Выделение штамма Inonotus obliquus и интенсификация роста культуры при твердофазном культивировании

В настоящее время повысился спрос на извлечения из гриба Inonotus obliquus (Pers.: Fr.) Pilat (чага), которые широко используют в медицине и косметике благодаря их высоким антиоксидантным свойствам. Поскольку природные ресурсы этого гриба ограничены, актуален поиск новых высокопродуктивных штаммов Inonotus obliquus и разработка способов его культивирования с накоплением им высоких концентраций основного Действующего компонента - меланина. Целью настоящего исследования являлось выделение нового штамма Inonotus obliquus из природной чаги, введение его в культуру с регистрацией в международной базе данных, определение оптимальной среды культивирования для его лучшего роста и накопления меланинов с высокими антиоксидантными свойствами. Выделен новый штамм гриба Inonotus obliquus SUB2092728. Для его роста подобрана агаризованная питательная среда. Показано, что Inonotus obliquus SUB2092728 имеет максимальную скорость роста 2,18 мм/сут. на глюкозо-картофельной среде с началом пигментации на 8-е сутки роста. Введение в среду лекарственного препарата полифепан, содержащего гидролизованный лигнин, позволило интенсифицировать рост гриба и увеличить скорость его роста до 3,60 мм/сут. Установлено, что полученные меланины отличаются от меланина природной чаги меньшей степенью ароматичности, более высокой степенью алифатичности и проявляют антиоксидантные свойства на 16 % выше по сравнению с природным меланином, что позволит использовать их для разработки биологически активных добавок с антиоксидантными свойствами.

1. Zheng W., Miao K., Liu Y., Zhao Y., Zhang M., Pan S., et al. Chemical diversity of biologically active metabolites in the sclerotia of Inonotus obliquus and submerged culture strategies for upregulating their production // Applied Microbiology and Biotechnology. 2010. Vol. 87. Issue 4. P. 1237-1254. https://doi.org/10.1007/s00253-010-2682-

2. Szychowskia K.A., Rybczynska-Tkaczykb K., Tobiasza J., Yelnytska-Stawasza V., Pomianekc T., Gminskia J. Biological and anticancer properties of Inonotus obliquus extracts // Process Biochemistry. 2018. Vol. 73. P. 180-187. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2018.07.015

3. Seo H-K., Lee S-C. Antioxidant activity of subcritical water extracts from chaga mushroom (Inonotus obliquus) // Separation Science and Technology. 2010. Vol. 45. Issue 2. P. 198-203. https://doi.org/10.1080/01496390903423899

4. Shikov A.N., Pozharitskaya O.N., Makarov V.G., Wagner H., Verpoorte R., Heinrich M. Medicinal plants of the Russian Pharmacopoeia; their history and applications // Journal of Ethnopharmacology. 2014. Vol. 154. Issue 3. P. 481-536. https://doi.org/10.1016/j.jep.2014.04.007

5. Ильина Г.В., Ильин Д.Ю. Ксилотрофные базидомицеты в чистой культуре: монография. Пенза: РИО ПГСХА, 2013. 222 с.

6. Сысоева М.А. Высокодисперсные коллоидные системы и меланин чаги: монография. Казань: Изд-во КНИТУ, 2013. 226 c.

7. Огарков Б.Н., Огаркова Г.Р., Самусенок Л.В. Лекарственные грибы из экосистем Южного Байкала. Иркутск: ООО Изд-во «Время стран-ствий», 2012. 104 c.

8. Cho N.-S., Shin Y.-S. Optimization of in vitro cultivation of Inonotus obliquus // Journal of the Korean Wood Science and Technology. 2005. Vol. 33. Issue 5. P. 92-98.

9. Jalc D., Siroka P., Ceresnakova Zb. Effect of six species of white-rot basid iomycetes on the chemical composition and rumen degradability of wheat straw // The Journal of General and Applied Microbiology.1997. Vol. 43. Issue 3. P. 133-137.

