Agrociência Inovação Tecnologia

Inovação e tecnologia na produção de cogumelos: um contributo para a economia circular

Com o estimado a aumento da população mundial e consequente aumento no consumo dos recursos naturais, surge o enorme desafio de assegurar a sustentabilidade dos ecossistemas.

Nesse sentido, a economia circular (EC) emerge como um conceito regenerativo que minimiza emissões gasosas e elimina os resíduos através da criação de ciclos fechados, circulares, que promovem a reutilização e reciclagem dos materiais e recursos (Ellen MacArthur Foundation, 2013). A importância desta abordagem no processo produtivo faz com que o Plano de Ação para a Economia Circular seja um dos pilares principais do Pacto Ecológico Europeu para o Desenvolvimento Sustentável.

A fileira dos cogumelos cultivados é um dos setores com grande aptidão para o contributo para a EC, pois tem grande tradição no uso e valorização de resíduos. No entanto, existe a necessidade de tornar os processos mais circulares, sobretudo na questão dos resíduos gerados, cujo aproveitamento e valorização nem sempre são otimizados e muitas vezes constituem um problema para as empresas.

O projeto FungiTech, financiado pelo Norte 2020 (Norte-01-0247-FEDER-033788), é um projeto em Copromoção entre a Chikioshira SAG (Floresta Viva), especializada na produção de shiitake (Lentinula edodes) em troncos, e a Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.

Uma das grandes prioridades foi desenvolver processos inovadores que permitissem atingir o objetivo de “zero resíduos”, contribuindo para o desenvolvimento de novos produtos, a introdução de novos mercados e a maior sustentabilidade da empresa promotora.

O shiitake é um dos principais cogumelos cultivados devido às suas características organoléticas, crescimento rápido e reduzidas exigências ambientais para o cultivo.

Nutricionalmente, o shiitake é rico em minerais, como o selénio, cobre, zinco e manganésio. São uma boa fonte de ácido fólico, fibra dietética e de importantes micoquímicos e antioxidantes. Relativamente ao teor de vitaminas, destacam-se as vitaminas do grupo B, menos abundantes ou ausentes nos alimentos vegetais, justificando a importância da sua incorporação em dietas vegetarianas e saudáveis.

Os cogumelos têm sido fonte tradicional de vários compostos bioativos medicinais e recentemente têm sido explorados pela indústria farmacêutica, alimentar e cosmética. Numerosos compostos bioativos têm sido descritos em cogumelos que melhoram as respostas do sistema imunitário e apresentam atividade antitumoral. Estas bioatividades têm sido referenciadas para vários compostos, como polissacáridos, complexos de polissacáridos-proteínas, triterpenos e ácidos nucleicos, sendo os extratos obtidos do meio de cultura, do micélio ou dos cogumelos (Fraga et al., 2014). O shiitake é um dos cogumelos considerados medicinais, de consumo mais generalizado, mas existem outras espécies com reconhecidas propriedades nutracêuticas e medicinais, muitos dos quais sem valor gastronómico, como é o caso dos fungos Ganoderma lucidum e Trametes versicolor, de procura crescente pela indústria farmacêutica, sendo a produção assegurada em grande parte pelos países asiáticos.

No projeto FungiTech pretendeu-se desenvolver, através de uma abordagem multidisciplinar, soluções inovadoras para o setor da produção dos cogumelos, em particular, selecionar substratos alternativos, aumentar o conhecimento científico nas propriedades bioativas do shiitake e de outras espécies, e desenvolver alimentos funcionais baseados em cogumelos. O cultivo submerso em meio líquido foi também utilizado como alternativa para a obtenção de modo mais rápido de micélio com os compostos bioativos de interesse.

Outro importante objetivo foi o desenvolvimento de métodos de processamento dos resíduos da cultura, cogumelos sem valor comercial e substratos, em produtos de valor acrescentado.

