Ciuperci îmbogățite cu seleniu

Rolul important ale microelementelor din organismele vii sunt bine cunoscute, iar cercetarea acestora este din ce în ce mai largă. Până astăzi s-a dovedit ,că practic nu există enzime care nu ar avea legătură într-un oarecare mod cu majoritatea microelementelor. Colectivul de lucru responsabilă pentru dezvoltarea produselor din cadrul firmei BioFungi Srl., cu sediul în Áporka, lucrează în dezvoltarea tehnologiei de producție ale unei noi game de produse realizate din ciuperci. În cadrul cercetărilor, în diferite puncte ale tehnologiei de producție se introduce substanțe cu conținut de seleniu organic și anorganic, cu scopul ca corpul fructifer al ciupercilor de bălegar să preia și să încorporeze acest element. Am studiat modalitatea prin care seleniul adăugat la solul ciupercilor de bălegar cum va ajunge în ciupercă și cum ar fi posibilă creșterea cantității de seleniu introdusă în organism prin consumarea de ciuperci.

Țara noastră este o regiune care prezintă lipsă de seleniu, fapt pentru care oamenilor de pe aceste meleaguri sunt importante acele alimente,care sunt capabile de a completa carența de seleniu din organism: ca de exemplu pâinea-seleno, sau margarina cu seleniu. Ciupercile de asemenea pot fi utili pentru completarea necesarului de seleniu al organismului, în cazul în care acest element poate fi acumulat de către ciuperci în corpul fructifer ale acestora.

Ciuperca de bălegar cu două spori (Agaricus bisporus) este specia cultivată în cele mai mari cantități din lume cu cantitatea de 4 milioane de tone/an, cantitate la care Ungaria contribuie cu o parte de 25 de mii de tone/an. Această ciupercă constituie un aliment important din punctul de vedere al alimentației sănătoase deoarece are un conținut mic de carbohidrați și totodată reprezintă o sursă importantă de proteine și conține multe săruri minerale și microelemente.

Din conținutul total de aminoacizi ale ciupercilor o trăime constituie așa numitele aminoacizi esențiali și apar în relativ puțină cantitate de aminoacizii cu conținut de sulf și aminoacizii aromatici. Ciupercile conțin o cantitate semnificativă de potasiu și fosfor,dar conțin și alte elemente minerale. Conținutul de seleniu al ciupercilor de bălegar cultivat ajunge la 1-4mg /kg. Scopul nostru era să creștem această cantitate prin tratarea solului de cultivare, cu diferite substanțe cu conținut de seleniu.

Conținutul de seleniu al organismului uman ajunge doar la o valoarea a concentrației de 0,2mg/kg, iar în organismul unui om matur, cantitatea totală de seleniu este de 10-15mg (1) și marea majoritatea al acestei cantități se află în țesuturile moi. Seleniul în fond are rol antioxidant și participă în metabolismul organismului împreună cu tocoferolii. Enzima denumită glutation-peroxidază este o enzimă,care conține seleniu care catalizează reacția chimică prin care se va descompune peroxidaza, iar prin aceasta protejează membrana celulară de deteriorările oxidative, protejează lipidele nesaturate și integritatea membranei celulare.

