Аспект получения экстрактов древесных грибов и возможность их применения в пищевой индустрии

свежие и сухие грибы Hericium erinaceus и Ganoderma lucidum ; водные и спиртовые экстракты грибов. Для авторских исследований была применена циркуляционная экстракция на приборе Сокслета. В полученных экстрактах двух видов грибов было определено содержание полисахаридов и свободных аминокислот. Полученные данные свидетельствуют о том, что в экстрактах обоих грибов содержится достаточное количество полисахаридных веществ – более 10000 мкг/г, что может вызвать интерес к использованию экстрактов в пищевой промышленности. Наличие флавоноидов в экстрактах также достаточно велико. Если сравнить их с широко распространенным древесным грибом чагой, то в водном экстракте чаги флавоноидов содержится 165,9±8,3мкг/г, ежовике гребенчатом – 390,0 ±0,3 мкг/г, а в тутовике лакированном – 360,5±0,2 мкг/г, что более чем в два раза превышает показатели известной чаги. Водные экстракты не обладают вкусовыми особенностями, поэтому при внесении их в состав пищевых продуктов не изменяют органолептических показателей последних. Комплексное применение в питании людей продуктов, обогащенных подобными экстрактами, позволит снизить риск возникновения опухолевых заболеваний среди населения страны.

Актуальность темы

Правительством РФ поддерживается стремление населения к созданию здорового образа жизни (Доктрина продовольственной безопасности РФ: утв. Указом Президента Российской Федерации от 21 января 2020 года № 20), Указ Президента РФ от 01 декабря 2016 года №642 «О стратегии научно-технологического развития РФ», Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года: утв. Распоряжением Правительства РФ от 29 июня 2016 года № 1364-р). «Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года» ориентирована на обеспечение полноценного питания, профилактику заболеваний, увеличение продолжительности и повышение качества жизни населения, стимулирование развития производства и обращения на рынке пищевой продукции надлежащего качества [15].

Дальний Восток России – это регион, в котором произрастает огромное количество уникальных растений, частью из которых являются грибы. Многие виды грибов активно используются человеком в пищевых, хозяйственных и медицинских целях. Особый интерес для авторов представляют древесные грибы. Большинство древесных грибов обладают широкой крупной шляпкой и короткой ножкой, или же ее нет вообще, а мякоть имеет жесткую структуру. Одни из них полностью съедобны, и человечество веками употребляет их в пищу, другие, наоборот, не употребляются в привычном понимании, однако обладают удивительным составом, и человек научился ими пользоваться в качестве лекарственного средства. Ежовик гребенчатый (лат. Hericium erinaceus), в быту дедова борода или львиная грива, а в Японии Ямабушитаке, внешне похож на бороду, состоящую из множества длинных игл молочно-желтого оттенка. Этот гриб растет на старых или мертвых деревьях, на территории нашей страны, а именно в Амурской области, Приморском и Хабаровском крае, редко встречается в Крыму, на Кавказе, также в горных районах Азии. Этот редкий вид занесен в Красную книгу многих регионов. Помимо произрастания в природе, его также могут выращивать в промышленных масштабах искусственно. Тутовик лакированный (лат. Ganoderma lucidum), или гриб Рейши, не имеет мягкого плодового тела, а имеет плотную ножку и широкую блестящую шляпку с волнистой поверхностью. Не используется в пищу, но, из-за его лекарственных свойств, широко выращивается искусственно. В Азии имеет культовый статус. В китайской и японской медицине эти грибы используются для укрепления селезенки, питания кишечника и в качестве противоопухолевого препарата. Содержащиеся в грибах полисахариды, такие как b-d-глюканы обладают сильнейшим противоопухолевым действием [11].

Применение такого ценнейшего природного ресурса в пищевой индустрии России не особо распространено на сегодняшний день. Получение продуктов разного назначения позволяет авторам использовать в качестве одного из составляющих рецептур экстракты данных грибов, содержащих комплекс биологически активных веществ [4, 12].

Цель и задачи исследования

Извлечение биологически активных веществ из водных и спиртовых экстрактов гриба Hericium Erinaceus и Ganoderma lucidum, изучение их состава и исследование по физико-химическим, антиоксидантным свойствам, внесение полученных экстрактов в технологию десертов на основе творожной сыворотки и исследование безопасности полученного десерта.

Объекты и методы

В качестве объектов исследования являлись: свежие и сухие грибы Hericium erinaceus и Ganoderma lucidum ; водные и спиртовые экстракты грибов, полученные на приборе Сокслета. Методы, используемые для проведения экспериментальных исследований: содержание экстрактивных веществ методом высушивания навески при +105 °С по ГОСТ 28561-90, содержание растворимых углеводов рефрактометрическим методом по ГОСТ 28562-90; Содержание флавоноидов в пересчете на рутин определяли в соответствии с Р

4.1.1672-03. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологически активных добавок к пище фотометрическим методом. Колориметрический метод с алюминий хлоридом (суммарное определение флавонолов). Определение свободных аминокислот методом высокоэффективной жидкостной хроматографии по ГОСТ 34230-2017. Содержание токсичных элементов – по ГОСТ 26927-94; ГОСТ 26932-86; ГОСТ 26930-86; ГОСТ 26933-86. Бактерии группы кишечных палочек (БГКП) определяли в 0,0001 г продукта по ГОСТ 32901-2014, п. 8.5.1 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий). Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов по ГОСТ 32901-2014. Методы определения патогенных организмов ГОСТ Р 51600-2000.