Substratos alternativos à produção em troncos

A produção em troncos é o método utilizado pela maioria dos produtores de shiitake em Portugal. No entanto, apesar da simplicidade, a produção em larga escala em troncos tem longos períodos de incubação, baixas produtividades e gera um volume considerável de resíduos. Nesse sentido, procurouse utilizar substratos e métodos de produção alternativos, baseados em resíduos agroflorestais e agroindustriais abundantes e acessíveis valorizando-os na conversão em cogumelos comestíveis (Figura 1). Sendo reconhecida a qualidade organolética dos cogumelos produzidos em troncos, o desafio foi obter uma qualidade semelhante com os novos substratos. Pela utilização de misturas equilibradas incorporando serrim, engaço de uva, bagaço de azeitona, palha de arroz, café, entre outros subprodutos, foi possível reduzir os tempos e obter uma produtividade superior à da produção em troncos e, em alguns casos, permitir a biofortificação com compostos de interesse, como o selénio, ou o aumento das propriedades antioxidantes. A produtividade obtida nas diferentes misturas foi variável com as estirpes de fungos utilizadas pelo que é conveniente adequar as fórmulas dos substratos a cada estirpe.

Novos alimentos funcionais

Com o aumento do número de produtores e maior disponibilidade de cogumelos no mercado, importa desenvolver métodos de processamento e novas formulações compatíveis com a preservação da qualidade intrínseca dos cogumelos e que incentivem o consumo. O processamento na forma de farinha, é um processo simples que permite o aproveitamento de cogumelos, ou das suas partes, sem valor comercial, por exemplo pés e cogumelos que ultrapassaram a fase ótima de colheita. No âmbito do projeto foi desenvolvido um produto inovador, o shiitake fumado, cuja aparência e sabor permite a substituição de produtos de salsicharia. A sua incorporação numa broa de milho, também enriquecida em farinha de shiitake, permitiu obter uma versão da tradicional broa de enchidos mais saudável e enriquecida em fibra dietética. Outros alimentos funcionais desenvolvidos foram o shiitake desidratado enriquecido em vitamina D e/ou em selénio, podendo o mesmo processo ser aplicado em diversas espécies cultivadas.

Extração e avaliação farmacológica de substâncias ativas

Em resultado da imensa variedade química e biológica associada aos cogumelos, a seleção de novos compostos antimicrobianos tem constituído atualmente umas das áreas com grande potencial de utilização dos cogumelos. A resistência bacteriana constitui uma das mais graves ameaças à Saúde Pública, provocadas por bactérias como Staphylococcus aureus resistentes à meticilina (MRSA) e Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Acinectobacter baumanni resistentes aos carbapenemos. Nesse contexto, foi avaliado o potencial antimicrobiano de extratos de cogumelos das espécies Lentinula edodes (Shiitake), Boletus edulis, Neoboletus praestigiator, Pleurotus citrinopileatus entre outras, em bactérias hospitalares multirresistentes, frequentemente relacionadas com as infeções associadas a cuidados de saúde. O estudo incluiu um screening da atividade antimicrobiana, a avaliação do efeito sinérgico entre extratos e antibióticos e ainda a determinação da concentração mínima inibitória (CMI) e concentração mínima bactericida (CMB). Os resultados demonstraram que extratos de algumas espécies de cogumelos apresentaram atividade antibacteriana em isolados multi-resistentes demonstrando a sua aplicabilidade na possível obtenção de antibióticos de largo espectro (Garcia et al., 2021).

Outra linha de investigação incidiu nas patologias neurodegenerativas, como a Doença de Alzheimer e Doença de Parkinson, cuja prevalência tem sido crescente. Diversos estudos demonstram que as enzimas acetilcolinesterase (AChE), butirilcolinesterase (BChE) e Monoamino oxidase A e B (MAO-A e MAO-B), são determinantes no desenvolvimento destas patologias. A inibição da sua atividade enzimática promove um aumento dos níveis de neurotransmissores no cérebro, com a consequente diminuição da sintomatologia associada. Neste sentido pretendeu-se desenvolver inibidores destas enzimas de forma a promover os cogumelos como fonte natural de compostos com propriedades antineurodegenerativas. Para isso, procedeu-se a avaliação de diferentes tipos de extratos das espécies de cogumelos nomeadamente, Pleurotus citrinopileatus, Lentinula edodes, Agaricus bisporus, entre outras, na inibição das enzimas supracitadas. Dos resultados obtidos concluiu-se que grande parte das espécies analisadas são promissoras na obtenção de compostos com propriedades antineurodegenerativas.

