ارزیابی خواص پری‌بیوتیکی پلی‌ساکاریدهای گانودرما لوسیدوم و لنتینولا ادودس در تقویت جدایه‌های مخمری و باکتریایی لبنی

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

دوره 21، شماره 4 - شماره پیاپی 94، مهر و آبان 1404، صفحه 431-450   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.2025.93907.1443

نویسندگان

محدثه لاری پور^* ؛ ندا جامعی؛ حورا دادگستر؛ جمیله نوروزی

گروه میکروبیولوژی، دانشکدۀ علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران

چکیده

پروبیوتیک‌ها ‌میکروارگانیسم‌های غیر بیماری‌زا و مفیدی هستند که به سلامت بدن، بالاخص سلامت دستگاه گوارش و بهبود عملکرد سیستم ایمنی کمک می‌کنند. ‌پری‌بیوتیک‌‌ها ‌فعالیت جمعیت خاصی از پروبیوتیک‌ها در روده بزرگ ‌را تحریک می‌کنند که به تولید متابولیت‌هایی مانند اسیدهای چرب کوتاه زنجیره منجر می‌گردد. استفاده از منابع پری‌بیوتکی طبیعی ارزان قیمت، از جمله قارچ‌های دارویی می‌تواند در کیفیت زندگی مؤثر باشد. در این مطالعه 20 نمونه مختلف لبنیات سنتی و کارخانه‌ای تهیه و آزمایشات مورفولوژی، بیوشیمیایی، پروبیوتیکی و مولکولی بر روی آن‌ها ‌انجام گردید. پلی‌ساکاریدهای لنتینولا ادودس و گانودرما لوسیدوم با لیوفیلیزاسیون میسلیوم استخراج و خواص و ویژگی‌های آن‌ها ‌با تست‌های فنل-سولفوریک اسید، دی فنیل پیکریل هیدرازیل و طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ بررسی گردید. سپس پلی‌ساکاریدهای استخراج شده به محیط‌کشت بدون قند اضافه و اثرات آنها بر جدایه‌ها ‌بررسی گردید. براساس الگوهای فنوتیپی، بیوشیمیایی و مولکولی، 4 جدایه‌ باکتریایی و مخمری با توان پروبیوتکی با درصد تشابه حدود 99.6 %، جدایه A10 به‌عنوان کاندیدا تروپیکالیس سویه 1691، جدایه A3 به‌عنوان ساکارومایسس سرویزیه، جدایه B1 به‌عنوان لاکتوباسیلوس کازئی سویه 1197، جدایه B3 به‌عنوان لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس شناسایی شدند. پلی‌ساکاریدهای جدا شده ویژگی‌های مطلوبی مانند فعالیت آنتی‌اکسیدانی، تجزیه‌پذیری اسیدی و آنزیمی و توانایی ‌پری‌بیوتیک‌ قابل مقایسه یا حتی بهتر از اینولین را نشان دادند. بر اساس نتایج این مطالعه، پلی‌ساکاریدهای جدا شده به‌طور همزمان می‌توانند گزینه مناسبی برای بهبود عملکرد میکروبیوتای دستگاه گوارش و اثرات سلامتی‌بخش باشند. این امر نیاز به مطالعات بیشتر در مدل‌های حیوانی و انسانی دارد.