10. Wei Z.-H., Chen N., Li Y.-J., Fan Q.-L., Yu T.-F., Wang K.-X., et al. Glucose fed-batch integrated dissolved oxygen control strategy enhanced polysaccharide, total triterpenoids and inotodiol production in fermentation of a newly isolated Inonotus obliquus strain // Process Biochemistry. 2018. Vol. 66. P. 1-6. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2018.01.006

11. Xu X., Quan L., Shen M. Effect of chemicals on production, composition and antioxidant activity of polysaccharides of Inonotus obliquus // International Journal of Biological Macromolecules. 2015. Vol. 19. Issue 77. P. 143-150. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2015.03.013

12. Xiang Y., Xu X., Li J. Chemical properties and antioxidant activity of exopolysaccharides fractions from mycelial culture of Inonotus obliquus in a ground corn stover medium // Food Chemistry. 2012. Vol. 134. Issue 4. P. 1899-1905. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.03.121

13. Wang L.-X., Lu Z.-M., Geng Y., Zhang X.- M., Xu G.-H., Shi J.-S., et al. Stimulated production of steroids in Inonotus obliquus by host factors from birch // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2014. Vol. 118. Issue 6. P. 728-731. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2014.05.022

14. Xu X., Lin M., Zang Q., Shi S. Solid state bioconversion of lignocellulosic residues by Inonotus obliquus for production of cellulolytic enzymes and saccharification // Bioresource Technology. 2018. Vol. 247. P. 88-95. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.08.192

15. Гашникова Н.М., Балахнин С.М., Теплякова Т.В., Ананько Г.Г., Косогова Т.А., Сухих А.С. Антиретровирусная активность меланинов из природной и культивируемой чаги (Inonotus obliquus) // Успехи медицинской микологии. 2014. Т. 12. С. 299-301.

16. Пат. № 10670, Республика Беларусь. МПК C 12N 1/14, C 12P 19/00. Штамм гриба Inonotus obliquus БИМ F-350 Д - продуцент меланина, обладающий антимутагенными свойствами / В.Г. Бабицкая, В.В. Щерба, Н.В. Иконникова, Т.А. Пучкова, Т.В. Филимонова; патентообладатель Государственное научное учреждение «Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси»; N а 20060292; заявл. 03.04.2006; опубл. 30.06.2008.

17. Ананько Г.Г., Теплякова Т.В., Бардашева А.В., Ильичева Т.Н. Меланины из глубинной культуры Inonotus obliquus и их противовирусная активность в отношении вируса простого герпеса 2 типа // Успехи медицинской микологии. 2015. Т. 14. С. 384-388.

18. Огарков Б.Н., Огаркова Г.Р., Самусенок Л.В. Технологические культуры лекарственных грибов и их биологическая активность // Успехи медицинской микологии. 2015. Т. 14. С. 446-454.

19. Иконникова Н.В., Щерба В.В. Накопление меланиновых пигментов у штаммов Phellinus robustus и Inonotus obliquus при поверхностном культивировании // Известия Национальной академии наук Беларуси. 2009. N 2. С. 43-47.

20. Бухало А.С., Дудка И.А. Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре. Киев: Наукова думка, 1988. 144 с.

21. Poyedinok N., Mykhaylova O., Tugay T., Tugay A., Negriyko A., Dudka I. Effect of light wavelengths and coherence on growth, enzymes activity and melanin accumulation of liquid-cultured Inonotus obliquus (Ach. : Pers.) Pilat. // Applied biochemistry and biotechnology. 2015. Vol. 176. Issue 2. P. 333-343. https://doi.org/10.1007/s12010-015-1577-3

22. Денисенко Т.А., Вишникин А.Б., Цыганок Л.П. Спектрофотометрическое определение суммы фенольных соединений в растительных объектах с использованием хлорида алюминия, 18-молибдодифосфата и реактива Фолина-Чокальтеу с фенольными соединениями // Аналитика и контроль. 2015. T. 19. N 4. C. 373-380. https://doi.org/10.15826/analitika.2015.19.4.012

23. Яшин Я.И., Рыжнев В.Ю., Яшин А.Я., Черноусова Н.И. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и влияние их на здоровье и старение человека. М.: ТрансЛит, 2009. 212 с.

24. Горностай Т.Г., Оленников Д.Н., Пензина Т.А. Полякова М.С., Боровский Г.Б. Перспектива использования мицелия грибов рода Inonotus в качестве источника биоантиоксидантов // Биоантиоксидант: тезисы докладов IX Международной конференции (Москва, 29 сентября - 02 октября 2015 г.). М.: Изд-во РУДН, 2015. С. 42.

25. Babitskaya V.G., Scherba V.V., Ikonnikova N.V., Bisko N.A., Mitropolskaya N.Yu. Melanin complex from medicinal mushroom Inonotus obliquus (Pers.: Fr.) Pilat (Chaga) (Aphyllophoromycetideae) // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2002. Vol. 4. Issue 2. P. 139-145. https://doi.org/10.1615/IntJMedMushr.v4.i2.70

26. Сушинская Н.В., Курченко В.П. Меланины трутовых грибов // Труды Белорусского государственного университета. Серия: физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. 2006. Т. 1. N 1. С. 144-155.