Seleniul ajuns în organism se va absoarbe prin tractul intestinal în mod eficient din duoden și din jejun. Eficacitatea absorbției în general este de 50-70%, dar a fost măsurată absorbție cu o eficiență de aproape 100%. În cazul în care organismul este aprovizionat cu proteine din abundență, absorbția de seleniu va crește iar în cazul lipsei proteinelor absorbția de seleniu va scade. Seleniul absorbit se va elimina prin cale urinară. Plasma sanguină umană, măsurată în cazul oamenilor de la noi din țară prezintă un conținut mediu de 77mcg/l (SD 32 µg/l) concentrație de seleniu. Sunt cunoscute mai multe tipuri de substanțe cu conținut de seleniu, care conțin acest element sub formă organică (alimente de origine animală – selenocistină, sau de origine vegetală – selenometionină) respectiv sub formă anorganică (selenită, selenat). De exemplu seleno-metil-cisteina și selenocisteina au rol în prevenirea cancerului, respectiv au efect antioxidant în protecția împotriva stresului oxidativ ale celulelor. Astfel, dincolo de determinarea cantității integrale al seleniului, devine necesară examinarea substanțelor cu conținut de seleniu (2). Necesarul de seleniu nu se poate stabili în mod exact. În SUA ca cantitate zilnică necesară este acceptată o cantitate de 0,05-0,07mg, în timp ce aprovizionarea adecvată cu seleniu este reprezentată de o cantitate de 0,1-0,15mg. În cazul seleniului, în mod asemănător câtorva alte microelemente, dar în mod diferit față de cele mai multe microelemente, există un interval de concentrație strâmt dintre cantitatea fiziologic necesară și cantitatea toxică. Seleniul este un microelement caracterizat printr-un interval de toleranță aproape cea mai îngustă. În zilele de azi limita toxicității este considerată cantitatea de 0,20mg, cantitate care dacă este depășită putem aștepta la simptome de intoxicație cu seleniu (selenoză), care se manifestă în pierderea părului și al pilozității, deformități ale pielii, miros de usturoi al aerului expirat, tulburări funcționale ale sistemului nervos central și deteriorarea dentiției. Introducerea în organism a unei cantități abundente de seleniu (cantitatea care depășește ușor nevoile fiziologice) are efect anticancerigen, iar în cantități mai mari (în doze care se apropie de cantitatea toxică sau chiar depășesc acela) mai degrabă provoacă apariția formațiunilor tumorale.

Seleniul este prezent în organism în primul rând ca un component ale complexelor de proteine cu rol în procesele antioxidante endogene, pentru care este considerată benefică în prevenirea bolilor canceroase, respectiv în ameliorarea efectelor adverse ale chimioterapiei și al radioterapiei. Efectul amintit mai ulterior se referă în primul rând la efectele pozitive ale fenomenelor de edem, care apar pe baza stagnării circulației limfatice după intervenția chirurgicală sau radioterapie (3). Micke (3) arată că în cazul bolilor tumorale, cantitatea de seleniu din sânge este mai mică, cu 1-5 ani înaintea diagnosticului clinic. Mai multe studii confirmă prezența carenței de seleniu în cazul diferitelor boli canceroase. Relațiile constă probabil în diminuarea potențialului antioxidant al întregului organism, pentru că demult este cunoscut faptul că stersul biologic reprezentat de radicalii liberi de oxigen constituie un factor important al procesului de carcinogeneză. Prin mai multe examinări s-a dovedit rolul seleniului în prevenirea bolilor de cancer, dintre aceste experimente probabil cea mai cunsocută este experimentul lui Clark, care a avut loc între 1983-1996 (4) și actualmente sunt în derulare mai multe astfel de investigații. Mai presus de aceasta chimioterapia și radioterapia administrate ca tratamente curative sau paliative în boala de cancer, solicită și mai intensiv organismul din punctul de vedere al efectului radicalilor liberi. În ultimii zece ani s-a reușit demonstrarea efectului protector al seleniului exercitată asupra celulelor sănătoase. Totodată glutationul de care se leagă seleniul nu poate fi preluată de către majoritatea tipurilor de celule tumorale, fenomen care diminuează în mod semnificativ mecanismele de protecție ale acestor tipuri de celule. S-a confirmat în mod evident efectul seleniului împotriva formării edemelor, fenomen ce poate avea beneficii eficiente și ușor de obținute în cazul edemelor care apar pe baza stagnării circulației limfatice mai ales în cazul tratamentelor aplicate pentru tumoarele de la nivelul capului și gâtului, și de la nivelul sânilor.

Cu totul că efectele biochimice și fiziologice ale seleniului nu sunt încă cunoscute din toate punctele de vedere, este cert faptul că de mult avem date referitoare la toxicitatea acestui element. Regiuni care prezintă deficit de seleniu se află nu numai în China, ci și în alte țări în lume (de ex. în țările Scandinave). În lipsa seleniului pot apărea mai multe feluri de probleme de sănătate, poate să crească în mod semnificativ frecvența anumitor boli și pot apărea transformări nefavorabile în organismul uman. Cele mai importante simptome sunt următoarele (5):

  • anemie, anemie falciformă
  • creșterea ratei apariției sindromului Alzheimer
  • modificări ale structurii pielii, pigmentări, apariția de hiperpigmentări
  • modificări de transparență ale cristalinului
  • carcinogeneză, sensibilitate crescută față de substanțele cancerigene
  • afecțiuni ale musculaturii cardiace, tulburări ale funcțiilor cardiace, puls iregular
  • creșterea ratei de mortalitate la bebeluși și la copii, moarte subită la bebeluși, greutate mică la  naștere
  • creștere lentă
  • probleme legate de sistemul imunitar, creșterea sensibilității față de infectare cu virus HIV
  • infertilitate, sterilitate la bărbați
  • atrofie musculară, dureri musculare,
  • ciroză hepatică, pancreatită, atrofia pancreasului și degenerescența fibroasă al acestuia
  • boala Parkinson.

