CC BY
224
Химия растительного сырья. 2019. №1. С. 251 -257. DOI: 10.14258/jcprm.2019014368
УДК 579 (045)
ХИТОЗАН-ГЛЮКАНОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ ВЫСШИХ ГРИБОВ: ВЫДЕЛЕНИЕ, ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВ
© Д-В. Минаков1, А.Л. Верещагин2, Ю.В. Мороженко2, Н.Г. Базарнова1
1 Алтайский государственныйуниверситет, пр. Ленина, 61, Барнаул, 656049 (Россия), e-mail: MinakovD-1990@yandex.ru 2Бийский технологический институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, ул. Трофимова, 27, Бийск, 659305 (Россия), e-mail: info@bti.secna.ru
Работа посвящена исследованию хитозан-глюкановых комплексов (ХтГК), полученных из высших грибов опенка осеннего (Armillaria mellea), шиигаке (Lentinula edodes) и грифолы курчавой (Grifola frondosa), оптимизации способа выделения и расширению возможности их использования для различных областей народного хозяйства. В качестве объектов исследования использованы: штаммы грибов L. edodes F-1000 и G. frondosa 2639, выделенные из коммерческого мицелия, и штамм A. mellea D-13, выделенный из плодовых тел, собранных с пней березы повислой (Betula pendula) в естественных местообитаниях Алтайского края. При проведении анализа данных ИК-спектроскопии было установлено, что образцы ХтГК, выделенные из плодовых тел грибов, идентичны структуре хитозана, полученного традиционным способом из камчатского краба (Paralithodes camtschaticus). Установлено, что испытуемые ХтГК по показателям характеристической вязкости (1.6-2.2 см3/г), молекулярной массы (37.5-51.8 кДа) и степени деацети-лирования (75.6-79.5%) значительно превосходят ХтГК, полученные из плодовых тел вешенки (Pleurotus osteratus), и сопоставимы с ХтГК плесневых грибов (Aspergillus niger). При этом ХтГК из A. mellea D-13 по перечисленным выше показателям является наиболее близким к хитозану, полученному из P. camtschaticus. По физико-химическим свойствам исследуемые ХтГК соответствуют требованиям пищевого хитозана (ТУ 9289-067-00472124).
Ключевые слова: хитозан-глюкановый комплекс, базидиомицеты, грибы, Lentinula edodes, Grifola frondosa, Armillaria mellea, степень деацетилирования, характеристическая вязкость, молекулярная масса.
Введение
Изучение и применение биополимеров в последние годы становится одним из наиболее актуальных направлений физико-химических исследований высокомолекулярных соединений, проявляющих физиологическую активность.
В научном мире наблюдается повышенный интерес исследователей к возобновляемым природным биополимерам, среди которых особое место занимает хитозан - частично деацетилированное производное полисахарида хитина (поли[(1^4)-Ы-ацетил-2-амино-2-дезокси-р-Э-глюкопиранозы]). Хитозан обладает
~ " ; рядом уникальных физико-химических и биологи-
МинаковДенис Викторович - магистрант кафедры
органической химии, e-mail: MinakovD-1990@yandex.ru ческих свойств, привлекательных для многих облас-
Верещагин Александр Леонидович - доктор химических тей науки, в частности, биотехнологии и медицины.
нау^ профессор кафедрыобщей химии и экспертизы Достоинствами данного биополимера является во-
товаров, e-mail: val@bti.secna.ru
зобновляемость, разнообразие и неограниченность
Мороженко Юрий Васильевич - кандидат химических
наук, доцент кафедры биотехнологии, сырьевых источников [1-4].
e-mail: uv@bti.secna.ru Наиболее распространенным сырьем для по-
Базарнова Наталья Григорьевна - заведующая лучения хитозана являются панцири ракообразных -
кафедрой органической химии, доктор химических наук, профессор, e-mail: bazarnova@chem.asu.ru
крабы, раки, креветки [4]. Однако известно, что эти ресурсы имеют ряд недостатков, среди которых осо-
* Автор, с которым следует вести переписку.
