Quantitative evaluation of 1,3,1,6 beta-D-glucan contents in wild-growing species of edible Polish mushrooms

• Autorzy: Mironczuk-Chodakowska I. , Witkowska A.M. , Zujko M.E. , Terlikowska K.M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. Macrofungal β-glucans are mainly represented by compounds with β-1,3- and β-1,6 glycosidic bonds. They have been shown to have immunomodulatory, anticancer, and antioxidant properties. Although there are many reports on the bioactivity and structure of fungal glucans, studies on the quantitative assessment of these compounds are sparse. Objective. The aim of the study was to determine total β-glucans and 1,3-1,6-β-D-glucan contents in selected species of wild-growing edible Polish mushrooms. Material and methods. Eight species of wild-growing edible mushrooms Boletus pinophilus, Hydnum repandum, Craterellus cornucopioides, Suillus variegatus, Suillus granulatus, Gyroporus cyanescens, Tricholomopsis rutilans, and Auricularia auricula-judae and one species of cultivated mushroom for comparison purposes Agaricus bisporus, were analyzed. Quantitative analysis of 1,3-1,6-β-D-glucans was done using a colorimetric method in accordance with Nitschke et al. Result. Mean total β-glucan content varied from 13.5 g/100 g dry mass in A. bisporus (portobello variety) to 40.9 g/100 g dry mass in T. rutilans. Mean 1,3-1,6-β-D-glucan content in the analyzed fruiting bodies ranged from 3.9 g/100 g dry mass in Agaricus bisporus (cremini) to 16.8 g/100 g dry mass in Auricularia auricula-judae (wood ear). The following mushrooms demonstrated the greatest percentage of 1,3-1,6-β-D-glucan contents in relation to the total β-glucan content: Gyroporus cyanescens (54%), Suillus granulatus (49.8%), Auricularia auricula-judae (47.9%), and Suillus variegatus (40.6%). Conclusions. Among the analyzed species, wild-growing mushrooms had a generally higher average 1,3-1,6-β-Dglucan content compared with cultivated mushrooms such as A. bisporus. The highest average content of these polysaccharides was observed in medicinal mushroom Auricularia auricula-judae. Comparable 1,3-1,6-β-D-glucan content, in relation to this mushroom species, was found in Gyroporus cyanescens, Suillus granulatus and Suillus variegatus, which points to the possibility of the use of these species of mushrooms as medicinal foods.

PL

Wprowadzenie. β-glukany grzybów wielkoowocnikowych występują głównie w postaci związków o wiązaniach β-1,3 oraz β-1,6 glikozydowych. Wykazano, że posiadają one właściwości immunomodulacyjne, przeciwnowotworowe i przeciwutleniające. Pomimo, że istnieje wiele doniesień na temat bioaktywności i struktury glukanów grzybowych, badania dotyczące ilościowej oceny tych związków są rzadkie. Cel. Celem badań była ocena i oznaczenie całkowitej zawartości β-glukanów oraz 1,3-1,6-β-D-glukanów w wybranych jadalnych gatunkach polskich grzybów dziko rosnących. Materiał i metody. Przebadano osiem gatunków grzybów jadalnych dziko rosnących: borowika sosnowego (Boletus pinophilus), kolczaka obłączastego (Hydnum repandum) lejkowca dętego (Craterellus cornucopioides) maślaka pstrego (Suillus variegatus) maślaka ziarnistego (Suillus granulatus) piaskowca modrzaka (Gyroporus cyanescens), rycerzyka czerwonozłotego (Tricholomopsis rutilans) i uszka bzowego (Auricularia auricula-judae) oraz jeden uprawny – pieczarkę dwuzarodnikową (Agaricus bisporus) w celach porównawczych. Ilościową ocenę 1,3-1,6-β-Dglukanów przeprowadzono metodą kolorymetryczną według Nitschke i wsp. Wyniki. Średnia całkowita zawartość β-glukanów wahała się od 13,5 g/100 g suchej masy w pieczarce dwuzarodnikowej (A. bisporus, odmiany portobello) do 40,9 g/100 g suchej masy w rycerzyku czerwonozłotym (T. rutilans). Średnia zawartość 1,3-1,6-β-D-glukanów w analizowanych owocnikach grzybów wynosiła od 3.9 g/100 g s.m. w pieczarce dwuzarodnikowej (A. bisporus odmiany cremini) do 16,8 g /100 g s.m. w uszaku bzowym (Auricularia auricula-judae). Największy udział 1,3-1,6-β-D-glukanów w stosunku do całkowitej zawartości β-glukanów wykazywały następujące gatunki grzybów: piaskowiec modrzak (Gyroporus cyanescens) (54%), maślak ziarnisty (Suillus granulatus) (49,8%), uszak bzowy (Auricularia auricula-judae) (47,9%) oraz maślak pstry (Suillus variegatus) (40,6%). Wnioski. Pośród analizowanych grzybów, gatunki dziko rosnące charakteryzowały się wyższą średnią zawartością 1,3-1,6-β-D-glukanów w porównaniu do uprawnych – pieczarki dwuzarodnikowej (A. bisporus). Najwyższą średnią zawartość tych polisacharydów stwierdzono w owocnikach grzybów leczniczych – uszak bzowy (Auricularia auricula- judae). Porównywalną zawartość 1,3-1,6-β-D-glukanów, w stosunku do uszaka bzowego, stwierdzono w owocnikach piaskowca modrzaka, maślaka ziarnistego oraz maślaka pstrego, co wskazuje na możliwość wykorzystania tych gatunków grzybów jako żywności funkcjonalnej.

