Aspects of primary chaga raw material sorting (Inonotus obliquus f. sterilis)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In this study, we investigated five non-homogenized chaga raw material samples collected from different regions of the Pskov Region (Russia) and one homogenized sample (in powder form) from the Republic of Serbia. Macroscopic analysis of the four raw material samples allowed for clear differentiation of the crustal zone, medullary region, and mycelial pulp. Micromorphological analysis of all six raw material samples correlated with the aforementioned macroscopic differentiation of the chaga outgrowths and allowed for the identification of diagnostically significant microstructures. For raw material obtained from the crustal zone, brownish-stained hyphal clusters of prosenchymatous texture are diagnostically significant. For raw material from the medullary region of the outgrowth, a more open arrangement of hyphae and the presence of pleurocetes are characteristic. The results of the morphometric analysis allowed for the expansion of the diagnosis of I. obliquus f. sterilis. It was shown that for the intake of aqueous extracts of the fungus for prophylactic purposes, preliminary sorting of raw material parts is not necessary, since different fractions are characterized by different contents of extractable biologically active substances (crust – betulinic acid predominates, medullary region of the outgrowths – β-glucans and melanins, mycelial pulp – inotodiol). For pharmaceutical productions requiring alcohol extraction and subsequent purification of products, on the contrary, it is recommended to carry out preliminary sorting and preparation before drying the raw material. Furthermore, the elemental composition of the chaga raw material samples was determined by X-ray spectral microanalysis based on comparative analysis using the modern analytical method of scanning electron microscopy using a KYKY-EM8000F STD FEG SEM microscope (China) under high vacuum conditions. To assess the elemental composition of the samples, an energy-dispersive microanalysis system (AZtec, Oxford Instruments) was used. Before analysis, the sample was coated with a thin conductive layer of carbon (13 nm) using a Nano-Structured Coating Co vacuum sputtering system (Iran). Thus, the goal of this work – morphometric analysis of various parts of fungal chaga raw material with the assessment of the possibilities of its primary sorting depending on the purposes of further use – was achieved, and the results of the study allowed us to propose aspects of differentiation of chaga raw material during its primary sorting for further use in pharmaceuticals and the production of biologically active additives.

About the authors

Vladimir V. Perelygin

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Author for correspondence.
Email: vladimir.pereligin@pharminnotech.com

Doctor of Medical Sciences, Professor, Editor-in-Chief, Publishing House Northwestern Institute of Biomedical Problems and Environmental Protection

Russian Federation, Saint Petersburg

Igor A. Narkevich

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: igor.narkevich@pharminnotech.com

D.Sc. in Pharmaceutical Sciences, Professor, Rector

Russian Federation, Saint Petersburg

Ivan V. Zmitrovich

Komarov Botanical Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: iv_zmitrovich@mail.ru

D.Sc. in Biology, Leading Researcher, Laboratory of Systematics and Geography of the Fungi

Russian Federation, Saint Petersburg

Nikolay G. Vengerovich

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University; State Research and Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: nickolai.vengerovich@pharminnotech.com

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of the State Research and Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation; Professor of the Industrial Ecology Department, Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University of the Ministry Health of the Russian Federation