бую обеспокоенность вызывает загрязненность панцирей ядохимикатами, тяжелыми металлами и другими отходами производств [5].
Отдельными и немногочисленными исследованиями установлено, что альтернативой хитозану, получаемому из панцирей ракообразных, являются хитозан-глюкановые комплексы (ХтГК), выделенные из высших базидиальных грибов [6-8]. Процесс выделения чистого хитозана из биомассы грибов на сегодняшний день достаточно сложный и дорогой. Поэтому выделяют не хитозан, а ХтГК, который по физико-химическим свойствам сходен с хитозаном ракообразных [9].
Среди активно культивируемых грибов к числу наиболее перспективных, безусловно, относят лекарственные виды базидиомицетов, таких как шиитаке (Lentinula edodes (Berk.) Pegler), мировое производство которых составляет 700 тыс. т. в год, и мейтаке (Grifóla frondosa (Dicks: Fr.) Gray) - 125 тыс. т в год. Эти виды грибов сочетают в себе высокую скорость роста, биологическую активность и отсутствие токсикантов. В настоящее время в России принципиальное значение приобретает культивирование опенка осеннего (Armillaria mellea (Vahl: Fr.) P. Kumm) в связи с его высокими лекарственными и органолептическими свойствами [10-12]. Преимуществом этих базидиомицетов, по сравнению с традиционным сырьем, является возможность получения биомассы грибов интенсивным методом в круглогодичном режиме при относительно низкой себестоимости.
Поэтому, учитывая большие потенциальные возможности высших грибов, актуальным представляется использование биомассы плодовых тел в качестве сырья для получения ХтГК. В этой связи необходимо повышать экономическую эффективность производства и совершенствовать технологию выделения ХтГК.
Цель настоящей работы - исследование ХтГК полученных из высших грибов A. mellea D-13, L. edodes F-1000 и G. frondosa 2639, оптимизация их способа выделения и расширение возможности использования для различных областей народного хозяйства.
Экспериментальная часть
В качестве объектов исследования использованы: штаммы грибов L. edodes F-1000 и G. frondosa 2639, выделенные из коммерческого мицелия, и штамм A. mellea D-13, выделенный из плодовых тел, собранных с пней березы повислой (Betula pendula) в естественных местообитаниях Алтайского края (коллекция лаборатории «микробиологии и микологии» кафедры биотехнологии БТИ АлтГТУ). Идентификация вида A. mellea осуществлялась по определителю грибов и по морфологии выращенных плодовых тел [13]. Выделение чистой культуры A. mellea проводилось из тканей свежесобранных грибов по методике, описанной A.C. Бухало [14, 15].
Выращивание культур грибов осуществляли методом поверхностного культивирования на сусло -агаре (CA). Готовые культуры хранили при температуре 4±1 °C.
После получения посевного мицелия, его инокуляции в субстрат выращивали плодовые тела.
Для культивирования плодовых тел штаммов грибов использовали следующий состав субстрата: березовые опилки - 28.0%; пшеничные отруби - 6.8%; СаС03 - 0.4%; KH2PO4 - 0.2%; MgSO4-7 H2O - 0.2%; глюкоза - 0.2%; вода - 64.2%.
Процесс получения плодовых тел грибов проводился по методу, представленному в ранее опубли-кованныхработах [12].
Для определения влажности и зольности применялись стандартные химические и физико-химические методы анализа: ГОСТ 13586.5-93, ГОСТ 27494-87.
Выделение ХтГК из мицелия и плодовых тел грибов проводили по United States Patent 4282351 [16]. Среднюю молекулярную массу и характеристическую вязкость ХтГК определяли методом вискозиметрии [4]; степень деацетилирования - потенциометрическим титрованием [17]. Идентификацию ХтГК проводили методом ИК-спектроскопии (Shimadzu FTIR 8300) [18].
