Липофильные биологически активные вещества трутовика Laetiporus sulphureus ( Bull. ) Murill Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК:579 (06)

ЛИПОФИЛЬНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ТРУТОВИКА LAETIPORUS SULPHUREUS (BULL.) MURILL

© Р. М. Баширова1*, И. А. Шпирная1, Е. Г. Галкин2, Р. И. Ибрагимов1, В. О. Цветков1

1Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, Заки Валиди, 32.

2Институт органической химии Уфимского научного центра РАН Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 71.

*Email: [email protected]

В настоящее время актуальным направлением является исследование возможности использования трутовых грибов для получения ценных биотехнологических продуктов. В данной статье приведены данные, показывающие, что при обработке плодовых тел трутовика сер-но-желтого (Laetiporus sulphureus) органическими растворителями (гексан, этанол) из них экстрагируется разнообразные вещества, обладающие биологической активностью. Преобладающим компонентом является линолевая кислота и ее этиловый эфир. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования трутовика серно-желтого в качестве источника биологически активных веществ, в том числе ненасыщенных жирных кислот. Вместе с тем, существует необходимость подбора условий культивирования гриба, исключающих накопление токсичных веществ, или необходимость предварительной очистки целевого продукта от токсичных компонентов.

Ключевые слова: базидиомицеты, трутовик, тели, экстракт, линолевая кислота.

Введение

Базидиальные грибы являются продуцентами большого числа различных органических соединений, в том числе обладающих биологической активностью: белков, липидов, полисахаридов, органических кислот, ферментов, витаминов. Среди базидиальных грибов особо выделяется группа ксилотрофов, способных эффективно перерабатывать древесные остатки [1, 2]. К этой группе относятся также трутовые грибы.

В последние годы ведутся интенсивные исследования о возможности использования трутовиков для получения ценных биотехнологических продуктов. В частности, показано, что представители кси-лотрофов могут быть использованы для получения белковой биомассы [2], биологически активных добавок с повышенным содержанием жирорастворимых витаминов А и Е [3], ферментов [4, 5]. Трутовик серно-желтый Laetiporus т^Ыкш (сем. Polyporaceae) способен конвертировать лигнин и целлюлозу в белковую массу, выход которой может достигать до 40% от грибной массы. Биомасса гриба богата каротиноидами, ненасыщенными жирными кислотами, а также соединениями, обладающими антивирусной, антимикробной и антиоксидантной активностью [3]. Полисахаридные экстракты обладают антипролиферативной активностью в отношении опухолевых клеточных линий человека [3, 7, 8].

В культуре грибов рода Laetiporus содержание липидных соединений может достигать до 30.2 % от сухой биомассы. Необходимо отметить, что в составе жирных кислот липидов базидиомицетов практически не содержатся соединения с нечетным числом атомов углерода, а также разветвленные

хроматография, органические раствори-

жирные кислоты [6]. Это отличает липиды бази-диальных грибов от липидов бактерий и низших мицелиальных грибов.

Представители L. sulphureus накапливают наряду с полиненасыщенными жирными кислотами а-, у- и 5-токоферолы. В составе липидов доминируют (UFA/SFA>3.4) 2 С18:2ю-6, С18:1ю-9 и C16:0 жирные кислоты. Из эфиров жирных кислот отмечены этилпальмитат (этилгексадеканоат), этилгеп-тадеканоат и этилстеарат, а также ненасыщенные производные этилстеарата [9, 10].

Трутовик считается условно съедобным, показана целесообразность введения БАД «Летисуль-фурин» (на основе этого гриба) в рецептуры пищевых продуктов [11]. Вместе с тем известно, что в некоторых случаях L. sulphureus проявляет токсические свойства и вызывает аллергические реакции и зрительные галлюцинации у детей [12].

Учитывая, что культура L. sulphureus представляет большой интерес в качестве источника соединений, перспективных для использования в фармацевтической промышленности, нами исследован химический состав липофильных соединений трутовика, экстрагируемых гексаном и этанолом.

Материалы и методы

Плодовые тела трутовика серно-желтого были собраны на деревьях клена ясенелистного Acer negundo в г. Уфе. Образцы грибов были заморожены и хранились при температуре - 20 °С. Для экстракции липофильных соединений навеску плодовых тел растирали с кварцевым песком и последовательно экстрагировали гексаном (1:10) и 96 % этанолом (1:10). Продолжительность экстракции

образцов гриба гексаном составляло 48 часов, этанолом - 72 часа.

Состав вторичных метаболитов гексанового экстракта L.sulphureus анализировали с использованием хромато-масс-спектрометра Thermo Finnigan -хроматограф - Finnigan 800, масс-спектрометр высокого разрешения MAT-95XP ЭВМ "Delta" с системой обработки данных "Data System".

