Vliv hlívy ústřičné na produkci krátkých mastných kyselin střevní mikrobiotou

Bc. Irena Němečková

Master's thesis

Influence human microbiota short-chain fatty acids production by oyster mushroom

Abstract:

Jedlé houby mohou být významným zdrojem vlákniny, zejména beta−glukanů. Beta−glukany vykazují mnoho příznivých účinků jako je například podpora imunitního systému člověka, silný antioxidační účinek nebo snižování vedlejších účinků chemoterapie. Když se beta−glukany dostanou do tlustého střeva, tak jsou fermentovány střevní mikrobiotou za vzniku mastných kyselin s krátkým řetězcem, které jsou pro lidské tělo velmi důležité. Mezi tyto kyseliny řadíme acetát, propionát a butyrát.Není přesně známo, jak se v produkci krátkých mastných kyselin liší jednotlivé kmeny hub rodu Pleurotus, proto bylo cílem této diplomové práce vyhodnotit jednotlivé kmeny z hlediska produkce mastných kyselin s krátkým řetězcem mikrobiotou člověka v in vitro experimentu.Bylo zkoumáno množství vzniklých mastných kyselin s krátkým řetězcem po fermentaci vybraných druhů hub rodu Pleurotus. Pro pokus bylo vybráno 6 kmenů ze tří druhů hlív: P. flabellatus, P. pulmonarius, P. ostreatus opuntiae, P. ostreatus ivory, P. ostreatus 5175 a P. ostreatus X. Jako zdroj střevních bakterií pro experiment byly použity lidské stolice od tří zdravých dárců. Vzorky hub se stolicí byly fermentovány v třepací lázni při teplotě 37 °C. Odběr vzorků probíhal v časových intervalech 0, 4, 8 a 24 hodin. Následně byly měřeny na NMR spektrometru Bruker Avance III 500 MHz. Výsledná spektra byla manuálně fázována a referencována na TSP 0.00 ppm v programu Topspin. Alignment a export spekter byl proveden v programu Mestrenova, cílové profilování látek a kvantifikace v programu Chenomx 8.5.Všechny druhy hub vykazovaly po fermentaci zvýšený obsah mastných kyselin s krátkým řetězcem. Nejvyšší obsah acetátu vykazovali Pleurotus flabellatus a Pleurotus ostreatus ivory s průměrnou hodnotou 370,4 mg.dL-1. Nejvyššího obsahu propionátu dosáhl Pleurotus pulmonarius, který vykazoval hodnotu 150,50 mg.dL-1. Nejvyšších hodnot butyrátu dosáhli Pleurotus pulmonarius a Pleurotus ostreatus X, jejichž hodnoty se lišily o 0,6 mg.dL-1, průměrně jejich hodnota činila 184,4 mg.dL-1.Z dosažených výsledků vyplývá, že z použitých kmenů hub se jako nejvhodnější pro produkci mastných kyselin s krátkým řetězcem jeví Pleurotus flabellatus a Pleurotus pulmonarius. Naopak jako nejméně vhodný kmen se zdá Pleurotus ostreatus 5175.Tento experiment byl jeden z prvních pokusů porovnávajících jednotlivé kmeny rodu Pleurotus, proto by bylo vhodné pokračovat dál například v in vivo studiích.

Abstract:

Edible mushrooms can be an important source of fiber, especially beta-glucans. Beta-glucans have many beneficial effects, such as supporting the human immune system, a strong antioxidant effect or reducing the side effects of chemotherapy. When beta-glucans enter the large intestine, they are fermented by the intestinal microbiota to produce short-chain fatty acids, which are very important to the human body. These acids include acetate, propionate and butyrate.It is not known exactly how the individual strains of fungi of the genus Pleurotus differ in the production of short fatty acids, so the aim of this diploma thesis was to evaluate individual strains in terms of production of short chain fatty acids by microbiota in an in vitro experiment.The amount of short-chain fatty acids formed after fermentation of selected species of fungi of the genus Pleurotus was investigated. Six strains from three species of mushrooms were selected for the experiment: P. flabellatus, P. pulmonarius, P. ostreatus opuntiae, P. ostreatus ivory, P. ostreatus 5175 and P. ostreatus X. Human stools from three healthy donors were used as a source of intestinal bacteria for the experiment. Stool mushroom samples were fermented in a shaking bath at 37 ° C. Sampling took place at time intervals of 0, 4, 8 and 24 hours. They were then measured on a Bruker Avance III 500 MHz NMR spectrometer. The resulting spectra were manually phased and referenced to a TSP of 0.00 ppm in the Topspin program. Alignment and export of spectra was performed in the program Mestrenova, target profiling of substances and quantification in the program Chenomx 8.5.All types of fungi showed an increased content of short-chain fatty acids after fermentation. Pleurotus flabellatus and Pleurotus ostreatus ivory showed the highest acetate content with an average value of 370.4 mg.dL-1. The highest propionate content was reached by Pleurotus pulmonarius, which had a value of 150.50 mg.dL-1. The highest values of butyrate were reached by Pleurotus pulmonarius and Pleurotus ostreatus X, whose values differed by 0.6 mg.dL-1, their average value was 184.4 mg.dL-1.The results obtained show that Pleurotus flabellatus and Pleurotus pulmonarius appear to be the most suitable fungus strains used for the production of short-chain fatty acids. In contrast, Pleurotus ostreatus 5175 appears to be the least suitable strain.This experiment was one of the first experiments comparing individual strains of the genus Pleurotus, so it would be appropriate to continue, for example, in vivo studies.

Keywords

Pleurotus ostreatus, beta-glukany, krátké mastné kyseliny, NMR

Keywords

Pleurotus ostreatus, beta-glucans, short fatty acid, NMR

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Pavel Klouček, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Farm Products Quality and Processing / Farm Products Quality and Processing