Исследования проводились в четырехкратной повторности. Статистическую обработку экспериментальных данных осуществляли с использованием компьютерных программ Excel Microsoft Office, Statistica 8.0.
Обсуждениерезультатов
Выделение хитозан-глюкановых комплексов из плодовых тел грибов. Хитин является наиболее распространенным фибриллярным материалом клеточных стенок грибов. Как и у членистоногих, в грибах хитин находится в a-форме. В клеточных стенках грибов хитин, в отличие от хитина членистоногих, ассо-
циирован с другими полисахаридами, преимущественно с а- и р-глюканами, которые выполняют функцию матрикса. Глюканы в основном представлены 1,3-а- и 1,3-р-глюканами. У грибов отдела Basidiomicota содержание хитина варьирует от 26 до 65%, содержание глюканов - от 22 до 67% [6-8].
В основе получения хитозана лежит реакция гидролиза структурной единицы хитина - ацетиламин-ной группировки. В отличие от практически нерастворимого хитина хитозан растворим в разбавленных неорганических и органических кислотах: муравьиной, уксусной, янтарной, молочной, яблочной, но нерастворим в лимонной и винной [19].
Процесс выделения ХтГК из плодовых тел грибов включает в себя стадии депротеинизации, деминерализации и деацетилирования.
Плодовые тела грибов высушивали до постоянной массы и измельчали до размера частиц 3-5 мм. Де-протеинизацию проводили 1Н раствором гидроксида натрия при соотношении сырья и раствора NaOH -1 : 13. Процесс вели при температуре 80±3 °C и постоянном перемешивании в течение 120 мин. Депротеини-зированные частицы грибов фильтровали и промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции.
Деминерализацию полученных частиц проводили с использованием 1Н раствора соляной кислоты в течение 120 мин и постоянном перемешивании реакционной массы.
Полученный в результате деминерализации хитин-глюкановый комплекс фильтровали и промывали дистиллированной водой до нейтрального значения промывных вод. Выделенные хитин-глюкановые комплексы обесцвечивали 96% этанолом с получением рыхлой массы белого цвета.
Для проведения процесса деацетилирования хитин-глюкановые комплексы грибов смешивали с 50%-ным раствором NaOH и нагревали до 120±5 °C в течение 90 мин при постоянном перемешивании. Реакционная смесь темнела, что было вызвано разложением остаточного белка в щелочной среде. По окончании процесса деацетилирования жидкость фильтровали, полученные ХтГК промывали дистиллированной водой до получения промывных вод с нейтральным значением pH. Высушивание образцов ХтГК проводили в сушильном шкафу при температуре 50 °C до постоянной массы. Образующиеся ХтГК имели темно-коричневый цвет.
Результаты выделения и некоторые характеристики полученных образцов ХтГК из плодовых тел A. mellea D-13, L. edodes F-1000 и G. frondosa 2639 представлены в таблице 1.
Как следует из представленных в таблице 1 данных, выход выделенных образцов ХтГК изменяется в диапазоне значений 3.3-19.0%.
Наиболее предпочтительным сырьем для получения ХтГК можно считать плодовые тела A. mellea D-13, поскольку из них выделяется наибольшее количество ХтГК. По содержанию влаги и золы, полученные образцы ХтГК соответствуют требованиям пищевого хитозана (ТУ 9289-067-00472124) [4]. При сравнении с литературными данными выяснено, что ХтГК, выделенные из биомассы плодовых тел испытуемых грибов, по выходу значительно превосходят ХтГК из вешенки (Pleurotus osteratus). При этом выход ХтГК из плодовых тел A. mellea D-13 и мицелия Aspergillus niger в 1.14-1.90 раз выше, чем выход хитозана из камчатского краба (Paralithodes camtschaticus). Это объясняется тем, что полученные ХтГК из A. mellea D-13 и Aspergillus niger представляют собой комплексы, содержащие до 60% глюкана, имеющие 1,3-а-связи (до 85-90%) и 1,4-а-связи (10-15%), и только 23-25% хитозана [9, 20].
