Απομόνωση και αξιολόγηση πρωτεϊνικών και υδατανθρακικών συστατικών μανιταριών - Τσαλτάκη, Χρυσούλα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV), 2016)
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η αξιολόγηση πέντε ειδών εδώδιμων μανιταριών, που θεωρούνται εναλλακτικά σε σχέση με τα ευρέως καταναλισκόμενα, ως προς τα βασικότερα θρεπτικά και βιοδραστικά τους συστατικά, ειδικότερα τις πρωτεΐνες, τις γλυκάνες και το έλαιο. Συγκεκριμένα, τα μανιτάρια που αξιολογήθηκαν είναι τα ακόλουθα: Ganoderma lucidum, Lentinula edodes, Grifola frondosa όπως και δύο είδη τρούφας, τα Tuber melanosporum και Tuber aestivum. Τα εναλλακτικά αυτά μανιτάρια επιλέχθηκαν για δύο λόγους που αφορούν τη θρεπτικότητα αλλά και διαθεσιμότητά τους στην αγορά. Λόγω λοιπόν της υψηλής θρεπτικότητας και δράσης των βιοδραστικών συστατικών αυτών των μανιταριών ενάντια σε πολλές χρόνιες ασθένειες, επιχειρήθηκε η απομόνωσή τους με κλασικές αλλά και σύγχρονες μεθόδους. Τα μανιτάρια L. edodes, T. melanosporum και Τ. aestivum προμηθεύτηκαν σε νωπή μορφή, επομένως η προκατεργασία τους περιέλαβε άλεση, ξήρανση με κατάψυξη ώστε να μην υποβαθμιστούν τα βιοδραστικά τους συστατικά, καθώς και άλεση και κοσκίνιση ώστε να προκύψουν σωματίδια ομοιόμορφου μεγέθους. Στις τρούφες T. melanosporum και Τ. aestivum ακολούθησε απελαίωση μετά την κοσκίνιση, ώστε οι επακόλουθες διεργασίες εκχύλισης πρωτεϊνών και γλυκανών να μην παρεμποδιστούν από το έλαιο που βρίσκεται σε υψηλή περιεκτικότητα γενικώς στις τρούφες. Αντίθετα, τα μανιτάρια G. lucidum και G. frondosa προμηθεύτηκαν σε αφυδατωμένη μορφή, επομένως η προκατεργασία τους περιέλαβε μόνο το στάδιο της κοσκίνισης. Προσδιορίστηκε η υγρασία των αφυδατωμένων μανιταριών, ώστε όλα τα προσδιοριζόμενα μεγέθη να αναχθούν επί ξηρού βάρους. Η απελαίωση πραγματοποιήθηκε με εκχύλιση με χρήση πετρελαϊκού αιθέρα ως διαλύτη και προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα των αξιολογούμενων μανιταριών σε έλαιο. Η παραλαβή των πρωτεϊνικών συμπυκνωμάτων πραγματοποιήθηκε μέσω της κλασικής τεχνικής της υδατικής εκχύλισης και καταβύθισης στο ισοηλεκτρικό σημείο των πρωτεϊνών. Οι παράγοντες που αξιολογήθηκαν ήταν το pH εκχύλισης (ουδέτερο ή βασικό) και ο καθαρισμός του παραλαμβανόμενου πρωτεϊνικού συμπυκνώματος με υδατικό διάλυμα ισοπροπανόλης ή ακετόνης. Για την παραλαβή συμπυκνωμάτων υδατανθράκων χρησιμοποιήθηκαν δύο σύγχρονες τεχνικές εκχύλισης, με υπέρηχους και μικροκύματα και αξιολογήθηκαν ως προς τον χρόνο εκχύλισης. Ο προσδιορισμός του πρωτεϊνικού περιεχόμενου πραγματοποιήθηκε με ανάλυση Kjeldahl, ενώ ο προσδιορισμός του περιεχόμενου σε ολικές και β-γλυκάνες πραγματοποιήθηκε με χρήση έτοιμου ενζυμικού kit. Αξιολογώντας την αρχική σύσταση των μελετώμενων μανιταριών, την υψηλότερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες έχει η τρούφα T. melanosporum (23.9%) με τα L. edodes και Τ. aestivum (22.5% και 18.2% αντίστοιχα) να ακολουθούν, ενώ την υψηλότερη περιεκτικότητα σε έλαιο τα G. lucidum (3.3%), G. frondosa (3.3%) και L. edodes (3.2%). Τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικές γλυκάνες έχει το G. frondosa (44.2%) με τα L. edodes και G. lucidum (38.3% και 26.9-27.7% αντίστοιχα) να ακολουθούν. Οι αντίστοιχες τιμές περιεκτικότητας σε β-γλυκάνες είναι 42.2%, 37.5% και 23.3-26.3% για τα G. frondosa, L. edodes και G. lucidum αντίστοιχα. 