Исследования состава этанольного экстракта проводили с использованием хромато-масс-спектро-метра фирмы Agilent Technologies, состоящий из газового хроматографа -7890 и масс-селективного детектора 5973N с квадрупольным анализатором. Программное обеспечение - ChemStation Е 02.00. Идентификацию зарегистрированных масс-спектров компонентов проводили с помощью библиотеки масс-спектров NIST-05 и с использованием методики «SIM» (сканирование индивидуально выбранных диагностических ионов).

Результаты и их обсуждение

В гексановом экстракте плодовых тел трутовика серно-желтого обнаружены 14 различных соединений (табл.): 2,3-бутандиол (0.5 %); 3-фуранометанол (2.14%), 2-циклопентен-1,4-дион (2.16%), 2(5H)-фуранон (6.70%); 1,2-циклопентандион (9.95%); 2-гидрокси-3-метил-2-циклопентен-1-он (0.66%); маль-тол (0.4%); 3-этил-2-гидрокси-2-циклопентен-1-он (0.64%); 5-ацетилдигидро-2-(3Н)-фуранон (0.49%); дигидромальтол (8.34%); дигидро-4-гидрокси-2(3Н)-фуранон (19.57%); 1,2-бензолдиол (0.9%); 2-гидрокси-4,5-диметилбензоиловый эфир муравьиной кислоты (1.06%); олеиновая кислота (0.65%).

Таблица

Химические компоненты плодовых тел трутовика L. _Sulphureus, экстрагируемые гексаном_

1 № Компоненты Кол-во, % 1 Rt,* мин.

1. 2,3-бутандиол 0.5 5.83

2. 3 - фуранометанол 2.14 6.30

3. 2-циклопентен-1,4-дион 2.16 6.80

4. 2(5Н)-фуранон 16.70 7.95

5. 1,2-циклопентандион 2-гидрокси-3-метил-2- 9.95 8.22

6. циклопентен-1-он (цик-лотен) 0.66 9.95

7. Мальтол 0.4 11.26

8. 3-этил-2-гидрокси-2- 0.64 11.51

циклопентен-1 -он

9. 5-ацетилдигидро-2- 0.49 11.66

(ЗН)-фуранон

2,3-дигидро-3,5-

10. дигидрокси-6-метил-4Н-пиран-4-он 8.34 12.11

11. Дигидро-4-гидрокси- 19.57 12.84

2(3Н)-фуранон

12. Пирокатехин 2-гидрокси-4,5- 0.9 12.98

13. диметилбензоиловый эфир муравьиной кислоты 1.06 22.02

14. Олеиновая кислота 0.65 23.75

Как видно, в экстракте выявлены дигидромальтол и мальтол (E636), применяющиеся в качестве ароматизаторов и вкусоароматических добавок. Вместе с тем, в экстракте трутовика обнаружены и токсичные соединения: 5-ацетилдигидро-2-(ЗН)-фуранон, вызывающий раздражение желудочно-кишечного тракта с тошнотой, рвотой и диареей, 2-гидрокси-3-метил-2-циклопентен-1-он (цик-лотен), обладающий мутагенным эффектом [13].

В этанольном экстракте идентифицировано также 14 соединений: 2(5Н)-фуранон (1.34%); 1,2-циклопентадион (0.66 %); пальмитиновая кислота (6.21%); этил 9-гексеноат (0.85%); этил пальмитат (2.92 %); метиловый эфир 9-октадиеновой кислоты (0.32%); 9,12-октадиеновая кислота (линолевая кислота (34.2%); этиловый эфир линолевой кислоты (10.96%); этиловый эфир (Е)-9-октадеценовой кислоты (этил олеат (24.78%); этиловый эфир окта-декановой кислоты (этиловый эфир стеариновой кислоты (0.62%); октадециловый эфир уксусной кислоты (стеарил ацетат (0.72%); 2-гидрокси-1-гидроксиметил) этиловый эфир 9-октадеценовой кислоты (2-моноолеин (2.85%).

Как видно, из гриба этанолом в большом количестве экстрагировались линолевая кислота и ее этиловый эфир, составившие в сумме более 36 % от суммарного содержания компонентов. Как известно, линолевая кислота, относящаяся к классу омега-6-ненасыщенных жирных кислот, является необходимым соединением для нормальной жизнедеятельности человека

Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования трутовика Laetiporus sulphureus в качестве источника биологически активных веществ, в т.ч. и ненасыщенных жирных кислот. Вместе с тем, существует необходимость подбора условий культивирования гриба, исключающих накопление токсичных веществ, или необходимость предварительной очистки целевого продукта от токсичных компонентов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иванова И. Е. Изучение штаммов Laetiporus sulphureus (Bull.) Murrill, ксилотрофов древостоев хвойных, и оценка перспектив их использования в биотехнологии: автореф. дис. ... канд. биол. наук: М. МГУ, 2013.