کلیدواژه‌ها

پروبیوتیک؛ ‌پری‌بیوتیک‌؛ پلی ساکارید؛ گانودرما لوسیدوم؛ لنتینولا ادودس

مراجع

1. Alinia-Ahandani, E., Fazilati, M., Alizadeh, Z., & Boghozian, A. (2018). The introduction of some mushrooms as an effective source of medicines in Iran Northern. Biology and Medicine, 10(5), 1-5. https://doi.org/10.4172/0974-8369.1000451
2. Appanna, V.D., & Appanna, V.D. (2018). Dysbiosis, probiotics, and prebiotics: in diseases and health. Human Microbes-The Power within: Health, Healing and Beyond, 81-122. https://doi.org/10.1007/978-981-10-7684-8_3
3. Astashkina, A.P., Khudyakova, L., & Kolbysheva, Y.V. (2014). Microbiological quality control of probiotic products. Procedia Chemistry, 10, 74-79. https://doi.org/10.1016/j.proche.2014.10.014
4. Baenas, I., Camacho‐Barcia, L., Miranda‐Olivos, R., Solé‐Morata, N., Misiolek, A., Jiménez‐Murcia, S., & Fernández‐Aranda, F. (2024). Probiotic and prebiotic interventions in eating disorders: A narrative review. European Eating Disorders Review, 32(6), 1085-1104. https://doi.org/10.1002/erv.3069
5. Bisen, P., Baghel, R.K., Sanodiya, B.S., Thakur, G.S., & Prasad, G. (2010). Lentinus edodes: a macrofungus with pharmacological activities. Current Medicinal Chemistry, 17(22), 2419-2430. https://doi.org/10. 2174/092986710791698495
6. Cappuccino, J.G., & Sherman, N. (2013). Microbiology: a laboratory manual: Pearson Higher Ed.
7. Chen, Z., & Zhang, H. (2025). The interaction between Ganoderma lucidum polysaccharides and gut microbiota: Implications for immune health. Medicinal Plant Research, 15. https://doi.org/10.5376/mpr.2025.15.0001
8. Chou, W.T., Sheih, I.C., & Fang, T.J. (2013). The applications of polysaccharides from various mushroom wastes as prebiotics in different systems. Journal of Food Science, 78(7), M1041-M1048. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12160
9. Cook, A., & Gilbert, R. (1969). The effect of sodium chloride on heat resistance and recovery of heated spores of Bacillus stearothermophilus. Journal of Applied Bacteriology, 32(1), 96-102. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.1969.tb02193.x
10. Delzenne, N.M., & Bindels, L.B. (2015). Ganoderma lucidum, a new prebiotic agent to treat obesity? Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 12(10), 553-554. https://doi.org/10.1038/nrgastro.2015.137
11. Diosma, G., Romanin, D.E., Rey-Burusco, M.F., Londero, A., & Garrote, G.L. (2014). Yeasts from kefir grains: isolation, identification, and probiotic characterization. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 30, 43-53. https://doi.org/10.1007/s11274-013-1419-9
12. Dworkin, M., Falkow, S., Rosenberg, E., Schleifer, K.-H., & Stackebrandt, E. (2006). The prokaryotes: a handbook on the biology of bacteria (Vol. 1): Springer. https://doi.org/10.1007/0-387-30746-x
13. Fan, H., Mazza, G., & Liao, X. (2010). Purification, composition and antioxidant activity of polysaccharides from wolfberry, cherry, kiwi and cranberry fruits. Croatian Journal of Food Science and Technology, 2(1), 9-17.
14. Fontana, L., Bermudez-Brito, M., Plaza-Diaz, J., Munoz-Quezada, S., & Gil, A. (2013). Sources, isolation, characterisation and evaluation of probiotics. British Journal of Nutrition, 109(S2), S35-S50. https://doi.org/10.1017/S0007114512004011
15. Gao, Y., Zhou, S., Chen, G., Dai, X., & Ye, J. (2002). A phase I/II study of a Ganoderma lucidum (Curt.: Fr.) P. Karst. Extract (Ganopofy) in patients with advanced cancer. International Journal of Medicinal Mushrooms, 4(3). https://doi.org/10.1615/IntJMedMushr.v4.i3.30
16. Giavasis, I. (2014). Bioactive fungal polysaccharides as potential functional ingredients in food and nutraceuticals. Current Opinion in Biotechnology, 26, 162-173. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.01.010
17. Gomes, A.M., & Malcata, F.X. (1999). Bifidobacterium and Lactobacillus acidophilus: biological, biochemical, technological and therapeutical properties relevant for use as probiotics. Trends in Food Science & Technology, 10(4-5), 139-157. https://doi.org/10.1016/S0924-2244(99)00033-3
