp. e de 50% usando o extrato
de Spirulina platensis. Ficou demonstrada a inibição da produção de parede e
membrana celular na biomassa Rhizopus oryzae pelos extratos.
Phenolic compounds have been studied for its possible use in the food industry as a
natural conservative, also to avoid fungal contamination. Given this, the aim was to
study methods of extraction of phenolic compounds from microalgae Spirulina platensis
and Chlorella sp. and relate the antifungal activity tested against the fungus Rhyzopus
oryzae. Phenolic compounds were extracted with methanol and quantified
colorimetrically with Folin-Ciocalteau. The method to evaluate the antifungal activity
employed the technique of agar diluted and quantification of fungal biomass formed by
the determination of glucosamine and ergosterol. Spirulina platensis showed a higher
phenolic intake in relation to Chlorella sp.. The development Rhyzopus oryzae was
inhibited in the presence of methanol extracts of Chlorella sp. and Spirulina platensis,
inhibiting an average of 20% content of ergosterol and glucosamine using microalgae
extract of the first and second in average 20%. Been shown to inhibit the production of
wall and cell membrane in biomass by Rhizopus oryzae extracts.
O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do extrato fenólico de Spirulina platensis na
produção de componentes estruturais em culturas de Aspergillus flavus, a fim de
identificar seu mecanismo de ação sobre a multiplicação fúngica. O extrato metanólico
de Spirulina platensis, 1,15 mg compostos fenólicos/g Spirulina platensis, mostrou um
efeito antifúngico contra Aspergillus flavus, demonstrado pela inibição da produção de
glicosamina em até 56%. Desta forma, pode ser empregado como antifúngico natural
para inibir a infecção de alimentos por Aspergillus flavus.
The objective of this study was to evaluate the effect of phenolic extract of Spirulina
platensis in the production of structural components in cultures of Aspergillus flavus, in
order to identify its action mechanism on fungal multiplication. The Spirulina platensis
methanol extracts 1.15 mg phenols/ g Spirulina platensis, showed an antifungal effect
against Aspergillus flavus, demonstrated by inhibiting the production of glucosamine by
up to 56%. Thus, it can be used as a natural antifungal to inhibit infection by
Aspergillus flavus in foods.
Conduziu-se este trabalho, com a proposta de avaliar o conteúdo e o potencial de
compostos fenólicos extraídos de duas microalgas, Spirulina platensis e Chlorella sp.,
utilizando modelos in vitro. Foram determinados o teor de fenólicos totais pelo método
de Folin-Ciocalteau utilizando curva de calibração de ácido gálico. A avaliação in vitro
do potencial antioxidante foi investigada pelos métodos de captação do radical DPPH,
pela inibição do escurecimento enzimático ocasionado pela enzima peroxidase e pela
peroxidação lipídica do azeite de oliva. A Spirulina platensis apresentou maior
conteúdo de compostos fenólicos (1,1 mgGAE/gmassa seca) em comparação com a
Chlorella sp. (0,65 mgGAE/gmassa seca) além de uma maior capacidade sequestrante de
radicais livres, inativou 53,5% do DPPH reativo em 120 minutos (CE50 de 70 µg ácido
gálico/mL). Este mesmo extrato limitou o escurecimento enzimático ocasionado pela
peroxidase em 55% e inibiu a peroxidação lipídica em 46% após 14 dias de
armazenamento.
This work was carried out with the purpose of evaluating the content and antioxidant
potential of phenolic compounds extracted from two microalgae: Spirulina platensis and
Chlorella sp. using in vitro models. It was determined the total phenolic content by
Folin-Ciocalteau method using the gallic acid calibration curve. The in vitro antioxidant
potential evaluation was investigated by the DPPH radical scavenging methods,
enzymatic browning caused by peroxidase inhibition and the olive oil lipid peroxidation.
Spirulina platensis showed the highest phenolic content (1.1 mgGAE /g dry mass)
compared to Chlorella sp. (0.65 mgGAE /gmass dry) and a higher capacity for scavenging
free radicals, the DPPH reagent was inactivated until 53% in 180 minutes (EC50 of 70
mg gallic acid /mL). The same extract limited enzymatic browning caused by peroxidase in
55% and inhibited lipid peroxidation by 46% after storage during 14 days.
O estudo trata da eficácia do extrato fenólico de Spirulina platensis contra o
Aspergillus flavus e a produção de aflatoxina. O extrato fenólico de Spirulina platensis
teve quantificado os seus componentes individuais, empregando CLAE-UV, sendo que
o ácido gálico representou 49,5% e o ácido cafeico 43,3%. O extrato na concentração
de 78 µgfenóis/mLextrato inibiu em até 80% o desenvolvimento do Aspergillus flavus
impedindo a produção de aflatoxina B1 até o 10º dia de incubação. As conclusões do
estudo apontam para a possível exploração de conservantes seguros da Spirulina
platensis contra a contaminação de alimentos por Aspergillus flavus.
The study addresses the effectiveness of phenol-water extract of Spirulina platensis
and its main component, gallic acid, against Aspergillus flavus and aflatoxin production.
The phenol-water extract of Spirulina platensis was quantified about it individual
compounds, using HPLC-UV being the gallic acid 49.5% and the caffeic acid 43,3 %.
The extract at a concentration of 78 μgphenolic/ mLextract inhibited by 80% the
development of Aspergillus flavus and declin it allow aflatoxin B1 production until the as
10th day. The findings point to the possible exploitation of Spirulina platensis safe
preservatives against food spoilage by Aspergillus flavus.