7 Όσον αφορά την παραλαβή πρωτεϊνικών συμπυκνωμάτων, οι εκχυλίσεις πραγματοποιήθηκαν με πολύ υψηλές αποδόσεις. Η μέγιστη απόδοση εκχύλισης που επιτεύχθηκε άγγιξε το 83.9% από το G. frondosa, που υποδεικνύει ότι τα μανιτάρια είναι ικανές πρώτες ύλες για την εκχύλιση πρωτεϊνών. Τα συμπυκνώματα με την υψηλότερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη παρελήφθησαν από τα είδη G. lucidum, T. aestivum και L. edodes (51.7%, 51.6% και 51.3% αντίστοιχα). Σε όλα τα είδη μανιταριών, η εκχύλιση σε ουδέτερο pH παρότι δεν επέφερε μείωση της απόδοσης εκχύλισης, προκάλεσε αξιοσημείωτη μείωση της ποσότητας του παραλαμβανόμενου συμπυκνώματος, με αποτέλεσμα να ελαττωθούν οι τιμές των υπόλοιπων συντελεστών απόδοσης (απόδοση απομόνωσης και ολική απόδοση). Πολύ υψηλές τιμές απόδοσης εκχύλισης επιτεύχθηκαν και κατά την παραλαβή υδατανθρακικών συμπυκνωμάτων, τόσο ολικών γλυκανών όσο και β-γλυκανών και η μέγιστη τιμή που επιτεύχθηκε ήταν η απόδοση εκχύλισης 69.1%, από το L. edodes που είχε γενικότερα τις υψηλότερες τιμές απόδοσης εκχύλισης, με τα G. frondosa και T. aestivum (59.3% και 46.7% αντίστοιχα) να ακολουθούν. Παρόλα αυτά, δεν κατέστη δυνατή η απομόνωση γλυκανών, καθώς τα περισσότερα συμπυκνώματα δεν ξεπέρασαν σε περιεκτικότητα γλυκανών τις πρώτες ύλες που σημαίνει ότι απαιτείται περισσότερη διερεύνηση των σταδίου απομόνωσης και καθαρισμού των υδατανθρακικών συμπυκνωμάτων. Ανάλογα με το είδος του μανιταριού φαίνεται πως μεταβάλλεται σημαντικά η απόδοση εκχύλισης πρωτεϊνών, η ολική απόδοση και η απόδοση βάρους του παραλαμβανόμενου πρωτεϊνικού συμπυκνώματος, όχι όμως η απόδοση απομόνωσης πρωτεϊνών ή η περιεκτικότητα (καθαρότητα) του συμπυκνώματος σε πρωτεΐνη. Σχετικά με την απομόνωση των υδατανθρακικών συστατικών και την παραλαβή των συμπυκνωμάτων τους, ανάλογα με το είδος μανιταριού φαίνεται πως μεταβάλλεται η απόδοση εκχύλισης γλυκανών, η απόδοση απομόνωσης, η ολική απόδοση, η απόδοση βάρους αλλά και η περιεκτικότητα των ολικών και β-γλυκανών. Η περιεκτικότητα β-γλυκανών στα συμπυκνώματα εξαρτάται επίσης από τη μέθοδο εκχύλισης, με την εκχύλιση με μικροκύματα να δίνει καλύτερα αποτελέσματα (22.2% με μικροκύματα και 19.0% με υπέρηχους). Τα καλύτερα αποτελέσματα παραλαβής υδατανθρακικών προϊόντων εμφάνισε το G. frondosa, καθώς παρουσίασε τις υψηλότερες τιμές αποδόσεων αλλά και %περιεκτικότητας σε γλυκάνες στα συμπυκνώματά του, επομένως αξίζει περισσότερης διερεύνησης. Το ίδιο μανιτάρι εμφάνισε τα καλύτερα αποτελέσματα και κατά την παραλαβή πρωτεϊνικών προϊόντων, επομένως αξίζει να εξεταστούν και άλλες μέθοδοι παραλαβής των πρωτεϊνών από τα εκχυλίσματά τους, όπως υπερδιήθηση ή απευθείας παραλαβή του πρωτεϊνικού εκχυλίσματος με ξήρανση με ψεκασμό.