CSUTORÁS Csaba1, BAKOS-BARCZI Nóra2, NAGY-KÖTELES Csaba2, BAJZÁT Judit2, BURKUS Beatrix2, RÁCZ József2, KEREPESI László2, PROKISCH József3,
RÁCZ László1
1Eszterházy Károly Egyetem, Élelmiszertudományi Intézet, 3300 Eger, Eszterházy tér 1., csutoras.csaba@uni-eszterhazy.hu
2Új Champignons Kft., 1224 Budapest, Bartók Béla út 162.
3Debreceni Egyetem, Állattudományi, Biotechnológiai és Természetvédelmi Intézet, 4032 Debrecen, Egyetem tér 1.
Bevezetés
A publikációban a csiperkegomba nyomelemfelvételét vizsgáljuk termesztési kísérletekben a locsolóvízhez adagolt különböző mennyiségű fémsók alkalmazásával. A mangán és cink esetében nem tapasztaltunk a kontroll kísérlettel összehasonlítva magasabb fém akkumulációt a gomba termőtestekben. A szelén és vanádium esetében azonban 100 illetve 1000ppm fémion koncentrációknál olyan mértékű dúsítást tapasztaltunk, ami alkalmas lehet gombaporokon alapuló tálálékkiegészítők, vagy kapszulák kifejlesztéséhez.
Irodalmi áttekintés
A gombák azon tulajdonsága, hogy a környezetükben található mikroelemeket jelentős mértékben képesek termőtestükben feldúsítani, lehetőséget ad arra, hogy az emberi táplálkozás szempontjából fontos, a szükséges szintnél alacsonyabb koncentrációban előforduló elemek pótlását részben a segítségükkel oldjuk meg (Vetter, 1994). A világon az egyik legnagyobb mennyiségben termesztett gomba, a termesztett csiperke (Agaricus bisporus), alkalmasnak tűnik arra, hogy magas nyomelemtartalmú élelmiszerként, étrend-kiegészítőként vagy gyógyhatású készítményként jelenjen meg a kínálatban.
Számos publikáció foglalkozik a gombák nyomelemfelvételével, vadon termő gombák esetében dél-afrikai kutatók azt találták, hogy erősen szennyezett övezetekből származó gombák esetében a Cr, Mn, Co és Zn bio-akkumulációja figyelhető meg a termőtestekben (Sithole, 2017). A gombák különböző részeiben nem azonos mértékű az elemfelvétel, a gomba termőtestek nagyobb mértékben akkumulálják a fémionokat, mint a gombatönk (Vetter, 1994). Különböző gombák mikro- és makroelem felvételéről összefoglaló közleményekben is olvashatunk, mind ehető vadon termett, mind termesztett gombák esetében (Falandysz, 2013). A gombák szelénfelvételének vizsgálatával több szerző is foglalkozik, javaslatot is tesznek lehetséges táplálékkiegészítőként való alkalmazhatóságra (Rácz, 2000; Tóásó, 1993). A gomba termőtestek más elemekkel való dúsításával is foglalkoztak, jó példa a lítiummal való dúsítás (Assuncao, 2012). A gombák mikroelem felvétele kitűnő lehetőséget szolgáltat fontos mikroelemek pótlására az emberi szervezetben, azonban a vadon termő gombák esetében a környezetből
Csutorás - Bakos-Barczi - Nagy-Köteles – Bajzát – Misz – Fónad – Rácz – Allaga – Kredics – Szekeres – Vágvölgyi
76
akkumulált toxikus elemtartalommal is számolni kell (Cd, Pb, Hg, Ag, As, és radioaktív elemek) (Bakken, 1990; Munoz, 2005).
Korunk táplálkozási szokásai mindinkább az egészséges, értékes beltartalommal bíró élelmiszerek fogyasztását helyezik előtérbe. Ebbe a képbe viszonylag jól beleillenek a gombából készült táplálékok, mivel nagy nedvességtartalmuk mellett viszonylag sok fehérjét tartalmaznak. A csiperkegomba szárazanyag-tartalmának akár 22-24 %-a fehérje.
A gombák összes aminosav tartalmuk 25-35 %-át szabad aminosavak és kisebb peptidek képezik, ami lényegesen növeli az értékesülés hatékonyságát, mindezek mellett az összes esszenciális aminosavat is biztosítják számunkra. A gombák lipidtartalma 1-20 % lehet, tartalmaznak még jelentős mennyiségű ergoszterint, továbbá szfingolipideket is.
Szénhidráttartalmuk a szárazanyaguk 51-83 %-a, ebből 3-32 % rost (Gasztonyi, 1993).