При сравнении ИК-спектров полученных образцов ХтГК с хитозаном, выделенным из камчатского краба, была показана высокая степень их идентичности [4].
ИК-спектр (KBr), v, см-1: 3466-3417 (-OH, NH-втор.); 2960-2800, 1420, 1320 (=CH, =CH2, -CH3); 1670-1640, 1620-1550 (CO в амидах); 1378-1375 (-OH); 1263-1260 (NH2); 1079-1033 (C-O-C); 896, 660 (пиранозное кольцо Р-углеводов).
Таблица 1. Выход и физические свойства ХтГК и хитозана
№ Образец Влага, % Зола, % Выход, в % на а.с.в.
1 ХтГК A. mellea D-13 7.6±1.0 0.3±0.1 19.0±1.2
2 ХтГК L. edodes F-1000 8.0±0.6 0.4±0.2 5.4±0.5
3 ХтГК G. frondosa 2639 7.6±1.2 0.4±0.1 3.3±0.6
4 ХтГК Pleurotus osteratus* 8.0±1.0 0.4±0.1 0.5±0.1
5 ХтГК Aspergillus niger* - - 32.0-55.0
6 Хитозан Paralithodes camtschaticus* 7.5±1.1 0.3±0.1 16.6±0.3
7 Допустимые значения для пищевого хито- Не более 10 Не более 0.7
зана (ТУ 9289-067-00472124)
* - литературные данные [4, 5, 17, 22]
ИК-спектры образцов ХтГК, выделенных из плодовых тел испытуемых грибов, аналогичны ИК-спектру хитозана, полученного традиционным способом из камчатского краба [4]. Они имеют такой же идентичный набор характеристических полос поглощения, которые отличаются друг от друга интенсивностью пиков и небольшим сдвигом по волновым числам в пределах ошибки измерений. Таким образом, можно сделать заключение, что присутствие основных полос поглощения в исследуемых образцах ХтГК подтверждает структуру хитозана.
Важным и необходимым этапом проводимых исследований, в которых используется хитозан, вне зависимости от направления (иммунология, биоматериалы, очистка сточных вод и др.), является изучение основных характеристик исходных биополимеров и дальнейший контроль их основных параметров в ходе эксперимента. Для выбора оптимальных условий получения гелей или пленок, важны следующие параметры: характеристическая вязкость, молекулярная масса и степень деацетилирования образующихся полимеров [4].
Основные физико-химические свойства полученных образцов ХтГК представлены в таблице 2.
Рис. 1. ИК-спектр ХтГК, выделенного из плодовых тел A. mellea D-13
Рис. 2. ИК-спектры ХтГК, выделенных из плодовых тел Ь. еЗвЗез Б-10 Таблица 2. Сравнительные характеристики физико-химических свойств исследуемых образцов ХтГК
№ Образец Характеристическая вязкость [ц], см3/г Молекулярная масса, кДа Степень деацетилирования, %
1 ХтГК A. mellea D-13 2.2 51.8 79.5±2.6
2 ХтГК L. edodes F-1000 1.8 42.2 75.6±1.5
3 ХтГК G. frondosa 2639 1.6 37.5 76.2±3.6
4 ХтГК Pleurotus osteratus* 1.5 35.1 75.0±1.4
5 ХтГК Aspergillus niger* - 44.2 82.0-95.0
6 Хитозан Paralithodes camtschaticus* 4.2 72.4 87.8±5.1
7 Допустимые значения для пищевого хитозана (ТУ 9289-067-00472124)* Не нормируется Не нормируется Не менее 75
* - литературные данные [4. 5. 9. 17. 21- 23"
Как следует из данных таблицы 2, физико-химические характеристики образцов ХтГК, полученных из плодовых тел грибов, изменяются в широких пределах. С максимальной характеристической вязкостью (2.2 см3/г), молекулярной массой (51.8 кДа) и степенью деацетилирования (79.5%) получен образец ХтГК из биомассы плодовых тел A. mellea D-13.