Atualmente, existe um crescente interesse do consumidor por cosméticos que contenham ingredientes naturais e/ou orgânicos, uma vez que são considerados mais saudáveis e ecologicamente mais sustentáveis. Também no domínio da cosmética, os cogumelos têm ganho bastante popularidade, uma vez que têm sido extraídos numerosos compostos com propriedades antioxidantes, antienvelhecimento, antirrugas, despigmentantes e hidratantes. Para investigação destas propriedades foram avaliados diferentes tipos de extratos de várias espécies de cogumelos como inibidores de várias enzimas nomeadamente a tirosinase, a hialuronidase e a elastase, cuja inibição se traduz em potenciais candidatos na indústria cosmética como hidratantes, despigmentantes e anti-rugas. Além disso, dada a existência de várias espécies ainda por estudar abre caminho para a descoberta de novos compostos bioativos para o desenvolvimento de cosméticos para diferentes usos capazes de reduzir os efeitos do envelhecimento e a hiperpigmentação.

Reciclagem de resíduos em biomateriais

No final do ciclo produtivo, os resíduos podem ser transformados em biocompósitos, para diferentes aplicações na agricultura, na produção de embalagens, materiais de isolamento térmico e em muitas outras aplicações (Jones et al., 2017) (Figura 3). Procura-se que grande parte do processo decorra à temperatura ambiente, sem consumo de energia, excetuando a fase final de secagem, de modo a tornar o processo o mais sustentável possível.

Também a procura por materiais substitutos do couro natural ou do couro sintético, baseado em materiais plásticos, tem aumentado significativamente pela indústria têxtil de modo a reduzir a sua pegada ecológica e ao mesmo tempo ir ao encontro a um crescente número de consumidores mais preocupados com as questões éticas e ambientais. Os substitutos de couro baseados em micélio de fungos tem sido a escolha de muitas empresas ligadas ao desporto, ao mobiliário e ao setor da moda e vestuário pela qualidade do produto obtido (Jones et al., 2021).

A enorme capacidade de biodegradação dos fungos abre inúmeras possibilidades de reciclagem e valorização de materiais lenhinocelulósicos em inúmeros produtos que aos poucos vão ficando disponíveis no mercado, no sentido de uma produção industrial mais ecológica e sustentável (…).


Autoria: 1Guilhermina Marques, 2Aida Costa, 1Juliana Garcia, 2Bárbara Ribeiro; 3Cynthia Malhadas, 4Almir Valvassora Júnior, 1Maria José Saavedra, 5Fernando Nunes

1CITAB- Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real; 2Floresta Viva – Chikioshira, Lda., Amarante; 3Spawnfoam, Lda., Vila Real; 4Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo; 5CQ- Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real

Referências bibliográficas →

Ellen MacArthur Foundation. 2013. Towards the Circular Economy; Ellen MacArthur Foundation: Cowes, UK.

Fraga, I., Coutinho, J., Bezerra, R.M., Dias, A.A., Marques, G, Nunes, F.M. 2014. Influence of culture medium growth variables on Ganoderma lucidum exopolysaccharides structural features. Carbohydr. Polym. 111:936-46.

Garcia, J., Afonso, A., Fernandes, C., Nunes, F.M., Marques, G., Saavedra, M.J. 2021. Comparative antioxidant and antimicrobial properties of Lentinula edodes Donko and Koshin varieties against priority multidrug-resistant pathogens, South African Journal of Chemical Engineering, 35: 98-106.

Jones, M., Gandia, A., John, S. & Bismarck, A. 2021. Leather-like material biofabrication using fungi. Nature Sustainability, 4: 9–16.

Jones, M., Mautner, A., Luenco, S., Bismarck, A. & John, S. 2019. Engineered mycelium composite construction materials from fungal biorefineries: a critical review. Mater. Des. 187, 108397.


↓ Leia o artigo completo na edição de agosto/setembro 2021.

 

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