Jelen közleményünkben bemutatjuk a termesztett csiperkegomba nyomelemfelvételének területén elért legújabb eredményeinket. A vizsgálatainkban a Mn, Zn, V és Se felvétel vizsgálatára fókuszáltunk, mivel az irodalomban a Mn és Zn esetében ellentmondásos eredményeket találtunk, a V esetében pedig nincs kellő adat az esetleges fém akkumulációra. A Se választása egyértelmű, mivel igen sok szelén-dúsításra vonatkozó adat található az irodalomban, így viszonylag biztos eredményre számíthattunk az esetében.
Anyag és Módszer
Kisparcellás termesztési kísérlet
A kisparcellás termesztési kísérlet során az Új Champignons Kft. klimatizált, automatikusan szabályozott termesztő helyiségeiben komposzt tömegre vetítve 1, 10, 100 és 1000 ppm elemkoncentrációban, 3-3 darab, III. fázisú komposzttal töltött zsákot helyeztünk el. A betelepítés napján végeztük el a zsákok takarását tőzegalapú takaróanyaggal, a takaróföldet 5cm vastagságban, egyenletesen terítettük el a zsákok felszínén. Ekkor végeztük el az oldatok kijuttatását is, 1 liter vízben oldottuk fel a megfelelő mennyiségű nátrium-szelenit, mangán-szulfát, vanadil-szulfát és cink-szulfát kristályokat. Azonos termesztési körülményeket alkalmaztunk, mint a standard termesztés esetén. A takarás utáni napon növényvédő szeres öntözést végeztünk. A levegő relatív páratartalmát 96%-98%-ra állítottuk be, a CO2 szintet 5000-6000 ppm között, a ventillációt a minimumon tartottuk. A takarástól számított 8. napon történt a zsákok borzolása. Amikor a micélium teljesen kifutott a takaróföld felszínére (takarást követő 14. napon) megkezdtük a termőre fordítást. A levegő szén-dioxid szintjét fokozott ventillációval 1200-1800ppm közé csökkentettük. A levegő relatív páratartalmát 90-93%
között tartottuk. Az I. hullám szedése a takarástól számított 21-25. napig, a II. hullám a 30-34. napig tartott.
Gombafejek nyomelemtartalmának meghatározása
Az aprított gomba termőtesteket 105 oC-on tömegállandóságig szárítottuk, majd leőröltük. A porított minták 0.2g-jához 5 mL 65 %-os salétromsav oldatot adtunk. A roncsolást 60oC-on kezdtük, az elegyhez szükség szerint 30 %-os H2O2 oldatot is adtunk, majd 30 perc után 100oC-on folytattuk. Szükség szerint pótoltuk a salétromsavat és a
Virágföldek és gombatermesztésben alkalmazott takaróanyagok előállítása letermett gombakomposzt rekomposztálásával
77
hidrogén-peroxidot. A mintákat ezután 3 M-os sósavval 15 mL-re hígítottuk, az oldatokat mérés előtt szűrtük.
Mérési módszerek: A cink, mangán és vanádium koncentrációját ICP-OES készülékkel (Thermo Scientific iCAP 6300, Cambridge, UK) határoztuk meg a Debreceni Egyetem Élelmiszertudományi Intézet akkreditált laboratóriumában (ISO/IEC 17,025:2005). A szelén koncentrációját atomfluoreszcens spektroszkópiával határoztuk meg (PSA Millennium Excalibur HG-AFS spectrometer - P S Analytical, UK, Kent ) a Debreceni Egyetem Nanofood laboratóriumában.
ICP-OES működési paraméterek: power rating 1350 W, plasma gas flow rate 16 L/min, auxiliary and nebuliser gas flow rate 1.0 L/min, rinsing time 30 s, rinsing pump speed 75 rpm, and stabilization time 5 s. Az emissziós hullámhosszak a következők voltak: Mn:
259.3 nm, V: 292.4 nm, Zn: 213.8 nm.
A szelén mérése AFS módszerrel 196.0 nm-en történt.
Eredmények
A termesztett csiperkegomba nyomelemfelvételét kisparcellás termesztési kísérletekben vizsgáltuk. A 3. fázisú komposzt 1-10-100-1000ppm Se, Mn, V, és Zn tartalmát öntözővízzel kijuttatott nátrium-szelenit, mangán-szulfát, vanadil-szulfát és cink-szulfát oldatokkal értük el. A termesztőágyásra öntözéssel kijuttatott fémsók a mangán, vanádium és cink esetében még 1000 ppm koncentrációban sem gátolták a gomba termőtestek megjelenését, azonban az 1000ppm szelén már toxikusnak bizonyult a csiperkegomba fejlődésére, termőtesteket nem sikerült begyűjtenünk. A kisparcellás kísérletek során nem tapasztaltunk rendellenes gombafejeket, illetve gomba megbetegedések sem jelentkeztek. A takaráskor mért komposzt hőmérséklete átlagosan 25,7oC volt, a levegő hőmérséklete 18,3oC. A komposzt- és takaróföld átszövetési ideje alatt átlagosan 25,2-27,1°C-os komposzt hőmérsékletet mértünk. A kísérletileg termelt gombák szedés után közvetlenül laboratóriumi mintaelőkészítésre kerültek. Az első és második terméshullámban is vizsgáltuk a gomba termőtestek elemtartalmát, az első hullámban rendre mind a 4 vizsgált elem esetében magasabb elemtartalmakat mértünk.