Близкие значения характеристической вязкости 1.6—1.8 см3/г и молекулярной массы 37.5-42.2 кДа имеют два образца ХтГК, выделенные из плодовых тел L. edodes F-1000 и G. frondosa 2639. Степень деацетилирования в этих образцах составила 75.6-76.2% соответственно. Причем ХтГК из плодовых тел A. mellea D-13 обладает физико-химическими свойствами, близкими хитозану камчатского краба.
Полученные ХтГК идентифицированы как соответствующие требованиям к пищевому хитозану (ТУ 9289-067-00472124).
Таким образом, было установлено, что образцы ХтГК из плодовых тел A. mellea D-13. L. edodes F-1000 и G. frondosa 2639 по показателям характеристической вязкости, молекулярной массы и степени деацетилирования значительно превосходят хитозан-глюкановый комплекс, выделенный из плодовых тел вешенки (Pleurotus osteratus), и сопоставимы с ХтГК из Aspergillus niger. По результатам проведенных в работе исследований показано, что ХтГК из A. mellea D-13 наиболее близок к хитозану, получаемому из камчатского краба (Paralithodes camtschaticus).
Выводы
1. Впервые исследованы хитозан-глюкановые комплексы, выделенные из биомассы плодовых тел высших грибов A. mellea D-13, L. edodes F-1000 и G. frondosa 2639. Проведен сравнительный анализ полученных комплексов с хитозаном Paralithodes camtschaticus и ХтГК Aspergillus niger, Pleurotus osteratus.
2. Установлено, что выход ХтГК из плодовых тел A. mellea D-13 в 1.14 раза выше, чем выход хитозана из камчатского краба (Paralithodes camtschaticus).
3. Показано, что ИК-спектры образцов ХтГК, выделенных из плодовых тел A. mellea D-13, L. edodes F-1000 и G. frondosa 2639, соответствуют спектру хитозана, полученного традиционным способом из кам-чатского краба.
4. По физико-химическим свойствам полученные ХтГК базидиальных грибов удовлетворяют требованиям, предъявляемым к пищевому хитозану (ТУ 9289-067-00472124).
5. Установлено, что полученные образцы биополимеров из плодовых тел грибов по показателям характеристической вязкости (1.6-2.2 см3/г), молекулярной массы (37.5-51.8 кДа) и степени деацетилирования (75.6-79.5%) значительно превосходят ХтГК, выделенный из плодовых тел Pleurotus osteratus и сопоставимы с ХтГК из Aspergillus niger.
Список литературы
1. Younes I., Rinaudo M. Chitin and chitosan preparation from marine sources. Structure, properties and applications // Mar Drugs. 2015. Vol. 13(3). Pp. 1133-1174. DOI: 10.3390/md13031133.
2. Muzzarelli R.A., Muzzarelli C. Chitosan Chemistry: Relevance to the Biomedical Sciences // Adv. Polyni. Sci. 2004. Vol. 186. Pp. 151-209. DOI: 10.1007/b136820.
3. Crestini C., Kovac B., Giovannozzi-Sermanni G. Production and isolation of chitosan by submerged and solid state fermentation from Lentinus edodes // Biotechnology and Bioengineering. 1996. Vol. 50. Pp. 207-210. DOI: 10.1002/bit.260500202.
4. Скрябин К.Г., Вихревой Г.А., Варламова В.П. Хитин и хитозан: получение, свойства и применение. М., 2002. 368 с.
5. Логинова Н.В., Смирнова Л.А., Черноруков Н.Г. Исследование сорбционной способности хитозана по извлечению ионов тяжелых металлов из водных растворов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 1998. №1. С. 128-131.