18. Hearst, R., Nelson, D., McCollum, G., Millar, B.C., Maeda, Y., Goldsmith, C.E., & Moore, J.E. (2009). An examination of antibacterial and antifungal properties of constituents of Shiitake (Lentinula edodes) and Oyster (Pleurotus ostreatus) mushrooms. Complementary Therapies in Clinical Practice, 15(1), 5-7. https://doi.org/10.1016/j.ctcp.2008.10.002
19. Holscher, H.D. (2017). Dietary fiber and prebiotics and the gastrointestinal microbiota. Gut Microbes, 8(2), 172-184. https://doi.org/10.1080/19490976.2017.1290756
20. Huang, L.X., Gu, F.T., Zhu, Y.Y., Zhao, Z.C., Li, J.H., & Wu, J.Y. (2024). Bifidogenic properties of polysaccharides isolated from mushroom Lentinula edodes and enhanced immunostimulatory activities through Bifidobacterial fermentation. Food Bioscience, 62, 105121. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.105121
21. Huchchannanavar, S., Hasan, W., Kumar, D., & Gupta, S. (2024). Prebiotic potential of mushroom-derived compounds. In Mushroom Magic (pp. 228-243): CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003570257-14
22. Jain, S.K., Jain, A., Gupta, Y., & Ahirwar, M. (2007). Design and development of hydrogel beads for targeted drug delivery to the colon. Aaps Pharmscitech, 8(3), 56. https://doi.org/10.1208/pt0803056
23. Lindequist, U. (2024). Medicinal mushrooms as multicomponent mixtures—demonstrated with the example of Lentinula edodes. Journal of Fungi, 10(2), 153. https://doi.org/10.3390/jof10020153
24. Madigan, M., Bender, K., Buckley, D., Sattley, W., & Stahl, D. (2018). Brock biology of microorganisms 15th edn, 71–74. In: Pearson Higher Ed.
25. Manzanares, W., Lemieux, M., Langlois, P.L., & Wischmeyer, P.E. (2016). Probiotic and synbiotic therapy in critical illness: a systematic review and meta-analysis. Critical Care, 20, 1-19. https://doi.org/10.1186/s13054-016-1434-y
26. Masuko, T., Minami, A., Iwasaki, N., Majima, T., Nishimura, S.-I., & Lee, Y.C. (2005). Carbohydrate analysis by a phenol–sulfuric acid method in microplate format. Analytical Biochemistry, 339(1), 69-72. https://doi.org/10.1016/j.ab.2004.12.001
27. Mohanty, D., & Ray, P. (2016). Evaluation of probiotic and antimicrobial properties of lactobacillus strains isolated from dairy products. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 230-234. http://dx.doi.org/10.22159/ijpps.2016v8i11.12683
28. Moradali, M.F., Hedjaroude, G.A., Mostafavi, H., Abbasi, M., Ghods, S., & Sharifi-Tehrani, A. (2007). The genus Ganoderma (Basidiomycota) in Iran. Mycotaxon, 99, 251-270. https://doi.org/10.1615/intjmedmushr.v7.i4.70
29. Muszyńska, B., Pazdur, P., Lazur, J., & Sułkowska-Ziaja, K. (2017). Lentinula edodes (Shiitake)–biological activity. Medicina Internacia Revuo, 28(108), 189-195.
30. Nielsen, S.S. (2009). Phenol-sulfuric acid method for total carbohydrates. In Food analysis laboratory manual (pp. 47-53): Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1463-7_6
31. Norajit, K., Kim, K.M., & Ryu, G.H. (2010). Comparative studies on the characterization and antioxidant properties of biodegradable alginate films containing ginseng extract. Journal of Food Engineering, 98(3), 377-384. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.01.015
32. Pandey, K., Naik, S., & Vakil, B. (2015). Probiotics, prebiotics and synbiotics-a review. Journal of Food Science and Technology, 52(12), 7577-7587. https://doi.org/10.1007/s13197-015-1921-1
33. Raghukumar, C. (2008). Marine fungal biotechnology: an ecological perspective. Fungal Diversity, 31, 19-35.
34. Ren, G., Xu, L., Lu, T., & Yin, J. (2018). Structural characterization and antiviral activity of lentinan from Lentinus edodes mycelia against infectious hematopoietic necrosis virus. International Journal of Biological Macromolecules, 115, 1202-1210. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.04.132
