Биотехнологическое производство гриба чаги

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Упоминания о  лекарственных свойствах грибов традиционно присутствуют во многих культурах мира. Исследования антибиотических свойств грибов, проведенные в последние тридцать лет, доказали терапевтический и противомикробный эффект веществ, входящих в состав лекарственных грибов.

Гриб Чага является одним из самых распространенных в народной медицине целебных грибов и известен еще с XVI в. Гриб паразитирует на стволах деревьев (чаще всего на берёзах), отчего и получил народное название «чёрный берёзовый гриб». Реже поражает другие живые деревья — ольху, рябину, бук, вяз, клён. Наряду с этим, древоразрушающий гриб чага является целебным продуктом, который в народе прозвали «лесной лекарь». В народной медицине экстракты из чаги применяются как средства для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта и раковых заболеваний.

Также чага является продуцентом физиологически активных соединений и  благодаря этому широко используется в современной фармации как противоопухолевое и противогастритное средство.

Цель курсовой работы:

- изучить биотехнологическое производство экстракта гриба чаги.

Задачи курсовой работы:

- изучить фармакологические  свойства гриба чаги;

- выбрать и описать наиболее оптимальный способ получения экстракта;

-доказать целесообразность  выбранной технологии производства  продукта;

- разработать и подробно  описать аппаратурно-технологическую схему производства продукта;

- рассмотреть области  применения гриба чаги.

В настоящее время их используют в гастроэнтерологии для лечения больных гастритами, при дискинезиях желудочно-кишечного тракта, при язве желудка и двенадцатиперстной кишки, а также в онкологической практике как симптоматическое и общетонизирующее средство. Экстракты из «березового гриба» включают в состав большого числа различных лечебных кремов и мазей.

Польза чаги широко используется в народной медицине, а полезные свойства чаги позволяют избавиться от многих проблем со здоровьем, что является весьма актуальным в наше время.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Лаборатория новых антибиотиков Ботанического института им. В.Л.Комарова АН СССР, занимающаяся разносторонним изучением чаги, получила из неё в 1951 г. лечебный препарат, называемый «БИН-чага». При этом разработаны две его лекарственные формы: густой экстракт (концентрат) и таблетки. Основываясь на результатах клинических испытаний препарата, Ученый совет Министерства здравоохранения СССР разрешил применение этого препарата при раковых заболеваниях,  а также для лечения больных язвенной болезнью. Утвержденное название препарата – экстракт из березового гриба (чага).

На Дальнем Востоке чага на живых деревьях березы встречается повсеместно в пределах зоны хвойно-широколиственных лесов и южной подзоны зоны хвойных таежных лесов. Чага произрастает на березах желтой, каменной, маньчжурской, плосколистной, японской (на Камчатке), Тауша (на Сахалине). Чаще всего чага развивается на стволах березы каменной, затем березы желтой, реже – на стволах белых берез.

Помимо использования для лечебных целей чага на Дальнем Востоке и в Сибири имеет и другое применение. Охотники и работники экспедиций, а также население, живущее в лесах, иногда используют чагу для заварки чая (главным образом, кусочками, взятыми из наружного темноокрашенного слоя). При этом чага почти не придает кипятку вяжущий вкус и окрашивает его  в коричневый цвет [1].

 

1.1 Биологическая  характеристика гриба чага

Трутовик косотрубчатый (косой) – Inonotus obliquus представляет собой высший гриб класса Polyporaceae (Базидиомицеты), порядка Aphyllophorales (Афиллофоральные) и семейства гименохетовые – Hymenochaetaceae (Трутовиковые).

На Дальнем Востоке широко распространена бесплодная форма этого гриба – чага, которая поражает стволы, толстые ветви живых деревьев большинства видов дальневосточных берез и изредка ольхи волосистой. Плодовые тела Inonotus obliquus встречаются редко и на уже отмерших деревьях или на отмерших частях (сухобочинах) живых. Общий вид плодового тела представлен на  рис. 1.

Рис. 1. Трутовик косой. Общий вид плодового тела

 

Причиной образования чаги является заражение коры дерева  паразитным трутовым грибом (Inonotus obliquus). Споры его рассеиваются по воздуху и прорастают лишь в тех случаях, когда попадают на пораженные участки  коры  деревьев.  Образующийся  нарост постепенно израстается.

При благоприятных условиях рост чаги может продолжаться 10—15 лет. Многолетний паразитный гриб развивается на стволах березы в виде неправильных наростов, достигающих от 5 до 40 см в диаметре, толщиной 10—15 см и массы 3—5 кг.