Słowa kluczowe

EN

edible mushroom; quantitative evaluation; beta-glucan content; wild species; Poland

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2017
• Tom: 68
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.281-288,fig.,ref.

Twórcy

autor

Mironczuk-Chodakowska I.

• Department of Food Commodities Science and Technology, Faculty of Health Sciences, Medical University of Bialystok, Szpitalna street 37, 15-295 Bialystok, Poland

autor

Witkowska A.M.

• Department of Food Commodities Science and Technology, Faculty of Health Sciences, Medical University of Bialystok, Szpitalna street 37, 15-295 Bialystok, Poland

autor

Zujko M.E.

• Department of Food Commodities Science and Technology, Faculty of Health Sciences, Medical University of Bialystok, Szpitalna street 37, 15-295 Bialystok, Poland

autor

Terlikowska K.M.

• Department of Food Commodities Science and Technology, Faculty of Health Sciences, Medical University of Bialystok, Szpitalna street 37, 15-295 Bialystok, Poland

Bibliografia

• 1. Assay procedure K-YBGL09/14 mushrooms and yeast beta-glucan Megazyme International Ireland 2014.
• 2. Augustin J., Jaworska G., Dandar A., Cajpek K.: Pleurotus ostreatus as a source of beta –D-glucans. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 2007; 6(55):170-176.
• 3. Bak W.C., Park J.H., Park Y.A., Ka K.H.: Determination of glucan contents in the fruiting bodies and mycelia of Lentinus edodes cultivars. Mycobiology 2014; 42(3): 301-304.
• 4. Chen G., Luo Y.C., Li B.P., Li B., Guo Y., Li Y., Su W., Xiao Z.L.: Effect of polysaccharide from Auricularia auricula on blood lipid metabolism and lipoprotein lipase activity of ICR mice fed a cholesterol-enriched diet. J Food Sci 2008;73(6):103-108.
• 5. Chen J., Seviour R.: Medicinal importance of fungal beta-(1-->3), (1-->6)-glucans. Mycol Res 2007; 111 (6): 635-652.
• 6. Flück M.: Atlas grzybów. Oznaczanie, zbiór, użytkowanie. Delta W-Z, Warszawa, 2010. (in Polish)
• 7. Identification keys [online]. Available http://www.mycokey.com/ (Accessed 18.10.2013)
• 8. Ina K.., Kataoka T., Ando T.: The use of lentinan for treating gastric cancer. Anticancer Agents Med Chem 2013; 13:681-688.
• 9. Jurczyńska E., Saczko J., Kulbacka J., Kawa-Rygielska J., Błażewicz J.: Beta-glucan as a natural anticancer agent. Pol Merk Lek 2012;196(32):2017-2020.
• 10. Kalač P.: A review of chemical composition and nutritional value of wild-growing and cultivated mushrooms. J Sci Food Agric 2013;93(2):2009-2018.
• 11. Kho Y.S., Vikinesvary S., Abdullah N., Kuppusamy U.R., Oh H.I.J.: Antioxidant capacity of fresh and processed fruit bodies and mycelium of Auricularia auriculajudae (Fr. Quel.). J Med Food 2009;12(1): 167-174.