35. Roberfroid, M.B. (2000). Prebiotics and probiotics: are they functional foods? The American Journal of Clinical Nutrition, 71(6), 1682S-1687S. https://doi.org/10.1093/ajcn/71.6.1682S
36. Rousta, N., Aslan, M., Yesilcimen Akbas, M., Ozcan, F., Sar, T., & Taherzadeh, M.J. (2024). Effects of fungal based bioactive compounds on human health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 64(20), 7004-7027. https://doi.org/10.1080/10408398.2023.2178379
37. Saad, N., Delattre, C., Urdaci, M., Schmitter, J.-M., & Bressollier, P. (2013). An overview of the last advances in probiotic and prebiotic field. LWT-Food Science and Technology, 50(1), 1-16. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2012.05.014
38. Stamets, P. (2011). Growing gourmet and medicinal mushrooms: Ten speed press.
39. Synytsya, A., Míčková, K., Synytsya, A., Jablonský, I., Spěváček, J., Erban, V., & Čopíková, J. (2009). Glucans from fruit bodies of cultivated mushrooms Pleurotus ostreatus and Pleurotus eryngii: Structure and potential prebiotic activity. Carbohydrate Polymers, 76(4), 548-556. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.11.021
40. Umu, Ö.C., Rudi, K., & Diep, D.B. (2017). Modulation of the gut microbiota by prebiotic fibres and bacteriocins. Microbial Ecology in Health and Disease, 28(1), 1348886. https://doi.org/10.1080/16512235.2017.1348886
41. Wayne, P. (2010). Clinical and laboratory Standards Institute (CLSI)(2020) Performance standards for antimicrobial susceptibility testing: Background, Organization, Functions, and Processes. Journal Clinical Microbiology, 58(3), 01864-0186419. https://doi.org/10.1128/jcm.01864-19
42. Xu, X., Yang, J., Ning, Z., & Zhang, X. (2015). Lentinula edodes-derived polysaccharide rejuvenates mice in terms of immune responses and gut microbiota. Food & Function, 6(8), 2653-2663. https://doi.org/10.1039/C5FO00689A
43. Yang, K., Zhang, Y., Cai, M., Guan, R., Neng, J., Pi, X., & Sun, P. (2020). In vitro prebiotic activities of oligosaccharides from the by-products in Ganoderma lucidum spore polysaccharide extraction. RSC Advances, 10(25), 14794-14802. https://doi.org/10.1039/C9RA10798C
44. Yang, L., Kang, X., Dong, W., Wang, L., Liu, S., Zhong, X., & Liu, D. (2022). Prebiotic properties of Ganoderma lucidum polysaccharides with special enrichment of Bacteroides ovatus and uniformis in vitro. Journal of Functional Foods, 92, 105069. https://doi.org/10.1016/j.jff.2022.105069
45. Yin, C., Li, C., Ma, K., Fan, X., Yao, F., Shi, D., & Gao, H. (2023). The physicochemical, antioxidant, hypoglycemic and prebiotic properties of γ-irradiated polysaccharides extracted from Lentinula edodes. Food Science and Biotechnology, 32(7), 987-996. https://doi.org/10.1007/s10068-022-01234-5
46. Zarmi, A.H., Tasharofi, Z., Alvandi, H., Barshan-tashnizi, M., Ebrahimi-Hosseinzadeh, B., & Hosseini, Z.B.M. (2022). A kinetic modeling of growth and mycelial exopolysaccharide production by Lentinus edodes (Shiitake edible mushroom): Enhancemet of production in volatile co-cultures for shiitake edible mushroom. Applied Food Biotechnology, 9(1), 67-78. https://doi.org/10.17474/artvinofd.953998
47. Zhao, J., Zhao, J., Zang, J., Peng, C., Li, Z., & Zhang, P. (2024). Isolation, identification, and evaluation of lactic acid bacteria with probiotic potential from traditional fermented sour meat. Frontiers in Microbiology, 15, 1421285. https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1421285
48. Zhao, L., Dong, Y., Chen, G., & Hu, Q. (2010). Extraction, purification, characterization and antitumor activity of polysaccharides from Ganoderma lucidum. Carbohydrate Polymers, 80(3), 783-789. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2009.12.029
49. Zheng, M., Pi, X., Li, H., Cheng, S., Su, Y., Zhang, Y., & Jiang, Y. (2024). Ganoderma polysaccharides are potential prebiotics: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 64(4), 909-927. https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2110035