Селен — один из самых дефицитных и жизненно важных микроэлементов для человеческого организма, который можно получать из грибов. Китайские ученые провели эксперимент с местным термотолерантным сортом вешенки обычной. Исследователям удалось не просто обогатить грибы ценным органическим селеном и рекордно поднять в них уровень белка, но и обнаружить под ними уникальное бактериальное сообщество, способное совершить революцию в биотехнологиях.
Искусственное культивирование грибов давно вышло за рамки простого производства продуктов питания. Сегодня ученые рассматривают грибные фермы как высокотехнологичные фабрики по созданию функциональной еды, способной точечно решать проблемы со здоровьем человека. Одной из таких задач является биофортификация — искусственное обогащение урожая дефицитными микроэлементами.
Группа исследователей из Китая провела детальный эксперимент с термоустойчивым сортом вешенки обычной под названием «Daye 39», чтобы выяснить, как добавление различных доз селенита натрия в питательный субстрат влияет на урожайность, химический состав грибов и микромир, в котором они растут.
Для этого в субстрат вносили градиентные концентрации микроэлемента от 0 до 4000 мг/кг, а затем с помощью высокопроизводительного секвенирования генетического кода изучали бактериальную и грибную среду.
Результаты эксперимента наглядно продемонстрировали двойственную и дозозависимую природу селена. Выяснилось, что в умеренных концентрациях — от 80 до 400 мг/кг субстрата — селен работает как мощный стимулятор роста, увеличивая общую урожайность плодовых тел вешенок на 8,60–13,87%. Однако при достижении дозировки в 600 мг/кг и выше вещество начинает проявлять токсичность, и объемы сбора грибов постепенно сокращался.
Изучив динамику накопления элементов в течение нескольких последовательных волн урожая, исследователи зафиксировали, что максимальная концентрация полезного элемента формируется к третьему сбору. При этом вешенка проявила себя как великолепный биохимический фильтр: доля безопасного и легкоусвояемого органического селена в ее тканях стабилизировалась на уровне не менее 65%, причем 81,6% от этого объема превратилось в ценнейшую аминокислоту селенометионин.
Параллельно ученые обнаружили всплеск питательной ценности грибов от волны к волне. Если в самом первом сборе содержание сырого белка составляло вполне стандартные 25,52 грамма на 100 г продукта, то к восьмому сбору этот показатель взлетел до внушительных 42,99 грамма. По сути, вешенка позднего сбора превратилась в концентрированный протеиновый суперфуд.
Не менее интересные изменения произошли и внутри самого субстрата, где селен выступил в роли регулятора микробной экологии. Под его воздействием доля бактерий из типа Pseudomonadota (Псевдомонады) выросла более чем в два раза — с 34,35% в контрольных образцах до 74,76% на обогащенных участках. В то же время численность бактерий типа Bacillota (Бациллоты) упала с 38,96% до 15,16%.
Несмотря на эти бактериальные перестановки, само грибное сообщество на протяжении всего времени оставалось стабильным, и в нем безоговоговочно доминировала вешенка, подавляя любые плесени. Из изменившегося субстрата ученым удалось выделить два уникальных штамма селеноустойчивых бактерий — Cedecea neteri S1 и Pseudomonas composti S15. Оказалось, что в их собственных клетках содержание органического селена достигло рекордных 98,02% и 99,23%.
На основе полученных данных китайские исследователи назвали концентрацию в 160 мг/кг селена в субстрате самой оптимальной. Эта дозировка позволяет собирать максимальный урожай вешенок с лечебными свойствами и одновременно открывает перед биотехнологами новые функциональные микробные ресурсы для создания высокоэффективных биодобавок.