• 12. Lai M.N., Ng L.T.: Antioxidant and antiedema properties of solid-state cultures honey mushrooms, Armillaria mellea (higher Basidiomycetes), extracts and their polysaccharide and polyphenol contents. Int J Med Mushrooms 2013;15(1):1-8.
• 13. Nile S.H., Park S.W.: Total, soluble, and insoluble dietary fibre contents of wild growing edible mushrooms. Czech J Food Sci 2014;32:302–307.
• 14. Nitschke J., Modcik H., Bursch E., Wantoch von Rekowski R., Altenbach H.J., Mölleken H.: A new colorimetric method to quantify β-1,3-1,6-glucans in comparison with total β-1,3-glucans in edible mushrooms. Food Chem 2011;127:791-796.
• 15. Ogawa K., Dohmaru T., Yui T.: Dependence of complex formation of (1-3)-β-glucan with Congo red on temperature n alkaline solutions. Biosci Biotech Biochem 1994; 58 (10): 1870-1872.
• 16. Pires A.R.A., Ruthes A.C., Cadena S.M.S.C., Acco A., Gorin P.A.J., Iacomini M.: Cytotoxic effect of Agaricus bisporus and Lactarius rufus β-D-glucans on HepG2 cells. Int J Biol Macromol 2013;58:95-103.
• 17. Powell M.: Medicinal Mushrooms. A Clinical Guide. Mycology Press, 2010, pp. 41-42.
• 18. Rhee S.J., Cho S.Y., Kim K.M., Cha D.S., Park H.J.: A comerative study of analytical methods for alkalisoluble β-glucan in medical mushroom, Chaga (Inonotus obliquus). Food Sci Technol 2008;41:545-549.
• 19. Semedo M.C., Karmali A., Fonseca L.: A high throughput colorimetric assay of β-1,3-D-glucans by Congo red dye. J Microbiol Methods 2015;109:140-148.
• 20. Sułkowska-Ziaja K. Ekiert H. Muszyńska B.: Kultury in vitro gatunków grzybów z gromady Basidiomycota źródłem terapeutycznie aktywnych związków chemicznych Farmacja Polska. [In vitro cultures of mushroom species from Basidiomycota a source of therapeutically active chemical compounds]. Farm Pol 2011;67(7):433-440 (in Polish).
• 21. Synytsya A., Míčková K., Jablonský I., Sluková M., Čopíková J.: Mushrooms of genus Pleurotus as a source of dietary fibres and glucans for food supplements. Czech J Food Sci 2008;26:441-446.
• 22. Toledo R.C.C, Carvalho M.A, Lima L.C.O, de Barros Vilas-Boas E.V, Diaz E.S.: Measurement of β-glucan and other nutritional characteristics in distinct strains of Agaricus subrufescens mushrooms. Afric J Biotechnol 2013;12(43):6203-6209.
• 23. Xu. S., Xu X., Zhang L.: Branching structure and chain conformation of water - soluble glucan extracted from Auricularia auricula-judae. Agric Food Chem 2012;60(13):3498-3506.
• 24. Zhang Y., Kong H., Fang Y., Nishinari K., Phillips G.O.: Schizophyllan: A review on its structure, properties, bioactivities and recent developments. Bioact Carbohydr Diet Fibre 2013;1(1):53-71.
• 25. Zhu F., Du B., Xu B.: Preparation and characterization of polysaccharides from mushrooms. Polysaccharides: Bioactivity and Biotechnology 2015:1-16. Doi: 10.1007/978-3-319-16298-0_10.