BIONOTAS

Influencia del sustrato utilizado para el crecimiento de hongos comestibles sobre sus características nutraceúticas

The influence of the substrate used for growing edible fungi on their nutraceutic characteristics

Ivonne Jeannette Nieto¹ , Carolina Chegwin A.² ,

¹Dr. Sci. Química, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. ijnietor@unal.edu.co
²M. Sci., Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. cchegwina@unal.edu.co

Recibido: Julio 24 de 2008 Aprobado: Junio 17 de 2010

Resumen

Siendo Colombia un país en el cual hay un gran desarrollo de la actividad agraria, generadora de cantidades apreciables de desechos que dan lugar a un problema ambiental, el cultivo de los hongos presenta un potencial en aplicaciones biotecnológicas que derivan de la diversidad metabólica de los mismos. Dicho potencial está tanto en la producción de los hongos como alimentos con óptimas calidades nutricionales, como en la obtención a partir de las setas de productos bioactivos que permitirían en un futuro no muy lejano contribuir a la economía del país y a la descontaminación ambiental. Dentro del reino fungi, las especies de Pleurotus pueden crecer sobre una amplia variedad de sustratos y tienen especiales propiedades para degradar los componentes lignocelulósicos presentes en mayor proporción en los residuos de la agroindustria. El objetivo del presente estudio fue el de evaluar el efecto del sustrato sobre las propiedades nutricionales o nutriceúticas de hongos del género Pleurotus. Como resultado se determinó que efectivamente la composición de los hongos en cuanto al contenido de proteínas netas, fibra, humedad, cenizas, carbohidratos y grasas totales varía con el sustrato empleado, lo que incide directamente en las propiedades antes anotadas, si se tiene en cuenta que dentro de los componentes determinados se encuentran metabolitos como polisacáridos y esteroles con bioacciones previamente reportadas. De igual manera, se encontró que estas variaciones son diferentes dependiendo de la especie.

Palabras clave: Pleurotus, sustrato, valor nutricional, bioconversión, nutraceútico.

Abstract

Colombia is a country which is mainly devoted to agricultural activity, thereby producing large amounts of vegetal waste leading to environmental problems; fungi-growing thus represents a potential biotechnical application resulting from the fungi’s own metabolic diversity. Such potential lies in producing fungi as food having optimum nutritional quality and obtaining bioactive products from fungi which would contribute to Colombia’s economy in the not too distant future and to reducing environmental contamination. Within the fungi kingdom, the Pleurotus species can grow on a great variety of substrates and they have special properties for degrading the large percentages of lignocelulosic components present in agroindustrial waste.

The present study was aimed at evaluating the effect of the substrate used on the fungi’s nutritional and/or nutriceutical quality (genus Pleurotus). It was indeed determined that fungal composition, regarding net protein content, fibre, humidity, ash, carbohydrates and total fats, varied with the substrate used, thereby having a direct impact on their properties, taking into account that certain components contain metabolites such as polysaccharides and sterols which have previously reported bioaction. It was also found that such variations differed, depending on the species.

Key words Pleurotus, fungi, substrate, nutritional value, bioconvertion, nutraceutic

Introducción

Durante milenios los hongos han presentado un inestimable valor en muchas culturas debido a sus propiedades tanto nutricionales como medicinales, constituyéndose desde siempre en el alimento funcional por excelencia. Con la popularización mundial del consumo de los hongos se presume que más de 10 millones de toneladas métricas de hongos comestibles o medicinales se producen al año en varios países (Leifa et al., 2006). Una característica que hace tan atractivo el cultivo de setas, especialmente en los países en vía de desarrollo, es que ellas producen cantidades relativamente grandes de proteínas de alta calidad, que si bien no se equipara totalmente con la proteína animal, su producción es más eficiente debido al hecho de que puede ser producida directamente desde materiales de desechos lignocelulósicos (paja, aserrín, bagazo, residuos de café, cáscara de semilla de algodón, etc.), mientras que los animales deben ser alimentados con grandes cantidades de forraje por largos periodos de tiempo.

La fungicultura realizada sobre desechos genera tanto desarrollo económico a diferentes niveles como beneficios ecológicos. La facilidad de desarrollo de los hongos en esta clase de sustratos ha dado vía libre a procesos biotecnológicos basados en la bioconversión llevada a cabo por ellos, y que se ha denominado la “revolución no verde”. Aunado a lo anterior está el hecho de que muchos hongos presentan propiedades medicinales conferidas por sus metabolitos secundarios dentro de los que se cuentan enzimas, glucanos, flavonoides y triterpenos, estos ultimos componentes de la fracción grasa, con importantes bioacciones que dependen de sus variaciones estructurales como se observa en la tabla 1. De la fracción lipídica también hacen parte los ácidos grasos, constituyentes que exhíben marcada acción biológica, hasta el punto de que son considerados como reguladores del metabolismo lipídico, reductores de la arterioesclerosis (Yilmaz et al., 2006), así como poseedores de actividad antioxidante, antiinflamatoria, anticancerígena, antibacteriana y anticonvulsionante (Castaño et al., 2007). Estas bioacciones de los metabolitos fúngicos han logrado posicionar a los macromicetos como los nutriceúticos ideales, término acuñado para catalogar a una nueva clase de compuestos que han sido extraídos tanto de la seta como del micelio vegetativo, y que poseen cualidades medicinales y nutricionales (Miles y Chang, 1998).

