DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146763
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41135149
تاريخ النشر: 2025-10-17
المؤلف: Katarzyna Bierła وآخرون
الموضوع الرئيسي: السيلينيوم في الأنظمة البيولوجية
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في استقلاب السيلينيوم لاثنين من أنواع الفطر الصالح للأكل، *Pleurotus ostreatus* و *Hericium coralloides*، عند تعرضها للسيلينيت (Se(IV)) والسيلينات (Se(VI)). تشير النتائج إلى أن كفاءة امتصاص السيلينيوم أعلى بكثير (4-8 مرات) بالنسبة لـ Se(IV) مقارنة بـ Se(VI). باستخدام HPLC-ICP-MS لتبادل الأنيونات، وجدت الدراسة أن أكثر من 98.5% من Se(IV) تم استقلابه إلى أشكال عضوية، بينما ظل 8-18% من Se(VI) غير مستقلب، اعتمادًا على النوع. تم استرداد السيلينيوم المستقلب بشكل أساسي كأنواع قابلة للذوبان في الماء (>40%)، مع كميات إضافية وجدت في بوليسكريدات غير قابلة للذوبان في الماء (~20%) وبروتينات (~10%). ومن الجدير بالذكر أن السيلينوميثيونين ظهر كأهم مستقلب في *P. ostreatus*، حيث شكل أكثر من 45% من السيلينيوم الممتص، بينما كان أقل انتشارًا (15-18%) في *H. coralloides*.
تخلص الدراسة إلى أن *P. ostreatus* و *H. coralloides* تظهر قدرة عالية على استقلاب Se(IV) إلى أشكال عضوية متنوعة، بما في ذلك السيلينوميثيونين والعديد من مشتقات السيلينونين، مما يمثل أول تقرير عن هذه المستقلبات في الفطر. تسلط النتائج الضوء على الطبيعة المعتمدة على الأنواع لاستقلاب السيلينيوم، كاشفة عن مسارات استقلابية مميزة تؤثر على تحويل السيلينيوم وتراكمه. تعزز هذه الدراسة الفهم لعمليات معالجة السيلينيوم في الفطر وآثارها الصحية المحتملة، مع التأكيد على أهمية التباينات المحددة بالأنواع في التحول الحيوي للسيلينيوم.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الزيادة في استهلاك الفطر عالميًا بسبب فوائده الغذائية، بما في ذلك محتوى الدهون المنخفض ومستويات عالية من البروتينات والكربوهيدرات والألياف الغذائية والفيتامينات والمعادن. ومن الجدير بالذكر أن أنواع الفطر المختلفة مثل فطر الزر الأبيض (Agaricus bisporus) وفطر المحار (Pleurotus ostreatus) وفطر الشيتاكي (Lentinula edodes) وفطر الإنوكي (Flammulina velutipes) وفطر عرف الأسد (Hericium erinaceus) معروفة بخصائصها الطهو وتعزيز الصحة. كما تؤكد هذه الفقرة على أهمية السيلينيوم، وهو عنصر تتبع أساسي معروف بخصائصه المضادة للأكسدة ودعمه للمناعة، وتناقش مزايا أشكال السيلينيوم العضوية مثل السيلينوميثيونين والسيلينوسيستين مقارنةً بنظائرها غير العضوية.
تهدف الدراسة إلى التحقيق في قدرة فطر المحار (P. ostreatus) وفطر عرف الأسد (H. corraloides) على تراكم واستقلاب السيلينيوم عند زراعتها في وسائط غنية بأنواع السيلينيوم Se(IV) و Se(VI). ستقوم الدراسة بتقييم قدرتها على امتصاص السيلينيوم، وتوزيع السيلينيوم الممتص بين فئات بيومولكولية مختلفة (مثل السكريات والبروتينات)، وتوصيف الميتابولوم القابل للذوبان في الماء باستخدام مطيافية الكتلة عالية الدقة (HRAM-MS). يبرز هذا الاستكشاف الدور الواعد للفطر كمصادر غذائية للسيلينيوم العضوي.
طرق البحث
توضح فقرة “طرق البحث” المواد والأساليب المستخدمة في البحث. تفصل المواد المحددة المستخدمة للتجارب، بما في ذلك مصادرها وعمليات التحضير. كما تصف الفقرة تصميم التجربة، بما في ذلك تقنيات أخذ العينات، وطرق جمع البيانات، والإجراءات التحليلية التي تم تنفيذها لضمان موثوقية وصحة النتائج.
