Inovação para a Agricultura

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MicoCoating - Valorização dos recursos florestais e micológicos para otimização de revestimentos

Entidade líder do projeto: ASSOCIAÇÃO BLC3 - CAMPUS DE TECNOLOGIA E INOVAÇÃO
Responsável pelo projeto: João Nunes
Site do projeto: http://www.micnatur.pt/
Área do plano de ação: Biomassa Florestal
Parceiros:

AGRITÁBUA-COOPERATIVA AGRÍCOLA DO CONCELHO DE TÁBUA, C.R.L; ARMANDO RICARDO RIBEIRO BERNARDO; COOPERATIVA AGRÍCOLA DE ALFÂNDEGA DA FÉ CRL; INSTITUTO POLITECNICO DE BRAGANÇA; UNIVERSIDADE CATÓLICA PORTUGUESA; VOZ DA NATUREZA LDA;


Prioridade do FEADER: P3A) aumento da competitividade dos produtores primários mediante a sua melhor integração na cadeia agroalimentar através de regimes de qualidade, do acrescento de valor aos produtos agrícolas, da promoção em mercados locais e circuitos de abastecimento curtos, dos agrupamentos e organizações de produtores e das organizações interprofissionais;
Identificação do problema ou oportunidade que se propõe abordar:

Atualmente o aumento do tempo de prateleira, via mercado biológico, pela redução significativa de conservantes no contexto do mercado cleanlabel, e ainda a procura do consumidor por alimentos mais saudáveis, é um dos principais desafios da indústria alimentar. A utilização de filmes e revestimentos comestíveis tem-se revelado uma tecnologia com grande potencial para atingir maiores tempos de prateleira, assegurando simultaneamente a segurança alimentar e atributos de qualidade. As exigências de mercado têm levado à necessidade de aposta em compostos alternativos para aplicação em revestimentos que inativem as reações deteriorantes nos alimentos ao mesmo tempo que garantem os seus atributos de qualidade esperados pelo consumidor.

Os compostos que constituem os revestimentos devem cumprir determinados requisitos, nomeadamente ter origem natural, serem renováveis e edíveis, devendo ainda, se possível, conferir aos revestimentos propriedades bioativas e conservantes. A procura de novos compostos abriu novas oportunidades para a incorporação de conservantes naturais derivados de plantas, animais, bactérias, algas e fungos que atuam como agentes antioxidantes e antimicrobianos. Entre os fungos, os cogumelos são geralmente consumidos como alimentos e foi já demonstrado, nomeadamente pelo grupo operacional, que possuem potencial para serem usados como fonte de antimicrobianos e antioxidantes. Assim, a aposta em cogumelos de espécies silvestres (coprodutos florestais, sem valor alimentar) e cogumelos de produção (por recurso a substratos agroflorestais) como fonte de compostos funcionais apresenta-se como uma ótima oportunidade de alto valor acrescentado. Tendo em consideração os mais recentes desenvolvimentos, o principal objetivo desta iniciativa é a aplicação de compostos bioativos de origem natural, via cogumelos que produzam compostos funcionais, em revestimentos comestíveis para o mercado alimentar, para aumentar o tempo de prateleira, atribuindo novas propriedades como atividade antioxidante, antimicrobiana e enzimática.


Objetivos visados:

A presente iniciativa visa valorizar os recursos florestais e micológicos da Floresta Portuguesa aproveitando o seu potencial como fonte de compostos antimicrobianos e antioxidantes para aplicação em revestimentos alimentares. O principal propósito desta iniciativa é alcançar extratos e/ou compostos bioativos de cogumelos nativos que ao serem incorporados em revestimentos aumentem o tempo de prateleira dos alimentos, através da garantia da segurança alimentar e qualidade sensorial/nutricional. A aposta na área da conservação alimentar tem como objetivo oferecer uma nova alternativa de fonte de antioxidantes/antimicrobianos como conservantes naturais que garantam a segurança alimentar por períodos mais longos, sem comprometer os aspetos sensoriais/nutricionais. Esta iniciativa encontra-se assim de acordo com as novas tendências de mercado e crescente preocupação dos consumidores com a saúde que pressupõe a redução ou exclusão de aditivos sintéticos da dieta.