6. Nwe N., Chandrkrachang S., Stevens W.F., Maw T.T.T.K., Khor E., Wong S.M. Production of fungal chitosan by solid state and submerged fermentation // Carbohydrate Polymers. 2002. Vol. 49. Pp. 235-237. DOI: 10.1007/s11274-008-9755-x.
7. Nwe N., Stevens W.F. Chitosan isolation from the chitosan-glucan complex of fungal cell wall using amylolytic enzymes // Biotechnology Letters. 2002. Vol. 24. Pp. 1461-1464. DOI: 10.1023/A:1019898715518
8. Kurita K. Chemistry and application of chitin and chitosan // Polym. Degrade. Stabil. 1998. Vol. 59. Pp. 117-120.
9. Nwe N., Furuike T., Tamura H. Production, properties and applications of fungal cell wall polysaccharides: chitosan and glucan // Adv. Polym. Sci. 2011. Vol. 244. Pp. 187-208. DOI: 10.1007/12_2011_124.
10. Минаков Д.В., Севодина К.В., Шадринцева А.И., Севодин В.П. Сравнительная оценка некоторых базидиоми-цетов в поверхностной и глубинной культуре // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. Т. 6, №4. С. 46-52. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-4-46-52.
11. Минаков Д.В., Севодина К.В., Шадринцева А.И., Севодин В.П. Сравнительная оценка аминокислотного и белкового составов мицелия и плодовых тел некоторых базидиомицетов // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. Т. 6, №3. С. 50-56. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-3-50-56.
12. Минаков Д.В., Севодина К.В., Шадринцева А.И., Севодин В.П. Зависимость продуктивности G. frondosa от размера частиц лигноцеллюлозного субстрата // Техника и технология пищевых производств. 2017. №1 (44). С. 2430.
13. Hansen L., Knudsen H. Nordic Macromycetes. Vol. 3: heterobasidioid, aphyllophoroid and gastromycetoid Basidio-mycetes. Copenhagen. 1997. 445 p.
14. Бухало A.C. Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре. Киев. 1988. 144 с.
15. Бухало А.С. Культивирование съедобных и лекарственных грибов. Практические рекомендации. Киев. 2004. 128 с.
16. Patent 4282351 (US). Chitosan-glucan complex, method for its production and uses / Muzzarelli R. / 1981.
17. Кучина Ю.А., Долгопятова H.B., Новиков В.Ю. Инструментальные методы определения степени деацетилирования хитина // Вестник МГТУ. 2012. Т.15. №1. С. 107-113.
18. Mistry B.D. Handbook of spectroscopic data: chemistry. (UV, IR, PMR, 13CNMR and mass spectroscopy). Jaipur, 2009. 242 p.
19. Tharanathan N.R., Kittur S.F. Chitin - the undisputed biomolecule of great potential // Crit. Rev. Food Sci. 2003. Vol. 43. Pp. 61-87. DOI: 10.1080/10408690390826455.
20. Herrera J.R. Fungal glucans // In: Fungal cell wall: Structure, Synthesis, and Assembly. 1991. Vol. 1. Pp. 59-88.
21. Унрод В.П., Лега Ю.Г., Солодовник Т.В. Использование промышленного отхода гриба Aspeigillus niger для получения хитин содержащих комплексов // Новые достижения в исследовании хитина и хитозана. М., 2001. С. 58-61.
22. Muzzarelli R.A.A., Tanfani F., Scarpini G. Chelating, film-forming and coagulating ability of the chitosan-glucan complex from Aspergillus niger industrial wastes // Biotechnology and Bioengineering. 1980. Vol. 22. Pp. 885-896.
23. Berecochea-Lopez A., Decorde K., Ventura E., Godard M., Bornet A., Teissedre P.L., Cristol J.P., Rouane J.M. Fungal chitin-glucan from Aspergillus niger efficiently reduces aortic fatty streak accumulation in the high-fat fed hamster, an animal model of nutritionally induced atherosclerosis // J. Agric. Food Chem. 2009. Vol. 57. Pp. 1093-1098. DOI: 10.1021/jf803063v.