2. Гроздкова Т. С., Черноок Т. В., Филимонова Т. В. Оценка возможности использования базидиальных грибов в качестве источников биоактивных липидных компонентов // Успехи медицинской микологии. Том IX, «Национальная академия микологии». 2007. http://www.mycology.ru

3. Cheung P. C. K., Ooi V. E. Antitumor and Anti-Cancer Activity of Polysaccharide-Protein Complexes // Current Médicinal Chemistry. 2000. №7. С. 715-729.

4. Шпирная И. А., Цветков В. О., Мещерякова Е. С., Валиахме-това К. И., Ибрагимов Р. И. Протеолитические ферменты ба-зидиомицетов и их активность по отношению к различным белковым субстратам // Биомика. 2012. .№4 (1). С. 24-28.

5. Бережнева З. А., Бережнев В. Е., Цветков В. О., Шпирная И. А., Ибрагимов Р. И. Плодовые тела трутовых грибов -источник получения амилаз // Современные проблемы биохимии и биотехнологии. Метериалы Всеросиийской научной конференции. 2013. С. 110-112.

6. Громовых Т. И., Иванова И. Е., Торкова А. А. Культивирование мицелия штаммов Laetiporus sulphureus (Bull.) Murill для получения кормовой добавки // Вестник 10. РАСХН. 2012. №6. С.53-55.

7. Киселева О. В. Технология выращивания биомассы мицелия серно-желтого трутовика Laetiporus sulphureus в усло- 11. виях глубинного культивирования с целью получения белковых пищевых добавок: автореф. дис. ... канд. техн. наук Сибирский гос. технолог. ун-т. Красноярск. 2013.

8. Petrovic J., Stojkovic D., Reis F. S. Study on chemical, bioac- 12. tive and food preserving properties of Laetiporus sulphureus (Bull.: Fr.) Murr. Food Funct. 2014. No. 5(7). Pp. 1441-1451. DOI: 10.1039/c4fo00113c. 13.

9. Sinanoglou V. J., Zoumpoulakis P. Lipid and fatty acid profile of the edible fungus Laetiporus sulphureus. Antifungal and an-

tibacterial properties // J. of Food Science and Technology Mysore. 2014. DOI: 10.1007/s13197-014-1377-1378. Ericsson D. C. B., Nieto R. I. J. Sterol composition of the macromycete fungus Laetiporus sulphureus // Chemistry of Natural Compounds. 2009. Vol. 45. №2. P. 193-196. Войно Л. И., Билялова А. С., Шипарева Д. Г. Получение соуса «Майонез» с использованием грибной пищевой добавки «Летисульфурин» // Естественные и технические науки. 2013. №5. C. 333-334.

Appleton R. E., Jan J. E., Kroeger P. D. Laetiporus sulphureus causing visual hallucinations and ataxia in a child // CMAJ. 1988. 139(1). P. 48-49.

RTECS NUMBER-GY7298000-Chemical Toxicity Database www.drugfuture.com/toxic/q46-q701.html

Поступила в редакцию 05.12.2014 г.

LIPOPHILIC BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES OF TINDER LAETIPORUS SULPHUREUS (BULL.) MURILL

© R. M. Bashirova1, I. A. Shpirnaya1*, E. G. Galkin2, R. I. Ibragimov1, V. O. Tsvetkov1

1Bashkir State University 32 Zaki Validi St., 450076 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.

2Institute of Biology Ufa Scientific Centre of Russian Academy of Sciences 69 October Ave., 450054 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.

Phone: +7 (927) 302 48 37.

*Email: [email protected]