Результаты исследований и их обсуждение

Получениеэкстрактовгрибов проводилосьвлабораторныхусловиях на базе кафедры технологии переработки сельскохозяйственной продукции Дальневосточного государственного аграрного университета. Для собственных исследований была использована экстракция методом циркуляции на приборе Сокслета. Опытное экстрагирование грибов производилась в течение 60 мин. В качестве одного экстрагента выступала дистиллированная вода, а в качестве другого – этиловый спирт концентрацией 70%. Несмотря на больший выход биологически активных веществ образца, где в качестве экстрагента выступал спирт он является недопустимым в производстве некоторых пищевых продуктов, таких как сладкие десерты, в связи с тем, что по разработанной технологии, экстракт вводится в рецептурную смесь без предварительной обработки [2–9]. Внешний вид грибов и экстрактов представлен на рисунке 1 , 2 соответственно.

Рисунок 1 - Внешний вид грибов

Рисунок 2 - Экстракты

Авторами проведены исследования на физико-химические показатели полученных экстрактов. Химический состав экстрактов Hericium erinaceus и Ganoderma lucidum , определяющий их пищевую ценность и органолептические показатели зависели от возраста плодового тела, субстрата, условий выращивания. Биологическая активность грибов обусловлена веществами, которые в них содержатся. Из литературных данных известно, что такие вещества первичного обмена, как белки и сахара, могут обладать биологической активностью наравне с веществами вторичного обмена [14, 22, 23]. Определение свободных аминокислот производилось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, полученные результаты изображены на диаграмме (рис. 3).

Экстрагенты использованныедля извлечения биологически активных веществ Hericium erinaceus

D

■ Экстрагент на основе воды ■ Экстрагент на основеэтанола

Рисунок 3 - Суммарное содержание аминокислот в водном и 70% этанолового экстракта гриба Hericium erinaceus

Данные диаграммы свидетельствуют о наличии свободных аминокислот, обнаруженных в полученном экстракте гриба Hericium erinaceus, в количестве 6 мг/г для водного экстракта и 15 мг/г для экстракта на основе этанола, что представляет практический интерес питательной ценности как сырье, удовлетворяющее потребности чело- века в аминокислотах.

Содержание аминокислот определялось с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), осуществляемой на аналитической ВЭЖХ-системе, состоящей из жидкостного хроматографа «Agilent 1100» с диодно-матричным детектором (при 338 нм). Разделение фенольных веществ проводили на хроматографической колонке Eclipse Plus C18 длиной 250 мм и внутреннимдиаметром5ммвградиентномрежиме.Рефрактометрический метод определения растворимых сухих веществ проводился при температуре 20 оС с использованием градуированной шкалы, в единицах показателя преломления. Во время определений температура должна поддерживаться постоянной в пределах ±0,5 оС.

Температуру испытуемого раствора доводили до значения, отличающегося от температуры призм рефрактометра не более чем на ±2 ^оС. Перед проведением каждого определения плоскости призм очищали дистиллированной водой, протирали ватой и сушили. Небольшое количество (2–3 капли) исследуемого раствора помещали на рабочую неподвижную призму рефрактометра и сразу же накрывали подвижной призмой. Хорошо осветив поле зрения, с помощью регулировочного винта переводили линию, разделяющую темное и светлое поле в окуляре, точно на перекрестье в окошке окуляра и считывалось показание прибора. Проводилось два параллельных определения. Исследованные элементы представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Исследованные элементы высокоэффективной жидкостной хроматографией

Химические соединения	Концентрация, мкг /г
Аминокислоты: Глицин Глутаминовая кислота Аспарагиновая кислота Метионин	1,54 3,24 1,08 1,83
Полисахариды Hericium erinaceus и Ganoderma lucidum идентичные показатели	10000,0
Тиолы	1,02
Гемицеллюлоза	2,01
Магний	1,35
Кальций	0,17
Щавелевая кислота	4,21
Масляная кислота	1,86

Данные таблицы показывают на высокую концентрацию комплекса полисахаридов, благотворно влияющих на фактор роста нервов, которые учувствуют в формировании центральной нервной системы, а также высокую степень антиоксидантности и борьбу с опухолевыми клетками. Исходя из полученных данных, 2% экстракта составляет 10% полисахаридов от адекватного потребления в 200 мг. Другие соединения, в том числе минеральные, были обнаружены в очень малом объёме и не представляют интерес, поэтому они не были внесены в результаты. Также было проведено исследование экстракта на наличие флавоноидов, которое способствует снижению патологически повышенной проницаемости капилляров, устранению их ломкости и хрупкости, обеспечивает сохранение аскорбиновой кислоты в организме, оказывает нормализующее влияние на лимфоток и функцию печени, обладает противовоспалительным действием.

