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Título: Otimização da produção de Cordyceps militaris em meio a base de melaço de cana e quantificação de compostos bioativos
Título(s) alternativo(s): Cordyceps militaris production optimization in sugarcane molasses-based medium and bioactive compounds quantification
Autor(es): Cerri, Maria Luísa
Orientador(es): Sydney, Eduardo Bittencourt
Palavras-chave: Antioxidantes
Fenóis
Cogumelos
Micélio
Cromatografia a líquido de alta eficiência
Antioxidants
Phenols
Mushrooms
Mycelium
High performance liquid chromatography
Data do documento: 25-Mar-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: CERRI, Maria Luísa. Otimização da produção de Cordyceps militaris em meio a base de melaço de cana e quantificação de compostos bioativos. 2021. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021.
Resumo: O Cordyceps militaris é um fungo de crescente interesse popular e científico por sua complexa composição bioativa que lhe confere funções de relevância farmacológica. É composto por moléculas como ergosterol, manitol, adenosina, cordicepina e exopolissacarídeos. Essas moléculas bioativas são tradicionalmente produzidas a partir da frutificação do Cordyceps militaris, um processo longo e trabalhoso que sofre impacto da perda de produtividade em um curto espaço de tempo. Compostos bioativos estão também presentes no micélio deste fungo, mas em menor concentração, porém a produção de micélio permite fácil escalonamento e pode ser vantajoso para a produção em larga escala. Este trabalho propõe a utilização do melaço (subproduto da indústria açucareira) como principal fonte de carbono para a produção de micélio de Cordyceps militaris. A otimização do meio de cultivo se deu a partir da análise estatística de arranjo composto central (CCD) e o meio otimizado determinado foi capaz de produzir 25,1 g.L-1 de biomassa. Ensaios com a adição de azeite e sulfato de magnésio foram realizados para testar sua eficácia na produção de compostos bioativos. Para avaliação de compostos fenólicos e atividade antioxidante foram utilizados os métodos de Folin-ciocalteau e DPPH (2,2-difenil-1-picril-hidrazil), respectivamente. Ademais foram realizadas análises iniciais em cromatógrafo líquido de alta eficiência acoplado a espectrometria de massas (LC/MS-MS), com objetivo de identificar possíveis massas nos extratos, comparar e otimizar métodos de extração visando a melhor detecção de cordicepina. O extrato produzido a partir do meio líquido apresentou concentrações mais elevadas de compostos fenólicos e atividade antioxidante em relação ao extrato micelial. A produção de compostos fenólicos em 60 dias em meio otimizado é 50% maior que em 10 dias. Em comparação ao meio de manutenção o meio otimizado tem 14% mais compostos fenólicos (ambos com 60 dias de cultivo). Para o DPPH, o melhor resultado foi do extrato do meio líquido otimizado com EC50 de 9,98 ml/L. Em relação às extrações, o melhor método se mostrou ser 15 partições com acetato de etila, por ser mais seletivo à cordicepina, composto de maior interesse, e diminuir a presença de outros compostos que atrapalham sua determinação e podem acarretar em entupimento da coluna. O uso do melaço como fonte de carbono para C. militaris foi validado neste estudo, assim como sua concentração ideal e a produção ampliada de compostos fenólicos em detrimento ao meio de manutenção.
Abstract: Cordyceps militaris is a fungus of growing popular and scientific interest due to its complex bioactive composition that gives it functions of pharmacological relevance. It is composed of molecules such as ergosterol, mannitol, adenosine, cordycepin and exopolysaccharides. Such bioactive molecules are traditionally produced with Cordyceps militaris frutification, a long and demanding process affected by productivity loss in a short period of time. This fungus mycelium also contains bioactive compounds although in a lower concentration. Even though, the mycelium production allows an easier upscale and therefore might show an advantage. This research proposes the use of sugarcane molasses (a by-product of the sugar industry) as main carbon source for Cordyceps militaris mycelium production. The optimization of the culture medium was based on the statistical analysis of the central composite arrangement (CCD) and the optimized medium determined was capable of producing 25.1 g.L-1 of biomass. Tests with the addition of olive oil and magnesium sulfate were carried out to test its effectiveness in the production of bioactive compounds. Folin-ciocalteau and DPPH (2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazil) methods were used to evaluate phenolic compounds and antioxidant activity, respectively. Initial analyzes were performed in highperformance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC / MS-MS), to identify possible masses in the extracts, compare and optimizing extraction methods aiming at the better detection of cordycepin. The extract produced from the liquid medium showed higher concentrations of phenolic compounds and antioxidant activity compared to the mycelial extract. The production of phenolic compounds in 60 days in an optimized medium is 50% higher than in 10 days. In comparison to the maintenance medium, the optimized medium has 14% more phenolic compounds (both with 60 days of cultivation). For DPPH, the best result was the extract from the liquid medium optimized with EC50 of 9.98 ml / L. Regarding the extractions, the best method was shown to be 15 partitions with ethyl acetate, as it is more selective to cordycepin, a compound of greatest interest, and to reduce the presence of other compounds that hinder its determination and may cause clogging of the spine. The use of molasses as a carbon source for C. militaris was validated in this study, as well as its ideal concentration and the increased production of phenolic compounds to the detriment of the maintenance medium.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25050
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