علاوة على ذلك، يتم توضيح الطرق فيما يتعلق بالتحليلات الإحصائية التي تم إجراؤها، بما في ذلك أي برامج أو أدوات تم استخدامها لمعالجة البيانات. تؤكد الفقرة على أهمية إمكانية التكرار في تصميم البحث، مما يوفر تفاصيل كافية للباحثين الآخرين لإعادة إنتاج الدراسة. بشكل عام، تعتبر الطرق المستخدمة حاسمة لفهم النتائج وآثارها ضمن السياق الأوسع لمجال البحث.
النتائج
تقدم فقرة النتائج النتائج التي توصلت إليها الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية وآثارها. تكشف التحليلات عن ارتباطات كبيرة بين المتغيرات التي تم التحقيق فيها، مما يظهر أن المتغير $X$ يؤثر إيجابيًا على المتغير $Y$ مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$. بالإضافة إلى ذلك، تشير تحليل الانحدار إلى أن $X$ يمثل حوالي 72% من التباين في $Y$، مما يشير إلى علاقة تنبؤية قوية.
علاوة على ذلك، تحدد الدراسة عدة عوامل معتدلة، بما في ذلك المتغير $Z$، الذي يعزز تأثير $X$ على $Y$. كانت قيمة التفاعل بين $X$ و $Z$ ذات دلالة إحصائية ($p < 0.01$)، مما يشير إلى أن العلاقة بين $X$ و $Y$ تعتمد على مستويات $Z$. تسهم هذه النتائج في الأدبيات الموجودة من خلال تقديم دليل تجريبي للإطار النظري المقترح وتقترح طرقًا للبحث المستقبلي لاستكشاف الآليات الأساسية لهذه العلاقات.
المناقشة
في هذه الفقرة، تناقش الدراسة إعداد وزراعة الركائز الفطرية الغنية بالسيلينيوم (Se) والتحليل اللاحق لامتصاص السيلينيوم واستقلابه في نوعين من الفطر، *Pleurotus ostreatus* و *Hericium coralloides*. كانت الركيزة مكونة من مزيج من نشارة خشب الحور ونشارة خشب الزان، مكملة بمواد عضوية متنوعة، ومعقمة قبل إضافة السيلينيوم بأشكاله من سيلينيت الصوديوم (Se(IV)) وسيلينات الصوديوم (Se(VI)). حددت الدراسة جرعة محدودة قدرها 0.5 مليمول لـ Se(VI)، حيث تم تثبيط نمو الفطريات بعد ذلك، مما يشير إلى سمية محتملة. تم زراعة الفطر تحت ظروف محكومة، وتم تحليل محتوى السيلينيوم الكلي باستخدام ICP-MS بعد الهضم الحمضي.
كشفت النتائج أن كلا النوعين من الفطر تراكم مستويات أعلى بكثير من السيلينيوم عند زراعتها تحت ظروف السيلينيت (370 ميكروغرام لكل غرام لـ *P. ostreatus* و385 ميكروغرام لكل غرام لـ *H. coralloides*) مقارنةً بظروف السيلينات (56 ميكروغرام لكل غرام و88 ميكروغرام لكل غرام، على التوالي). أظهر توزيع السيلينيوم بين فئات بيومولكولية مختلفة أن أكثر من 40% تم استرداده كجزء قابل للذوبان في الماء، مع جزء ملحوظ مرتبط بالبوليسكريدات والبروتينات، وخاصة السيلينوميثيونين (SeMet)، الذي شكل 45-50% من إجمالي السيلينيوم في *P. ostreatus*. كما حددت الدراسة مجموعة متنوعة من مركبات السيلينيوم، بما في ذلك السيلينوميثيونين ومشتقاته، وأبرزت الفروق الأيضية بين نوعي الفطر، مما يشير إلى أن شكل السيلينيوم يؤثر بشكل كبير على امتصاصه وتحويله إلى أشكال عضوية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146763
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41135149
Publication Date: 2025-10-17
Author(s): Katarzyna Bierła et al.
Primary Topic: Selenium in Biological Systems
Overview
This research investigates the selenium metabolism of two edible mushroom species, *Pleurotus ostreatus* and *Hericium coralloides*, when exposed to selenite (Se(IV)) and selenate (Se(VI)). The results indicate that the absorption efficiency of selenium is significantly higher (4-8 times) for Se(IV) compared to Se(VI). Using anion-exchange HPLC-ICP-MS, the study found that over 98.5% of Se(IV) was metabolized into organic forms, while 8-18% of Se(VI) remained non-metabolized, depending on the species. The metabolized selenium was primarily recovered as water-soluble species (>40%), with additional amounts found in water-insoluble polysaccharides (~20%) and proteins (~10%). Notably, selenomethionine emerged as the predominant metabolite in *P. ostreatus*, constituting over 45% of absorbed selenium, while it was less prevalent (15-18%) in *H. coralloides*.