Las especies del género Pleurotus (orellanas u hongos ostra), cuya producción y consumo están en aumento en Colombia, además de tener las cualidades antes mencionadas, pueden utilizar como sustrato para su cultivo una variedad mayor de materiales que otros hongos (aproximadamente 200 desechos diferentes), debido a su rápido crecimiento micelial, a las demandas nutricionales simples necesarias para su desarrollo, que deben ser proporcionadas por el sustrato, y a su sistema de enzimas multilaterales, que le permiten biodegradar casi todos los tipos de residuos disponibles. Para darse una idea del aprovechamiento de dichos residuos, solo usando el 25% del volumen de las pajas de cereal que se queman en el mundo podrían producirse 317 millones de toneladas métricas (317 mil millones de kg) de hongos frescos por año (Miles y Chang, 1998). Siendo Colombia un país mayoritariamente agrícola, en el cual se está implementando el aprovechamiento de los residuos de esta actividad, son variados los desechos que se emplean para el cultivo de los hongos. Es así como en una finca cafetera, con una producción de 1000 arrobas de café pergamino seco al año, se generan 25 toneladas de pulpa fresca la cual, utilizada como sustrato para el cultivo de Pleurotus, puede producir dos toneladas de hongos frescos (Rodríguez-Valencia y Gómez-Cruz, 2001). Pero no solo los desechos de la industria cafetera son empleados como sustrato, en la región huilense agremiaciones como la Asociación de Productores de Hongos Comestibles de Colombia (Asofungicol) están incentivando a los pequeños productores al aprovechamiento de otros residuos agrícolas que, además de permitir la obtención del hongo, ayudan en los procesos de descontaminación ambiental generados por su mala disposición y favorecen el desarrollo económico de la región.

La influencia de los diferentes sustratos utilizados en el cultivo de hongos comestibles se hace evidente al analizar los parámetros que determinan su calidad nutricional (tabla 2.). En cuanto al contenido de cenizas, si bien se encuentra dentro del rango de los reportes dados por otros autores (1,00-7,03%) (Fasidi y Ekuere, 1993), el PO1 y el PSC2 presentan el mayor contenido, lo que se correlaciona con la composición de los sustratos sobre los que están cultivados. El primero de ellos es rico en fuentes de carbono como son la viruta y el aserrín, comparado con los otros que tienen en mayor proporción cereales y, por ende, menor cantidad de carbono. Este comportamiento se mantiene en todas las especies estudiadas. Si se comparan el PO2 (mezcla de 50% caña, 30% fríjol y 20% cáscara de cacao) y el PP2 (mezcla de 50% bagazo de caña, 30% tamo de fríjol y 20% cáscara de cacao), arrojan un contenido de cenizas muy similar, congruente con la similitud de los sustratos empleados en su cultivo.

Tabla 2

En general, los hongos son una excelente fuente de proteína con contenidos que oscilan entre 19 y 35% en base seca. De los hongos estudiados el mayor contenido proteico lo presenta el PO1 (36,7%), seguido por el PSC2 (35,10%) y por último el PSC1 (32,11%). De igual forma como ocurre con la anterior variable analizada, el mayor valor lo provee un sustrato que además de ser una importante fuente de carbono, también lo es de nitrógeno.

El bajo contenido graso de los hongos es una de sus cualidades nutricionales más estimadas ya que, comparado con otros alimentos que tienen contenidos proteicos y de fibra similares, sus valores (de 1 hasta 15%) (Miles y Chang 1998), son menores, lo que los convierte en una excelente alternativa alimenticia para personas con hipercolesterolemia e incluso entre diabéticos que presentan niveles altos de colesterol. Los porcentajes hallados para las especies en estudio se encuentran dentro de los rangos reportados para el género Pleurotus (0,20-1,02) (Fasidi y Ekuere 1993), (1,1-2,2) (Miles y Chang 1998), (1,0-2,4 y 2,16-3,10) (Joan-Hwa et al., 2001). Dentro de las especies analizadas el mayor contenido graso lo presenta el P. ostreatus cultivado sobre el sustrato que tiene dentro de sus componentes cáscara de cacao. Sin embargo, el cambio en el contenido graso de los hongos depende más de la especie que del sustrato empleado, como lo demuestra el resultado obtenido con el P. pulmonarius, en el cual el contenido graso es menor con relación al cultivado únicamente en residuos de cereales.