Tinder Laetiporus sulphureus (Polyporaceae) is of interest as a producer of protein and biologically active compounds with antiviral, antimicrobial and antioxidant activity. Given the above, we have conducted research of the composition of the lipophilic compounds of tinder collected from the trunk of the maple Acer negundo. Samples of mushrooms were frozen, then homogenized and poured in hexane for two days. Hexane extract was separated and dried at room temperature. Specimens of L. sulphureus, were used for extraction of fatty acids with ethanol within three days. The composition of secondary metabolites of hexane extract of L. sulphureus were analyzed using gas chromatography mass spectrometer. In the hexane extract was identified 2,3-butanediol (0.5%); 3-furanmethanol (2.14%), 2-cyclopenten-1,4-dione (2.16%), 2(5H)-furanone (6.70%); 1,2-cyclopentanedione (9.95%); 2-hydroxy-3-methyl-2-cyclopenten-1-one (0.66%); malhtol (0.4%); 3-ethyl-2-hydroxy-2-cyclopenten-1-one (0.64%); 5-acetylthio-2-(3H)-furanone (0.49%); dehydromalthol (8.34%); dihydro-4-hydroxy-2(3H)-furanone (19.57%); 1,2-benzol-diol (0.9%); 2-hydroxy-4,5-dimethylbenzoyl ester of formic acid (1.06%); oleic acid (0.65%). Digitality and malitol are used as flavorings and flavoring additives. 14 compounds were identified in the ethanol extract: 2(5H)-furanone of 1.34%, 1,2-cyclopentadien 0.66%, palmitic acid 6.21%, ethyl-9-hexenoate 0.85%, ethyl palmitate 2.92%, methyl ester 9-octadienal acid 0.32%, 9,12-octadienal acid (linoleic acid) 34.2% , and the ethyl ester of linoleic acid 10.96% , ethyl ester (E)-9-octadecenoic acid (ethyl oleate) 24.78% , ethyl ester octadecanoic acid (ethyl ester of stearic acid) and 0.62%,octadecenoyl ether acetic acid (stearyl acetate) to 0.72%, 2-hydroxy-1-hydroxymethyl) ethyl ester 9-octadecenoic acid (2-monooleyl) - 2.85%. Thus, the alcoholic extract comprises mostly of linoleic acid and its ethyl ester, totaling 36.17% of the total components. The results obtained indicate the possibility of using tinder Laetiporus sulphureus as a source of unsaturated fatty acids. However, there is a need for selection of tinder culture conditions, eliminating the accumulation of toxic substances, or preliminary purification of the target product from toxic components (5-acetylthio-2-(3H)-furanone and cyclamen).

Keywords: basidiomycetes, tinder, chromatography, organic solvents, extract, linoleic ac.

Published in Russian. Do not hesitate to contact us at [email protected] if you need translation of the article.

REFERENCES

1. Ivanova I. E. Izuchenie shtammov Laetiporus sulphureus (Bull.) Murrill, ksilotrofov drevostoev khvoinykh, i otsenka perspektiv ikh ispol'zovaniya v biotekhnologii: avtoref. dis. ... kand. biol. nauk: M. MGU, 2013.

2. Grozdkova T. S., Chernook T. V, Filimonova T. V. Uspekhi meditsinskoi mikologii. Tom IX, «Natsional'naya akademiya mikologii». 2007. http://www.mycology.ru

3. Cheung P. C. K., Ooi V. E. Current Medicinal Chemistry. 2000. No. 7. Pp. 715-729.

4. Shpirnaya I. A., Tsvetkov V. O. Biomika. 2012. No. 4 (1). Pp. 24-28.

5. Berezhneva Z. A., Berezhnev V. E., Tsvetkov V. O., Shpirnaya I. A., Ibragimov R. I. Sovremennye problemy biokhimii i biotekhnologii. Meterialy Vserosiiiskoi nauchnoi konferentsii. 2013. Pp. 110-112.

6. Gromovykh T. I., Ivanova I. E., Torkova A. A. Vestnik RASKhN. 2012. No. 6. Pp. 53-55.

7. Kiseleva O. V. Tekhnologiya vyrashchivaniya biomassy mitseliya serno-zheltogo trutovika Laetiporus sulphureus v usloviyakh glubin-nogo kul'tivirovaniya s tsel'yu polucheniya belkovykh pishchevykh dobavok: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk Sibirskii gos. tekhnolog. un-t. Krasnoyarsk. 2013.

8. Petrovic J., Stojkovic D., Reis F. S. Study on chemical, bioactive and food preserving properties of Laetiporus sulphureus (Bull.: Fr.) Murr. Food Funct. 2014. No. 5(7). Pp. 1441-1451. DOI: 10.1039/c4fo00113c.

9. Sinanoglou V. J., Zoumpoulakis P. J. of Food Science and Technology Mysore. 2014. DOI: 10.1007/s13197-014-1377-1378.

10. Ericsson D. C. B., Nieto R. I. J. Chemistry of Natural Compounds. 2009. Vol. 45. No. 2. Pp. 193-196.

11. Voino L. I., Bilyalova A. S., Shipareva D. G. Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2013. No. 5. Pp. 333-334.

12. Appleton R. E., Jan J. E., Kroeger P. D. CMAJ. 1988. 139(1). Pp. 48-49.

13. RTECS NUMBER-GY7298000-Chemical Toxicity Database www.drugfuture.com/toxic/q46-q701.html

Received 5.12.2014.