Os objetivos específicos da iniciativa MicoCoating são:

O1. Produção de cogumelos nativos em sistemas fechados, utilizando recursos lenhocelulósicos existentes na Região Interior Centro e Norte, para a vertente de produção de novos compostos/extratos bioativos e funcionais para aplicação alimentar, para a valorização de um importante coproduto florestal e do património genético (os macrofungos);

O2. Melhoria da gestão florestal dos recursos micológicos e lenho celulósicos;

O3. Otimizar os processos de obtenção de extratos/compostos com atividade antimicrobiana, antioxidante e enzimática a partir de macrofungos nativos de produção e silvestres;

O4. Desenvolver conservantes naturais de origem micológica que possam ser utilizados para melhorar o desempenho de revestimentos/filmes comestíveis para fins alimentares.


Sumário do plano de ação:

Tendo em consideração os mais recentes desenvolvimentos, o principal objetivo desta iniciativa é a aplicação de compostos bioativos de origem natural, via cogumelos que produzam compostos funcionais, em revestimentos comestíveis para o mercado alimentar, para aumentar o tempo de prateleira, atribuindo novas propriedades como atividade antioxidante, antimicrobiana e enzimática.


Pontos de situação / Resultados:

A iniciativa MicoCoating decorreu na sua fase inicial sem grandes desvios face ao previsto em sede de candidatura, no entanto devido à pandemia Covid-19 as várias entidades do consórcio viram as suas atividades de investigação e produção severamente afetadas. Devido ao estado de emergência e às medidas de confinamento impostas entre março e maio, as entidades do consórcio viram-se obrigadas a parar os trabalhos laboratoriais, o que levou a severos atrasos na execução das atividades propostas. Para além das atividades de investigação laboratorial, também a entidade MicNatur teve de parar a produção de cogumelos devido ao confinamento, tendo os seus colaboradores estado em teletrabalho. Apesar das atividades de produção de cogumelos terem sido retomadas, houve a necessidade de refazer stocks de inóculo e spawn ativos para a inoculação de substratos, refletindo-se em 3 meses de trabalho para poder retomar a produção. Tendo em conta que um ciclo de produção demora 3 meses, a paragem devido à pandemia refletiu-se num atraso de envio de amostras de 9 meses. O envio das amostras para os parceiros para os trabalhos laboratoriais (atividades 3, 4 e 5) só foram retomadas no final de outubro, início de novembro de 2020. Este atraso teve direto impacto na execução das restantes atividades da iniciativa MicoCoating.

Relativamente à execução da atividade 1 esta decorreu com pequenos desvios, sendo necessário adotar nova estratégia de execução da mesma. A atividade 1, que se encontra sob a responsabilidade da MicNatur, pretendia a colheita de cogumelos selvagens de espécies de interesse para a área da conservação alimentar, pressupondo-se de seguida a sua avaliação em termos de capacidade bioativa e ausência de toxicidade. Esta foi uma atividade fulcral para todo o desenvolvimento dos trabalhos subsequentes. Tinham sido consideradas algumas espécies aquando a composição do projeto por ser do conhecimento dos colaboradores da MicNatur, locais de ocorrência sazonal. Contudo, devido aos incêndios de 2017 e aos desaparecimentos desses locais foram realizadas novas prospeções e identificação de novos locais de produção de cogumelos selvagens com a caraterização de 2 espécies foco: Trametes versicolor e Laetiporus sulphureus. Ambas as espécies revelaram poder antioxidante interessante, enquanto demonstraram não possuir toxicidade contra linhas celulares, apresentando-se como tal boas alternativas para a criação de revestimentos edíveis. 

