Enriquecimento de micélios e cogumelos com estrôncio: bioacumulação, bioacessibilidade e capacidade antioxidante

Abstract

Os fungos apresentam elevada capacidade de bioacumular minerais nos micélios e basidiocarpos, convertendo-os em formas potencialmente mais biodisponíveis. Dessa forma, essas matrizes biológicas emergem como alternativas promissoras para estratégias de suplementação nutricional e aplicações terapêuticas. Contudo, não há estudos sobre o enriquecimento fúngico com estrôncio (Sr). Esse mineral é empregado em formulações terapêuticas associadas ao metabolismo ósseo, a redução da sensibilidade dentária e em tratamentos psiquiátricos. O uso do Sr como um princípio ativo de medicamentos psiquiátricos é restrito devido, principalmente, à falta de informações sobre a dose tóxica, acessibilidade e efeitos colaterais. A incorporação desse elemento em uma matriz orgânica pode ser uma alternativa viável para aumentar sua bioacessibilidade e mitigar efeitos colaterais, favorecendo a adesão e a eficácia terapêutica. Este estudo pioneiro, avaliou o enriquecimento de micélios e cogumelos com Sr e os efeitos deste processo sobre o crescimento micelial, atividade enzimática, bioacumulação, bioacessibilidade e capacidade antioxidante. Os micélios de Pleurotus ostreatus (PLO 02), Pleurotus djamor (PLO 13), Herincius erinaceus (HE) e Trametes versicolor (HER 01) foram obtidos por fermentação submersa utilizando 0, 400, 600, 800, 1000 e 1500 mg.L-1 SrCl de cloreto de estrôncio (SrCl). Os cogumelos P. ostreatus (PLO 02) e P. djamor (PLO 13) foram obtidos por fermentação em estado sólido nas concentrações de 500, 1000 e 1500 mg.kg-1 de SrCl. A produção de biomassa de H. erinaceus aumentou com a suplementação com Sr. T. versicolor não se mostrou promissor para o enriquecimento mineral, em razão das baixas taxas de absorção observadas. Em contraste, P. ostreatus apresentou elevado potencial para enriquecimento por fermentação submersa, evidenciado pelas altas taxas de acúmulo e absorção de Sr nos micélios. Os valores de bioacessibilidade de Sr dos micélios de P. ostreatus produzidos em 400 e 800 mg.L-1 SrCl e de H. erinaceus em 1500 mg.L-1 SrCl são próximos aos valores observados para o estrôncio inorgânico, o que reforça o potencial do processo de enriquecimento. A concentração de Sr nos cogumelos foi diretamente proporcional ao incremento das doses suplementadas, demonstrando também a eficiência do processo de enriquecimento na fermentação sólida. P. djamor apresentou maior capacidade de acumulação de Sr queP. ostreatus. A concentração de cálcio nos cogumelos P. ostreatus aumentou em resposta à suplementação com Sr. Entretanto, P. djamor teve maior capacidade de acumulação e bioacessibilidade de Sr em ensaios in vitro. Além disso, a dose de Sr para o enriquecimento considerando a bioacessibilidade deste elemento depende do cogumelo cultivados, 500 e 1000 para P. ostreatus e 500 e 1500 mg.kg-1 SrCl para P. djamor. Portanto, este estudo demonstra, de forma inédita, a viabilidade do enriquecimento de fungos com Sr, fornecendo uma base científica sólida para pesquisas futuras voltadas à aplicação desse mineral em matrizes fúngicas como princípio ativo de fármacos, principalmente aqueles utilizados no controle de transtorno de ansiedade, psiquiátricos e estresse emotivos. Palavras-chave: biofortificação mineral; ansiedade; cloreto de estrôncio; enzimas; alimento funcional

Fungi exhibit a high capacity to bioaccumulate minerals in their mycelia and basidiocarps, converting them into potentially more bioavailable forms. Thus, these biological matrices emerge as promising alternatives for nutritional supplementation strategies and therapeutic applications. Several minerals have already been studied in this context; however, there are no reports in the literature on fungal enrichment with strontium. This mineral is used in therapeutic formulations related to bone metabolism and the reduction of dental sensitivity and, although less commonly applied, has also been employed in psychiatric treatments. Incorporating strontium into an organic matrix may enhance its bioaccessibility and reduce side effects, thereby improving treatment adherence and therapeutic efficacy. In this context, this pioneering study evaluated enrichment with strontium chloride (SrCl) in the mycelia of Pleurotus ostreatus (PLO 02), Pleurotus djamor (PLO 13), Hericium erinaceus (HE), and Trametes versicolor (HER 01) cultivated by submerged fermentation, as well as in the basidiocarps of P. ostreatus and P. djamor obtained through semi-solid-state fermentation. In addition to the control treatments, the concentrations tested in submerged fermentation were 400, 600, 800, 1000, and 1500 mg.L-1 SrCl, whereas for mushroom cultivation, concentrations of 500, 1000, and 1500 mg.Kg-1 SrCl were used. The effects of supplementation on mycelial growth, strontium bioaccumulation and bioaccessibility, substrate enzymatic activity, and antioxidant capacity of the different species were also investigated. Among the main results, an increase in biomass production of H. erinaceus under strontium supplementation was observed. Trametes versicolor was not considered a promising species for mineral enrichment due to the low absorption rates detected. In contrast, P. ostreatus showed high potential for enrichment by submerged fermentation, as evidenced by the high concentrations of strontium accumulated in the mycelium and the higher absorption percentages. Strontium bioaccessibility in mycelia treated with 400 and 800 mg·L¹ SrCl for PLO 02 and with 1500 mg.L-1 SrCl for H. erinaceus was considered promising, with values close to those observed for inorganic strontium. In basidiocarps, strontium concentration increased linearly with increasing supplementation doses, demonstrating the efficiency of the enrichment process. The PLO 13 isolate showed a greater capacity for mineral accumulation compared to PLO 02 under the same experimental conditions. Mineral composition analysis also revealed an increase in calcium concentration in P. ostreatus in response to strontium supplementation. Overall, PLO 13 stood out for its greater ability to accumulate strontium and make it more bioaccessible in in vitro assays. Considering strontium bioaccessibility, mushrooms cultivated with 500 and 1000 mg.Kg-1 SrCl for PLO 02 and with 500 and 1500 mg.Kg- 1 SrCl for PLO 13 were identified as the most promising for future studies and potential applications. This study demonstrates, for the first time, the feasibility of enriching fungi with strontium, providing a solid scientific basis for future research aimed at applying this mineral in fungal matrices. Keywords: mineral biofortification; anxiety; strontium chloride ; enzymes; functional food