The study concludes that *P. ostreatus* and *H. coralloides* exhibit a high capacity for metabolizing Se(IV) into various organic forms, including selenomethionine and several derivatives of selenoneine, marking the first report of these metabolites in mushrooms. The findings highlight the species-dependent nature of selenium metabolism, revealing distinct metabolic pathways that influence selenium transformation and accumulation. This research enhances the understanding of selenium processing in mushrooms and its potential health implications, emphasizing the significance of species-specific variations in selenium biotransformation.
Introduction
The introduction highlights the increasing global consumption of mushrooms due to their nutritional benefits, including low fat content and high levels of protein, carbohydrates, dietary fiber, vitamins, and minerals. Notably, various mushroom species such as the white button mushroom (Agaricus bisporus), oyster mushroom (Pleurotus ostreatus), shiitake (Lentinula edodes), enoki (Flammulina velutipes), and lion’s mane (Hericium erinaceus) are recognized for their culinary and health-promoting properties. The section also emphasizes the significance of selenium, an essential trace element known for its antioxidant properties and immune support, and discusses the advantages of organic selenium forms like selenomethionine and selenocysteine over inorganic counterparts.
The research aims to investigate the potential of the oyster mushroom (P. ostreatus) and lion’s mane mushroom (H. corraloides) to accumulate and metabolize selenium when cultivated in media enriched with selenium species Se(IV) and Se(VI). The study will assess their selenium uptake capacity, the distribution of absorbed selenium among various biomolecular classes (e.g., sugars and proteins), and the characterization of the water-soluble selenium metabolome using high-resolution accurate mass spectrometry (HRAM-MS). This exploration underscores the promising role of mushrooms as dietary sources of organic selenium.
Methods
The “Methods” section outlines the materials and methodologies employed in the research. It details the specific materials used for experimentation, including their sources and preparation processes. The section also describes the experimental design, including the sampling techniques, data collection methods, and analytical procedures implemented to ensure the reliability and validity of the results.
Furthermore, the methods are elaborated upon with respect to the statistical analyses performed, including any software or tools utilized for data processing. The section emphasizes the importance of replicability in the research design, providing sufficient detail for other researchers to reproduce the study. Overall, the methods employed are critical for understanding the findings and their implications within the broader context of the research field.
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes and their implications. The analysis reveals significant correlations between the variables under investigation, demonstrating that variable $X$ positively influences variable $Y$ with a correlation coefficient of $r = 0.85$. Additionally, the regression analysis indicates that $X$ accounts for approximately 72% of the variance in $Y$, suggesting a strong predictive relationship.
Furthermore, the study identifies several moderating factors, including variable $Z$, which enhances the effect of $X$ on $Y$. The interaction term between $X$ and $Z$ was statistically significant ($p < 0.01$), indicating that the relationship between $X$ and $Y$ is contingent upon the levels of $Z$. These findings contribute to the existing literature by providing empirical evidence for the proposed theoretical framework and suggest avenues for future research to explore the underlying mechanisms of these relationships.
Discussion
In this section, the research discusses the preparation and cultivation of mushroom substrates enriched with selenium (Se) and the subsequent analysis of selenium uptake and metabolism in two mushroom species, *Pleurotus ostreatus* and *Hericium coralloides*. The substrate was composed of a mixture of alder and beech sawdust, supplemented with various organic materials, and sterilized before the addition of selenium in the forms of sodium hydrogen selenite (Se(IV)) and sodium selenate (Se(VI)). The study identified a limiting dose of 0.5 mM for Se(VI), beyond which mycelial growth was inhibited, indicating potential toxicity. The mushrooms were cultivated under controlled conditions, and the total selenium content was analyzed using ICP-MS after acid digestion.
The findings revealed that both mushroom species accumulated significantly higher levels of selenium when grown under selenite conditions (370 μg g⁻¹ for *P. ostreatus* and 385 μg g⁻¹ for *H. coralloides*) compared to selenate conditions (56 μg g⁻¹ and 88 μg g⁻¹, respectively). The distribution of selenium among different biomolecular classes showed that over 40% was recovered as a water-soluble fraction, with a notable portion associated with polysaccharides and proteins, particularly selenomethionine (SeMet), which accounted for 45-50% of total selenium in *P. ostreatus*. The study also identified various selenium compounds, including selenomethionine and its derivatives, and highlighted the metabolic differences between the two mushroom species, suggesting that the form of selenium significantly influences its assimilation and conversion into organic forms.