Az ICP-OES vizsgálati eredményeket az 1. táblázatban foglaltuk össze, mind a 4 vizsgált elem esetében az első hullám és második hullám értékei szerepelnek.
A termesztett csiperkegomba komposztjának mangán-szulfát oldattal történő kezelésével kismértékben befolyásolni tudjuk a gomba termőtestek mangántartalmát, mely különösen az első hullám esetében érvényesül. 1000ppm fémsó kijuttatásával a gombában elérhető legnagyobb Mn koncentráció 11.66 mg/kg-nak adódott nyers gomba tömegre vonatkoztatva. A mangán napi ajánlott bevitele 4-5mg felnőtt embereknél, tehát az 1000ppm-es locsolással dúsított gomba sem alkalmas mangán-tartalmú étrendkiegészítő kapszulák készítésre, azonban az így dúsított gomba fogyasztása alkalmas Mn-forrás lehet hiányos táplálkozás kiegészítésére.
A kijuttatott cink mennyiségétől függetlenül a gombafejek cinktartalma a kontrollal megegyező koncentráció értékeket mutatott, ami arra utal, hogy a csiperkegomba nem dúsítja a komposztban lévő cinket. Mivel a cink napi ajánlott bevitele 10-15mg, a
Csutorás - Bakos-Barczi - Nagy-Köteles – Bajzát – Misz – Fónad – Rácz – Allaga – Kredics – Szekeres – Vágvölgyi
78
csiperkegomba nem alkalmas cink-tartalmú étrendkiegészítő kapszulák készítésre, azonban a gomba fogyasztása az átlagosan 10mg/kg cinktartalom miatt alkalmas Zn-forrás lehet hiányos táplálkozás kiegészítésére.
1. táblázat: Csiperkegomba elemtartalmak
Table 1. Button mushroom element contents
(1) Analysed element, (2) Element content of raw mushroom (mg/kg).
A vanádiummal történő kezelések igen ígéretesnek nevezhetők, mivel a kijuttatott koncentráció növekedésével a gombában arányosan dúsul a vanádium koncentrációja, az elérhető legnagyobb V koncentrációt szintén az 1000ppm-es kísérletek során sikerült elérnünk, ami 0.49mg/kg nyers gomba tömegre vonatkoztatva. A vanádium napi ajánlott bevitele 10-30g, így az 1000ppm-es locsolással dúsított gomba alkalmas lehet vanádium kapszulák készítésre is, mivel a gomba 90% víztartalmával számolva 1g szárított gombapor 4.9g vanádiumot tartalmaz.
A szelénnel történő kezelések tapasztalatai összhangban vannak az irodalmi adatokkal, amely visszajelzést is jelent számunkra a dúsítási kísérleti módszerünk megfelelőségére.
1000ppm szeléntartalom már gátló hatást fejt ki a gomba termőtestek fejlődésére, 100ppm szeléntartalom esetében a gomba termőtestekben közel 8mg/kg szeléntartalmat mértünk.
A szelén napi ajánlott dózisa 50-100 g, így a 100ppm-es locsolással dúsított gomba alkalmas lehet szelén kapszulák készítésre is, mivel a gomba 90% víztartalmával számolva 1g szárított gombapor 80g szelént tartalmaz.