Флавоноиды широко распространены в растительном царстве, в грибах же они встречаются гораздо реже и в значительно меньшем количестве. Они проявляют высокую антиоксидантную активность. Содержание флавоноидов в пересчете на рутин определяли в соответствии с Р 4.1.1672-03. Руководство по методам контроля качества и безопасности биологическиактивных добавокк пищефотометрическим методом. Колориметрический метод с алюминий хлоридом (суммарное определение флавонолов). По 0,5 см³ каждого разбавленного стандарта рутина смешивалось с 1,5 см³ 95 % этанола, 0,1 см³ 10 % хлорида алюминия, 0,1 см³ 1М ацетата натрия и 2,8 см³ дистиллированной воды. Смесь инкубировалась при комнатной температуре 30 мин., оптическую плотность полученного раствора измеряли при 415 нм. Для приготовления раствора сравнения использовался разбавленный в дистиллированной воде 10% хлорид алюминия. Согласно результатам собственного количественного анализа экстрактов грибов Hericium Eri-naceus и Ganoderma lucidum на флавоноиды, было приведено сравнение с другими грибами, исследованными авторами И.В. Никконен, А.А. Ермошиным [19], и общее сравнение приведено в таблице 2.

Таблица 2 - Количественное содержание флавоноидов в грибах при использовании различных растворителей

Вид гриба Растворитель	Флавоноиды, мкг/г
	Вода	Этанол
Armillaria borealis	9,4±0,8	0,1±0,9
Armillaria spp	1,0±0,2	0,8±0,0
Russula delica	2,0±0,6	0,0±0,5
Lactarius deliciosus	4,5±0,2	2,0±0,3
Cantharellus cibarius	0,3±0,6	0,1±0,1
Leccinum scabrum	14,2±0,7	1,2±0,3
Leccinum aurantiacum	34,1±0,7	0,7±0,2
Inonotus obliquus(чага)	165,9±8,3	31,8±3,0
Hericium erinaceus (Ежовик гребенчатый)	390,0 ±0,3	78,3±04
Ganoderma lucidum (Рей-ши)	360,5±0,2	54,6±0,3

По данным таблицы, полученные результаты количественных анализов на выбранные группы веществ могут свидетельствовать о высокой биологической активности исследуемых грибов. На основании проведенных количественных анализов можно сделать следующие выводы: для выделения веществ из гриба подходят как водная экстракция, так и экстракция на основе этанола. Для выделения полисахаридов, фенолов и флавоноидов лучшим растворителем является вода. Исходя из этого, водный экстракт обладает более ценным комплексом соединений и безвреден для применения в некоторых пищевых технологиях. Получение экстракта грибов Hericium erina-ceus и Ganoderma lucidum является простым и эффективным способом извлечения полезных веществ и достаточно быстрым для применения в пищевой промышленности [2, 5, 10, 12, 13, 16, 17, 18].

Авторами исследована возможность использования полученного водного экстракта одного из грибов, в частности Ежовика гребенчатого, в технологии производства сладкого десерта на основе творожной сыворотки. Технология производства десерта заключалась в получении взбитой смеси с использованием сахарозаменителя и агар-агара. Творожная сыворотка, используемая в качестве основы продукта, представляла собой однородную жидкость с зеленоватым оттенком, чистым вкусом и запахом, свойственном сыворотке. В качестве стабилизатора выступал агар-агар который предварительно набухал с частью сыворотки, с внесением сахарозаменителя стевии. В дальнейшем смесь подогревалась и фильтровалась.

Принципиальная схема десерта с введением экстракта гриба представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Принципиальная схема приготовления десерта с добавлением экстракта гриба

Полученная масса смешивалась с остальной частью сыворотки и экстрактом гриба. В дальнейшем смесь подвергалась механической и тепловой обработке, охлаждалась, и путем взбивания массы готовился десерт.

Показатели безопасности являются приоритетными по отношению к грибному сырью. Содержание количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) в десерте составило2х10⁴ при допустимой норме 5х10⁴ КОЕ/г, бактерии группы кишечных палочек и патогенные микроорганизмы, в т. ч. сальмонеллы не обнаружены. Содержание тяжелых металлов также не превысило предельно допустимый уровень мг/кг: содержание ртути менее 0,002; кадмия – менее 0,01; мышьяка – менее 0,04; свинца – менее 0,01. Полученные результаты позволяют сделать вывод о безопасности продукта.

Заключение

На основе проведенных исследований получен водный и спиртовой экстракты грибов Hericium erinaceus и Ganoderma lucidum, использование которых целесообразно в производстве пищевых продуктов специализированного назначения, в частности в питании людей, больных опухолевыми заболеваниями, и с целью профилактики их возникновения. Водный экстракт можно непосредственно вносить в рецептуры пищевых продуктов, при этом органолептические показатели не изменяются, продукт сохраняет вкус и запах основного сырья [20, 21]. Спиртовой экстракт рациональнее использовать для получения экстрагированного порошка.