Поверхность нароста черная, с многочисленными неглубокими трещинами; внутренняя его часть очень твердая, от желто-бурого до темно-коричневого цвета с белыми прожилками. Его споры прорастают только в том случае, если попадают на повреждённые участки коры деревьев. Форма плодового тела гриба овальная или округлая. 

Изнутри окраска тёмно-коричневая (вследствие пигментации гиф), ближе к древесине переходит в рыже - бурую. Нарост пронизан белыми прожилками, состоящими из бесцветных гиф. Рост порой может продолжаться до 10 - 20 лет, но неминуемо ведёт к гибели дерева-хозяина.

После отмирания дерева на противоположной стороне ствола появляется собственно плодовое тело гриба. Оно развивается под корой, причём гифы распространяются на 0,5 - 1 м по длине ствола. По мере созревания спор образуются гребневидные выросты  - так называемые «упорные пластинки». Они прорывают кору дерева, обнажая буро-коричневый гименофор. Споры сначала бесцветные, затем приобретают бледно-рыжеватую окраску; толстостенные, с одной или несколькими каплями масла внутри. Форма наростов зависит от характера повреждений, через которые берёза заражается трутовым грибом.

Хозяевами   гриба чаще всего являются березы повислая и пушистая.  В основном чага поражает старые деревья; на молодых, сильнее сопротивляющихся внешним вредным воздействиям, встречается реже.

Распространен   «березовый   гриб»   по всей территории умеренной зоны Северного полушария, внутри границ ареала березы, обрываясь в зоне перехода от тайги к лесостепи.  Чага встречается в берёзовых лесах России, восточной Европы, Кореи; на севере США, в горах Северной Каролины.

Лекарственным сырьём являются наросты, возникающие только на берёзах. Собирать чагу можно в любое время года, хотя чаще всего её собирают поздней осенью, зимой или ранней весной, так как из-за отсутствия листвы её проще заметить. Чагу подрубают топором у ствола дерева, после чего очищают рыхлую светлоокрашенную часть, так как она не пригодна для использования, удаляют остатки коры и древесины, разрубают на куски. Сушат на воздухе или в сушилках или на печках при температуре не выше 60 °C. Срок хранения сырья 2 года.   

Медицина начала изучение лекарственных форм, получаемых из чаги и установление механизма воздействия препаратов чаги в 60-х годах прошлого столетия. 

Эмпирические поиски средств против рака ведутся на протяжении столетий. Мимо этого грозного заболевания не прошла и народная медицина, которая широко использует различные вещества природного происхождения — растительные, минеральные и др. Опыт народной медицины, проверенный на десятках поколений больных, дал здравоохранению ряд ценных лекарственных растений, используемых в производстве различных препаратов.

Одним из видов растительного сырья, издавна применяющегося в народной медицине для лечения желудочно-кишечных заболеваний и при раке различной локализации, являются наросты на березах, именуемые чагой [3].

 

2. Химический состав гриба чаги

Чага – это источник целого ряда полезных веществ, которым он обязан своими уникальными терапевтическими, противовоспалительными и противоинфекционными свойствами, однако химический состав его в полной мере ещё не изучен.

Чага содержит широкий спектр различных БАВ: водорастворимые пигменты в большом количестве (20 %), которые образуют хромогенный полифенолкарбоновый комплекс, содержащий красящие вещества.

Также чага содержит птерины (производные птеридина), наличием которых обусловливается цитостатическое действие чаги; агарициновая и гуминоподобная чаговые кислоты (до 60 %); полисахариды (6–8 %); органические кислоты, суммарное содержание которых составляет 0,5–1,3 % (щавелевая, уксусная, муравьиная, ванилиновая, сиреневая, п-оксибензойная), а также две тритерпеновые кислоты из группы тетрациклических тритерпенов (инонотовая и обликвиновая); липиды (ди- и триглицериды); стероидные вещества (стерины — эргостерол, а также тетрациклические тритерпены — ланостерол и инотодиол, проявляющий антибластическую активность); лигнин; клетчатка; свободные фенолы; флавоноиды; кумарин пеуцеданин; целлюлоза; смолы; следы алкалоидов невыясненной структуры; зола (12,3 %), богатая марганцем, который, возможно, имеет значение в лечебном действии чаги как активатора энзимов; другие микроэлементы в виде оксидов: медь, барий, цинк, железо, кремний, алюминий, кальций, магний, калий, натрий, причем калия в 5–6 раз больше, чем натрия. Химический состав плодового тела Inonotus obliquus представлен в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав плодового тела Inonotus obliquus

Вещество	Содержание
Агарциновая и гуминоподобная чаговые кислоты	до 60 %
Хромогенный полифенолкарбоновый комплекс	20 %
Зола	12,3 %
Полисахариды	6-8 %
Органические кислоты	0,5-1,3 %

 

Важнейшей особенностью химического состава гриба гаги является его непостоянство, которое обусловлено, прежде всего, качеством лекарственного растительного сырья, условиями транспортировки и хранения [2].