Eredmények értékelése, következtetések
A csiperkegomba nyomelemfelvételével foglalkozunk tanulmányunkban. A termesztés során az öntözővízhez kevert fémsókkal juttattuk ki különböző koncentrációban a négy
Virágföldek és gombatermesztésben alkalmazott takaróanyagok előállítása letermett gombakomposzt rekomposztálásával
79
mikroelemet. A cink és mangán esetében nem tapasztaltuk az adott mikroelem dúsulását, viszont a vanádium és a szelén esetében jelentős dúsulást tapasztaltunk. A vanádium és még inkább a szelén esetében olyan mértékű a mikroelem dúsulása, hogy a csiperkegomba szárítmánya, megfelelő őrlés után akár közvetlenül alkalmas lehet étrendkiegészítő kapszulák fejlesztésére. A szelén esetében olyan magas a mikroelem dúsulása, hogy közvetlenül kapszulába tölthető és felhasználható lehet. A szelénnel dúsított csiperkegomba őrlemény előnye a legtöbb forgalomban lévő szelén étrendkiegészítővel szemben, hogy szerves formában kötött formában tartalmazza a fémet, így a szelén esetleges túladagolása nem lehetséges. A szervetlen szelént tartalmazó étrendkiegészítők esetében a felszívódás, hasznosulás korlátozott, illetve a túladagolás is figyelmet igényel. A szerves formában kötött szelén esetében nincs kockázata a túladagolásnak és a szelén hasznosulása is közel 100 százalékos.
Összefoglalás
A kísérletekben a mangánnal, vanádiummal és szelénnel történő ágyáskezelések során megfigyeltük, hogy a csiperkegomba felveszi és dúsítja az adott mikroelemet, a vanádium és szelén esetében olyan mértékben, hogy akár vanádium-, illetve szeléntartalmú étrendkiegészítő kapszulák készítésre is alkalmas lehet. A cink esetében egyértelműen kijelenthetjük, hogy a gomba nem dúsítja a mikroelemet, bár az átlagos cinktartalma alapján így is kiváló lehet a csiperkegomba fogyasztása hiányos cinkbevitel kiegészítésére. A mangán, cink, szelén és vanádium tartalmú csiperkegomba esetében a gomba fogyasztásával hasznos mikroelemtartalmú diétát folytathatunk, míg a vanádiummal és szelénnel dúsított gomba étrendkiegészítő vanádium-, illetve szelénkapszula fejlesztésére is alkalmas lehet. Az étrendkiegészítő kapszulák készítésére irányuló kísérleteink jelenleg is folyamatban vannak.
Kulcsszavak: csiperkegomba, nyomelem analízis, nyomelem felvétel, Agaricus bisporus.
Köszönetnyilvánítás
A szerzők megköszönik az Új Champignons Kft. GINOP-2.2.1 projektjének támogatását.
Irodalom
Assuncao, L. S. de Luz, J. M. da Silva, C. S. Fontes, V. Soares, B., Dantas, V. (2012) Enrichment of mushrooms:
an interesting strategy for the acquisition of lithium. Food Chemistry, 2012, 134, 1123–1127.
Bakken, L. R. Olsen, R. A. (1990) Accumulation of radiocaesium in fungi. Canadian Journal of Microbiology, 1990, 36(10), 704-710.
Falandysz, J. Borovicka, J. (2013) Macro and trace mineral constituents and radionuclides in mushrooms: health benefits and risks. Applied Microbiology and Biotechnology, 2013, 97(2), 477-501.
Gasztonyi, K. Lásztity, R. (1993) Élelmiszerkémia 2. Mezőgazda Kiadó, Budapest, 1993, 377-383.
Munoz, A. H. S. Corona, F. G. Wrobel, K. Soto, G. M. Wrobel, K. (2005) Subcellular distribution of aluminum, bismuth, cadmium, chromium, copper, iron, manganese, nickel, and lead in cultivated mushrooms (Agaricus bisporus and Pleurotus ostreatus). Biological Trace Element Research, 2005, 106(3), 265-77.
Rácz, L. Bumbálová, A. Harangozó, M. Tölgyessy, J. Tomecek, O. (2000) Determination of cesium and selenium in cultivated mushrooms using radionuclide X-ray fluorescence technique, 2000, 245, 611-614.
Csutorás - Bakos-Barczi - Nagy-Köteles – Bajzát – Misz – Fónad – Rácz – Allaga – Kredics – Szekeres – Vágvölgyi
80
Sithole, S. C. Mugivhisa, L. L. Amoo, S. O. Olowoyo, J. O. (2017) Pattern and concentrations of trace metals in mushrooms harvested from trace metal-polluted soils in Pretoria, South Africa. South African Journal of Botany, 2017, 1008, 315-320.
Tóásó, Gy. Schmidt, R. Fodor, P. (1993) A termesztett kétspórás csiperke (Agaricus bisporus /Lge./Imbach) ásványianyag- tartalmának vizsgálata és a szeléndúsítás hatása a gomba szeléntartalmára. Acta Agronomica Óváriensis, 1993, 35, 73-86.
Vetter, J. (1994) Mineral elements in the important cultivated mushrooms Agaricus bisporus and Pleurotus ostreatus. Food Chemistry, 1994, 50(3), 277-279.
Virágföldek és gombatermesztésben alkalmazott takaróanyagok előállítása letermett gombakomposzt rekomposztálásával