În cazul seleniului este bine cunoscută relația sinergică al acestui element cu vitamina-E, în timp ce elemente antagoniste ale seleniului sunt în primul rând sulful, arsenul și argintul.

Pentru plantele seleniul nu este un element esențial, astfel ele nu prezintă simptome în caz de carență, respectiv pot fi detectate diferențe foarte mari în privința conținutului de seleniu din corpul lor, în funcție de cantitatea care poate fi preluată din sol (6). Posibilitățile de a prelua seleniul din soluri acide sau neutre în general sunt proaste, însă în cazul solurilor bine aerisite, lângă condiții aerobe sau în mediu alcalin, substanțele cu conținut de seleniu se absorb foarte eficient. Unele plante care acumulează seleniu, pot conține acest element chiar în cantități de g/kg, însă majoritatea plantelor este capabilă de a prelua în cantități de maxim câteva mg/kg, chiar și pe soluri bogate în seleniu. În cazul solurilor cu conținut mic de seleniu ca de ex. în țările din Scandinavia, conținutul de seleniu ale plantelor este foarte mică, în cele mai multe dintre cazuri mai mică decât 0,1mg/kg.

Cantitatea de seleniu ale plantelor sau ale produselor obținute din plante este interesant doar din punctul de vedere al fitotoxicității (mirosul de usturoi ale plantelor arată cantitatea mare de seleniu conținută de ei), în timp ce cantitatea foarte mică de seleniu cauzează probleme fiziologice atât la animale cât și la om. Concentrația de seleniu care reprezintă pericol de toxicitate pentru plante este o cantitate mult mai mare decât cantitatea periculoasă pentru om și animale. În Europa Centrală nu există astfel de regiuni însă în Australia, în America de Nord și în unele regiuni ale Irlandei selenoza este frecventă. În țările din Skandinavia se acordă mare atenție asupra faptului,ca populația să primească o cantitate suficientă de seleniu prin alimentație. Aceasta este rezolvată pe de o parte prin utilizarea de îngrășăminte chimice cu conținut de seleniu și prin utilizarea de furaje pentru animale la care este adăugat seleniul ca element complementar (pe lângă asigurarea necesarului de seleniu ale animalelor crescute, astfel a fost rezolvată și problema concentrației optime de seleniu în alimentele de origine animală). Pentru aprovizionarea cu seleniu al populației din țara noastră, evident că există și alte soluții, o astfel de soluție constituie comercializarea alimentelor,care pot fi considerate ca alimente funcționale, ale alimentelor bogate în seleniu sau care sunt îmbogățite cu seleniu, ca de exemplu ciuperca de bălegar crescută pe sol îmbogățit cu seleniu, drojdia îmbogățită cu seleniu, produsele de panificație speciale, nucul brazilian de origine naturală cu conținut ridicat de seleniu, respectiv administrarea în mod sistematic ale unor suplimente alimentare complexe cu microelemente, care sunt îmbogățite cu seleniu (7).

Dintre alimente acelea au un conținut ridicat de seleniu,care conțin multe proteine, astfel fructele, supele și legumele în majoritatea cazurilor au un conținut de seleniu scăzut sau chiar foarte mic.

Datorită asemănărilor chimice dintre sulf și seleniu în alimentele cu conținut proteic ridicat ( acestea sunt mai bogate și în aminoacizi cu conținut de sulf), în general seleniul apare într-o cantitate mai mare față de alimentele compuse în mod preponderent din carbohidrați. Datorită acestuia în alimentele preparate din plantele leguminoase, care conțin multe proteine și cantitatea de seleniu este mult mai mare (1-10 µg/100 g), în comparație cu diferite supe și legume. Adevărat este însă și faptul că –accentuând din nou caracterul neesențial al seleniului în rândul plantelor- leguminoasele care cresc pe teritorii bogate în seleniu pot conține o cantitate mai mare din acest element, în comparație cu leguminoasele crescute pe soluri lipsite de seleniu. În țara noastră de asemenea există date referitoare la cantitatea de seleniu din diferitele alimente (8): în cazul legumelor pentru supe cantitatea este în jur de 1µg/100g, iar în cazul leguminoaselor apare o cantitate de seleniu între 3-10µg/100g.