 

 

 

 

3. Фармакологические свойства и лекарственные формы гриба чаги

Полезные свойства чаги, обусловленные ее химическим составом, повышают защитные функции организма, стимулируют активность нервной и нейрогуморальной систем организма.

Немаловажным свойством чаги при его применении является его способность улучшать обмен веществ в организме [8].

 Кроме того, препараты  чаги обладают спазмолитическими, мочегонными, антимикробными, репаративными свойствами, нормализуют деятельность желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и кишечную микрофлору, способствуют рубцеванию язв желудка и двенадцатиперстной кишки, проявляют выраженные гастропротективные свойства.

Отвар гриба понижает артериальное и венозное давление, уменьшает частоту пульса. Максимальное снижение уровня глюкозы в сыворотке крови наблюдается через 1,5–3 ч после приема отвара внутрь. Уровень сахара при этом понижается на 15,8–29,9 %. При наружном использовании чага проявляет противовоспалительное, заживляющее и обезболивающее действие, защищает кожу от вредного воздействия внешней среды, в том числе от грибковых и вирусных инфекций, снимает отеки и способствует восстановлению здорового состояния кожи [3].

Лечебное действие чаги обусловлено присутствием в ее составе основного действующего вещества, обладающего фармакологической и терапевтической активностью – полифенолоксикарбонового комплекса (ПФК), а также производных фенольных альдегидов. Все компоненты чаги стимулируют повышение иммунитета организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды [7].

Лекарственные формы Inonotus obliquus находят широкое применение в медицине при лечении различных заболеваний, что обусловлено их малой токсичностью и высокой биологической доступностью. На основе березового гриба разработаны также многие препараты, которые разрешенны для применения Министерством здравоохранения Российской Федерации.

В качестве лекарственных форм из Inonotus obliquus в России зарегистрированы: сырье растительное, сырье растительное измельченное и препараты из него (водный экстракт «Бефунгин» и спиртовая настойка «Гастрофунгин».

 

1. Лекарственное сырье гриба чаги

Лекарственное сырьё состоит из высушенных нарубленных кусков без определенной формы размером до 10 см; они плотные, зернистые, однородные, темно-коричневые, местами черные. Запах отсутствует, вкус горьковатый.

Заготовку чаги можно проводить круглый год, однако легче разыскивать стволы с наростами в безлистом состоянии деревьев, т. е. с осени до весны. Лучше всего использовать чагу, срезанную весной — с начала сокодвижения до периода распускания листьев. Чагу отыскивают в лесу на старых растущих березах или на срубленных деревьях по лесозаготовкам.

Наросты обрубают топором вдоль ствола, очищают рыхлую внутреннюю часть, не подлежащую сбору, и удаляют прилегающие куски коры и древесины березы. В сырье остаются только внешняя и твердая средняя части нароста. На переработку отправляют либо целые свежие наросты, которые, однако, не могут долго храниться, либо разрубленные на куски в 3–6 см (до 10 см), подсушенные на воздухе или при температуре не выше 50–60 °С.

Хранить сырье необходимо в сухом хорошо проветриваемом помещении, так как чага легко отсыревает и затем плесневеет.

 

2. Измельченное лекарственное сырье гриба чаги

Измельченное лекарственное сырьё чаги – это натуральный экстракт гриба чаги, имеющий преимущества перед другими формами продукта: в отличие от настоек, жидких форм, таблеток, он не содержит консервантов, спирта, добавок не требует длительного времени для приготовления настоев.

В зависимости от содержания количества растворителя (экстрагента) получаются экстракты разной консистенции: жидкие, густые и сухие. Первые две формы имеют значительные недостатки, что в значительной степени ограничивает возможности их применения.

Так, жидкие экстракты насыщены балластными веществами, которые при хранении выпадают в осадок. Густые экстракты могут содержать до 25 % влаги, что не всегда допустимо по технологическим соображениям, при хранении в сухом воздухе они подсыхают и превращаются в твердые массы, а во влажном - отсыревают и плесневеют. Жидкие и густые экстракты неудобны в транспортировке и хранении - требуют герметичной упаковки и транспортируются в хрупких стеклянных баллонах.