A atividade 2, coordenada pela MicNatur, foi cumprida com sucesso dentro do tempo estipulado, tendo sido definidos métodos de produção de cogumelos em sistema fechado, para os quais se estabeleceram os protocolos gerais e alguns cuidados a ter para as espécies Pleurotus eryngii, Pleurotus ostreatus e Agrocybe cylindracea. Estas espécies encontram-se de momento bem caracterizadas na literatura no que refere à caracterização das espécies selvagens realizada na primeira atividade. Além disso, os substratos usados na produção de cogumelos, que possuem uma mistura variada de material lenhocelulósico, foram caraterizados quimicamente, tendo-se demonstrado que possuem uma elevada quantidade de fibra, humidade adequada, e baixa quantidade de gorduras e proteínas. Após produção, várias amostras de cogumelos foram enviadas para os parceiros UCP e IPB, para avaliação da capacidade bioativa e citotoxicidade. 

Foram iniciados testes de produção de 3 espécies: Ganoderma lucidum, Trametes versicolor e Laetiporus sulphureus, onde foram testados diferentes substratos e condições e cultivo. Numa primeira fase não foi possível a obtenção de um volume de corpos frutíferos pelo que se optou por otimizar primeiro a produção de Trametes versicolor, que das três obteve melhores resultados. Este trabalho continua em execução.Os restantes trabalhos foram focados nas espécies Pleurotus eryngii, Pleurotus ostreatus e Agrocybe cylindracea. Ambos os parceiros definiram métodos extrativos com elevado rendimento e especificidade, tendo-se verificado que os extratos possuíam capacidades antioxidantes interessantes, além de atividade antimicrobiana contra bactérias patogénicas. Adicionalmente, nenhum extrato revelou sinais de citotoxicidade ou mutagenicidade, o que indica que os mesmos poderão ser usados na formulação de revestimentos comestíveis. Esta atividade foi terminada com elevado sucesso, tendo-se obtido resultados inovadores e que permitiram prosseguir com a execução das atividades subsequentes. 

Relativamente à atividade 3, esta foi iniciada conforme esperado. Estando sob a coordenação do IPB, a tarefa 3.1 Estudo e aperfeiçoamento das técnicas de extração a partir de macrofungos de cultivo e silvestres, pretende a otimização dos processos extrativos, através de ensaios recorrendo a diferentes metodologias e efeitos combinatórios de diferentes variáveis. Através de um modelo matemático, foi possível determinar as condições ótimas para extração de ergosterol a partir de cogumelos das espécies P. ostreatus e P. eryngii, tendo sido confirmado a nível laboratorial. A tarefa conseguinte (tarefa 3.2 Construção do equipamento piloto para extração e análise de rendimento) consiste no desenvolvimento de um equipamento protótipo para extração em larga escala. Apesar de já ter sido previamente iniciada sofreu atraso devido à paragem de atividade relacionada com a pandemia registado no ano de 2020. Apesar de ter sido retomada ainda nesse ano ainda não se encontra terminada uma vez que envolve várias fases de análise e otimização.

Devido à pandemia Covid-19 as várias entidades do consórcio viram as suas atividades de investigação e produção severamente afetadas. A paragem de produção de cogumelos pela entidade MicNatur e pela paragem das atividades laboratoriais das restantes entidades do consócio, teve direto impacto no desenvolvimento das atividades 4 e 5 que se encontram com atraso na sua execução.

Ainda que a atividade 4, que tenha sofrido constrangimentos pelo facto de terem ocorrido os atrasos na entrega das amostras como foi referido, teve início no final do ano de 2019. Foi possível iniciar a caracterização dos extratos obtidos através dos processos previamente otimizados, quanto a sua atividade antioxidante, antimicrobiana, antibiofilme, anti-adesiva e pré-biótica e citotoxicidade. A execução desta atividade é fundamental para o avanço da atividade 5, pois será esta caraterização que permitirá avaliar a bioatividade e toxicidade dos revestimentos, e selecionar os que serão utilizados para aplicação em matrizes alimentares (atividade 5). 

Em termos de divulgação de resultados, foram publicados 3 artigos em revistas internacionais, nomeadamente na Food & Function e na Food and Bioproducts Processing. Foram ainda realizadas 3 apresentações de poster no âmbito da presente iniciativa.