În regimul nostru alimentar principalele surse de seleniu constituie consumul de carne, ouă, pește și cereale (9). Cantitatea medie de seleniu al carnelui, peștelui, ale ouălelor este între 10-50µg/100g, gălbenușul de ouă având un conținut mai ridicat de seleniu decât albușul (10). Totodată trebuie scoasă în evidență faptul că seleniul constituie un element vital pentru organismele animalelor, iar în țesuturile animalelor sănătoase, dispergarea seleniului este identică. Unele alimente de origine animală conțin o cantitate relativ mică de seleniu. În ciuda acestui fapt, dacă un individ consumă în mod echilibrat și alimente cu conținut ridicat de proteine animale, apariția carenței de seleniu va avea o probabilitate foarte mică. Țara noastră din punct de vedere geologică și pedologică nu poate fi considerată o regiune bine aprovizionată cu seleniu, însă nu este nici chiar lipsită de acest element. Astfel alimentația clasică acoperă ,sau este aproape de a acoperi nevoile fiziologice referitoare la acest aspect. Am dori să accentuăm, că literatura de specialitate legat de seleniu este foarte vastă, o proporție semnificativă (aproximativ o treime) din totalul publicațiilor apărute despre microelemente în ultimele 50 de ani, se ocupă de teamtica seleniului (7).

Am observat că tratarea primei materii cu săruri de seleniu, atât în formă anorganică apoasă, cât și în cazul seleniului amestecat cu drojdie, va modifica în mare măsură conținutul de seleniu a ciupercilor.Prin administrarea soluției de seleniu cu drojdie am atins rezultate mai bune (aproape de una și o jumătate de ori) decât în cazul soluției apoase. Pe solul de cultivare cu un conținut de 500mg/kg de seleniu, nu s-au format corpi fructiferi datorită concentrației ridicate de hibrizi de seleniu (SeH2). Ciupercile control, adică ciupercile crescute pe solul,care nu fusese tratată cu săruri de seleniu, conțineau o cantitate de seleniu de 1mg/kg calculat pe materia uscată ale ciupercilor. Această valoare, în cazul ciupercilor proaspeți ar însemna o concentrație de 0,1mg/kg, pentru că ciupercile în formă proaspătă au un conținut de apă de aprox. 90%, adică un kg de ciuperci proaspete conțin 100µg de seleniu. Astfel o doză (relativ mare) de mâncare obținută din 20 dkg de ciuperci consumate, va introduce în organism 20 µg de seleniu. Ar fi indicat introducerea unei cantități de zece ori mai mare, prin consumarea a aceeași cantități de ciuperci,pentru că această cantitate ar putea îmbunătăți aprovizionarea organismului cu seleniu și încă ar fi sub valoarea cantității toxice. Acest scop ar putea fi atins,dacă am reuși să fixăm concentrația seleniului la valoarea de 10mg/kg,din care cantitatea de 20 dkg, ar conține o cantitate de 200µg de seleniu. În vederea atingerii acestui obiectiv  solul ciupercilor trebuie tratată cu o soluție,care conține săruri de seleniu într-o concentrație de 10mg/kg. Prin consumarea mâncării perparate din presupusa cantitate de 20 dkg de ciuperci de bălegar vom asigura introducerea în organism a unei cantități de 200µg de seleniu, care ar însemna valoarea inferioară a cantității zilnice necesare. Astfel deci nu va atinge limita toxică nici chiar în cazul în care, prin consumarea altor alimente va mai ajunge seleniu în organism.

Denumirea beneficiarului, date de contact: Bio-Fungi Srl., 2338 Áporka, str. Szabadság telep 030/10.

SC. MAG Srl. Agenția Națională pentru Dezvoltare, 1077 Budapest, str. Wesselényi, 20-22.www.nfu.hu