Поступила в редакцию 9 сентября 2018 г.
После переработки 18 сентября 2018 г.
Принята к публикации 21 сентября 2018 г.
Для цитирования: Минаков Д.В., Верещагин А.Л., Мороженко Ю.В., Базарнова Н.Г. Хитозан-глюкановые комплексы высших грибов: выделение, идентификация и определение некоторых свойств // Химия растительного сырья. 2019. №1. С. 251-257. БО!: 10.14258/)сргт.2019014368.
Minakov D.V.1*, Vereshchagin A.L.2, Morozhenko Yu.V.2, Bazarnova N.G.1 CHITOSAN-GLUCAN COMPLEXES OF HIGHEST MUSHROOMS: SELECTION, IDENTIFICATION AND DETERMINATION OF SOME PROPERTIES 1Altai State University, pr. Lenina, 61, Barnaul, 656049 (Russia), e-mail: MinakovD-1990@yandex.ru 2Biysk Technological Institute (branch) of the Altay State Technical University, ul. Trofimova, 27, Biysk, 659305 (Russia), e-mail: info@bti.secna.ru
The work is devoted to the study of chitosan-glucan complexes obtained from the higher fungi of the autumnal marmot (Armillaria mellea), shiitake (Lentinula edodes) and grifola frutosa (Grifola frondosa), optimization of the method of isolation and expansion of their use for various areas of the national economy. As objects of research, strains of fungi L. edodes F-1000 and G. frondosa 2639 isolated from commercial mycelium and A. mellea D-13 strain isolated from fruiting bodies harvested from Betula pendula stems in natural habitats of the Altai Territory. When analyzing the IR spectroscopy data, it was established that the samples of chitosan-glucan complexes isolated from the fruiting bodies of fungi are identical to the structure of chitosan obtained in the traditional way from the king crab (Paralithodes camtschaticus). It was found that the test chitosan-glucan complexes in terms of intrinsic viscosity (1.6-2.2 cm3/g), molecular weight (37.5-51.8 kDa) and deacetylation degree (75.6-79.5%) significantly exceed the chitosan-glucan complexes obtained from the oyster mushroom (Pleurotus osteratus) and are comparable to the chitosan-
* Corresponding author.
glucan complexes of mold fungi (Aspergillus niger). At the same time, the chitosan-glucan complexes from A. mellea D-13 are closest to the chitosan isolated from P. camtschaticus in the above indices. According to the physico-chemical properties, the investigated chitosan-glucan complexes correspond to the requirements of food chitosan (TU 9289-067-00472124).
Keywords: chitosan-glucan complex, basidiomycetes, fungi, Lentinula edodes, Grifola frondosa, Armillaria mellea, degree of deacetylation, intrinsic viscosity, molecular weight.
References
1. Younes I., Rinaudo M. Mar Drugs, 2015, vol. 13(3), pp. 1133-1174. DOI: 10.3390/md13031133.
2. Muzzarelli R.A., Muzzarelli C. Adv. Polyni. Sci, 2004, vol. 186, pp. 151-209. DOI: 10.1007/b136820.
3. Crestini C., Kovac B., Giovannozzi-Sermanni G. Biotechnology and Bioengineering, 1996, vol. 50, pp. 207-210. DOI: 10.1002/bit.260500202.
4. Skryabin K.G., Vikhrevoy G.A., Varlamova V.P. Khitin i khitozan: polucheniye, svoystva iprimeneniye. [Chitin and chitosan: preparation, properties and application], Moscow, 2002, 368 p. (in Russ.).
5. Loginova N.V., Smirnova L.A., Chernorukov N.G. Vestnik Nizhegorodskogo universiteta im. N.I. Lobachevskogo. [Bulletin of Nizhny Novgorod University N.I. Lobachevsky], 1998, no. 1, pp. 128-131. (in Russ.).