Partiendo del hecho de que dentro de la fracción grasa se encuentran tanto los ácidos grasos como los triterpenoides (esteroles y triterpenos), el cambio en ella presupone además la variación en el contenido y tipo de estos compuestos, lo que se confirmó al realizar la separación de los componentes de la fracción grasa por CG y su posterior elucidación estructural por EM que llevó a interesantes resultados en lo referente a la variedad de estructuras, tanto triterpenoidales como de ácidos grasos que, como se mencionó, son la base para catalogar a los basidimicetos como valiosos nutraceúticos (Nieto y Chegwin, 2008). Los resultados anteriores ponen de presente que el sustrato incide tanto en el valor nutricional como en el nutraceútico de los hongos estudiados. El anterior comportamiento es presumiblemente debido a que el sustrato utilizado para el cultivo contiene un alto contenido de grasas, lo cual puede bien sea favorecer la biosíntesis de ácidos grasos en el hongo o su incorporación; ya en trabajos anteriores se ha demostrado que esta peculiaridad se puede presentar en especies pertenecientes al género Pleurotus (Nieto et al., 2007). Dado que la fracción grasa incluye sustancias tales como triglicéridos, fosfolípidos, esteroides, ácidos grasos libres, pigmentos carotenoides y vitaminas liposolubles (Bernal, 1998), este resultado permite inferir que sobre estos sustratos la producción de esteroles se vería favorecida dándole un mayor carácter de alimento funcional si se tienen en cuenta sus ya reportadas bioacciones. En contraste, en el P. sajor-cajú sí se ve una influencia directa del sustrato sobre las grasas totales.

En los hongos los carbohidratos están representados por azúcares utilizables por el organismo humano como fuente de energía, quitina y hemicelulosa (principalmente hexosanos) (La Guardia et al., 2005). En los hongos estudiados el contenido de carbohidratos es significativamente diferente y sus valores están desde 42,15% para PO1 hasta 67,66% para PP2, encontrándose dentro del rango de los reportes para este tipo de setas que oscila entre 44,0-74,3 y 46,6-81,8% (Joan-Hwa et al., 2001). Con respecto a la variación con el sustrato, al observar los valores calculados para las especies denominadas PO₂ y PP2 cultivadas sobre cáscara de cacao, además de presentar los mayores valores, exhiben un incremento apreciable con respecto a los cultivados sobre los sustratos restantes.

En cuanto a la especie, la variación es mayor para el P. ostreatus que para el pulmonarius, similar a lo presentado por el sajor-cajú. Este comportamiento pone de manifiesto que la cantidad de carbohidratos está relacionada tanto con el sustrato como con la especie.

Las paredes celulares de los hongos contienen varios componentes indigeribles con importantes propiedades fisiológicas para la salud del tracto alimenticio y el cuerpo, definiendo al hongo como una importante fuente de fibra dietética (Bauer et al., 2001). Los valores obtenidos están dentro de lo esperado, ya que para especies de hongos ostra su valor está reportado dentro del rango de 7,5 a 12% y de 5,97-9,15% para P. eryngii, y 5,00-8,00% para P. tuber-regium cultivados en diferentes sustratos (Yang et al., 2001). Observando detenidamente la tabla se ve que el mayor contenido de fibra lo tienen el PSC1 y PO1, y que de igual manera es una variable que se ve afectada por el sustrato utilizado. En contraste con las anteriores variables, el contenido de fibra no presenta cambios apreciables ni con la variación en el sustrato ni con las diferentes especies.

Conclusiones

Con respecto al valor nutricional de las tres especies analizadas, en términos del contenido proteico, el empleo de residuos de la industria cafetera es una excelente alternativa para obtener un alimento de alta calidad nutritiva. En líneas generales, en cuanto a la composición del sustrato, el uso de la cascarilla de cacao no trae beneficios notorios a la calidad nutricional de las especies estudiadas. Sin embargo, el empleo de estos sustratos llevaría a la obtención de un verdadero alimento funcional (nutraceútico) si se piensa en la producción de esteroles (bioactivos), como se ha comprobado en estudios previamente realizados (Nieto y Chegwin 2008). La variación de las características nutricionales depende tanto del sustrato empleado como de la especie cultivada. La unión de estas dos variables se ve reflejada en cuanto al contenido de carbohidratos pero no al porcentaje graso, el cual depende más de la especie que del sustrato. En contraste con lo anterior, no hay influencia de las dos variables con respecto a la fibra. Como conclusión general, la utilización de los cereales enriquecidos con viruta o aserrín incrementa la calidad nutricional de los hongos además de dar utilidad a estos residuos agrícolas, solucionando en parte el problema ambiental que su mala disposición produce, pero que con el auge de la fungicultura y los estudios realizados, dentro de los cuales se encuentra el presente, deja abierta la puerta para investigaciones posteriores con respecto a la digestibilidad de los sustratos agotados con el fin de poder darles empleo como concentrados para alimentación animal.

Agradecimientos

Los autores agradecen a la División de Investigaciones sede Bogotá de la Universidad Nacional de Colombia por el soporte financiero, y a Asofungicol, Amusef y Cenicafé por el cultivo y el suministro de las muestras.

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