6. Nwe N., Chandrkrachang S., Stevens W.F., Maw T.T.T.K., Khor E., Wong S.M. Carbohydrate Polymers, 2002, vol. 49, pp. 235-237. DOI: 10.1007/s11274-008-9755-x.
7. Nwe N., Stevens W.F. Biotechnology Letters, 2002, vol. 24, pp. 1461-1464. DOI: 10.1023/A:1019898715518.
8. Kurita K. Polym. Degrade. Stabil, 1998, vol. 59, pp. 117-120.
9. Nwe N., Furuike T., Tamura H. Adv. Polym. Sci, 2011, vol. 244, pp. 187-208. DOI: 10.1007/12_2011_124.
10. Minakov D.V., Sevodina K.V., Shadrintseva A.I., Sevodin V.P. Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimiya i bio-tekhnologiya, 2016, vol. 6, no. 4, pp. 46-52. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-4-46-52 (in Russ.).
11. Minakov D.V., Sevodina K.V., Shadrintseva A.I., Sevodin V.P. Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimiya i bio-tekhnologiya, 2016, vol. 6, no. 3, pp. 50-56. DOI: 10.21285/2227-2925-2016-6-3-50-56 (in Russ.).
12. Minakov D.V., Sevodina K.V., Shadrintseva A.I., Sevodin V.P. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv, 2017, no. 1 (44), pp. 24-30. (in Russ.).
13. Hansen L., Knudsen H. Nordic Macromycetes. Vol. 3: heterobasidioid, aphyllophoroid and gastromycetoid Basidiomycetes, Copenhagen, 1997, 445 p.
14. Bukhalo A.S. Vysshiye s'yedobnyye bazidiomitsety v chistoy kul'ture. [Highest edible basidiomycetes in pure culture], Kiev, 1988, 144 p. (in Russ.).
15. Bukhalo A.S. Kul'tivirovaniye s'yedobnykh i lekarstvennykh gribov. Prakticheskiye rekomendatsii. [Cultivation of edible and medicinal mushrooms. Practical recommendations], Kiev, 2004, 128 p. (in Russ.).
16. Patent 4282351 (US). 1981.
17. Kuchina Yu.A., Dolgopyatova N.V., Novikov V.Yu. VestnikMGTU, 2012, vol. 15, no. 1, pp. 107-113. (in Russ.).
18. Mistry B.D. Handbook of spectroscopic data: chemistry. (UV, IR, PMR, 13CNMR and mass spectroscopy), Jaipur, 2009, 242 p.
19. Tharanathan N.R., Kittur S.F. Crit. Rev. Food Sci, 2003, vol. 43, pp. 61-87. DOI: 10.1080/10408690390826455.
20. Herrera J.R. Fungal glucans // In: Fungal cell wall: Structure, Synthesis, and Assembly, 1991, vol. 1, pp. 59-88.
21. Unrod V.P., Lega Yu.G., Solodovnik T.V. Novyye dostizheniya v issledovanii khitina i khitozana [New advances in the study of chitin and chitosan], Moscow, 2001, pp. 58-61.
22. Muzzarelli R.A.A., Tanfani F., Scarpini G. Biotechnology and Bioengineering, 1980, vol. 22, pp. 885-896.
23. Berecochea-Lopez A., Decorde K., Ventura E., Godard M., Bornet A., Teissedre P.L., Cristol J.P., Rouane J.M. J. Agric. Food Chem., 2009, vol. 57, pp. 1093-1098. DOI: 10.1021/jf803063v.
Received September 9, 2018 Revised September 18, 2018 Accepted September 21, 2018
For citing: Minakov D.V., Vereshchagin A.L., Morozhenko Yu.V., Bazarnova N.G. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya. 2019. no. 1. pp. 251-257. (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2019014368.