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

References

  1. Jaczewsky AA. Key-book to fungi. Fungi Perfecti. V. 1. Petrograd, 1913 (in Russ.).
  2. Vanin SI. Forest phytopathology Lesbumizdat, Leningrad, 1934 (in Russ.).
  3. Campbell AH, Davidson RW. A Poria obliqua as the fruiting stage of the fungus causing the sterile conks on birch. Mycologia. 1938;30:553–60.
  4. Balandaykin ME, Zmitrovich IV. Review on Chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus (higher basidiomycetes): realm of medicinal applications and approaches on estimating its resource potential. International Journal of Medicinal Mushrooms. 2015;17:95–104. doi: 10.1615/IntJMedMushrooms.v17.i2.10.
  5. Kahlos K, Lesnau A, Lange W, et al. Preliminary tests of antiviral activity of two Inonotus obliquus strains. Fitoterapia. 1996; 6: 344–7.
  6. Babitskaya V, Bisko N, Mitropolskaya NI. Melanin complex from medicinal mushroom Inonotus obliquus (Pers.: Fr.) Pilat (Chaga) (Aphyllophoromycetidae). International Journal of Medicinal Mushrooms. 2002;4: 139–45.
  7. Paramonov SG, Zharikov MV, Perelygin VV, Zmitrovich IV. Growing agaricomycetes on small-diameter trunks in postagrogenic landscapes of the Pskov region. Scientific and agronomic journal. 2024. No. 2 (125). pp. 22–28. doi: 1134/S001249662470128X (in Russ.).
  8. Bondartsev AS. The Polyporaceae of the European part of the USSR and Cauacasia. Publishing house of the USSR Academy of Sciences, Moscow, Leningrad, 1953 (in Russ.).
  9. Zmitrovich IV, Denisova NP, Balandaykin ME, Belova NV, Bondartseva MA, Perevedentseva LG, Perelygin VV, Yakovlev GP. Chaga and its bioactive complexes: history and prospects. Pharmacy formulas. 2020; 2: 84–93. doi: 10.17816/phf34803/2713-153X-2020-2-2-84-93 (in Russ.).
  10. Kumar P, Bhadauria AS, Singh AK. et al. Betulinic acid as apoptosis activator: molecular mechanisms, mathematical modeling and chemical modifications. Life Science. 2018; 209: 24–33. doi: 10.1016/j.lfs.2018.07.056.
  11. Moradali MF, Mostafavi H, Ghods S, et al. Immunomodulating and anticancer agents in the realm of macromycetes fungi (macrofungi). International Immunopharmacology. 2007; 7: 701–24.
  12. Rhee SJ, Cho SY, Kim KM, Cha DS, Park HJ. A comparative study of analytical methods for alkali-soluble β-glucan in medicinal mushroom, Chaga (Inonotus obliquus). LWT–Food Science and Technology. 2008;41:545–9. doi: 10.1016/j.lwt.2007.03.028.
  13. Kim YR. Immunomodulatory activity of the water extract from medicinal mushroom Inonotus obliquus. Mycobiology. 2005; 33 (3): 158–62. doi: 10.1016/j.lfs.2005.02.023.34.
  14. Kim YO, Han SB, Lee HW, et al. Immuno-stimulating effect of the endo-polysaccharide produced by submerged culture of Inonotus obliquus. Life Sci. 2005;77(19):2438–56. doi: 10.1016/ j.lfs.2005.02.023.
  15. Song Y, Hui J, Kou W, et al. Identification of Inonotus obliquus and analysis of antioxidation and antitumor activities of polysaccharides. Current Microbiology. 2008;57: 454–62. doi: 10.1007/s00284-008-9233-6.
  16. Won DP, Lee JS, Kwon DS, et al. Immunostimulating activity by polysaccharides isolated from fruiting body of Inonotus obliquus. Molecules. Cells. 2011;31(2):165–73. doi: 10.1007/s10059-011-0022-x.
  17. Kahlos K, Schantz MV, Hiltunen R. 3 β-hydroxy-lanosta-8, 24-dien21, a new triterpene from Inonotus obliquus. Acta Pharmaceutica Fennica. 1984;92:197–8.
  18. Kahlos K, Hiltunen R. Gas chromatographic mass spectrometric study of some sterols and lupines from Inonotus obliquus. Acta Pharmaceutica Fennica. 1987; 96: 85–9.
  19. Kahlos K, Hiltunen R. Gas chromatographic mass spectrometric identification of some lanostanes from Inonotus obliquus. Acta Pharmaceutica Fennica. 1988;97:45–90.
  20. Zheng WF, Liu T, Xiang XY, Gu Q. Sterol composition in fieldgrown and cultured mycelia of Inonotus obliquus. Yao Xue Xue Bao. 2007;42:750–6.
  21. Nomura M, Takahashi T, Uesugi A, et al. Inotodiol, a lanostane triterpenoid, from Inonotus obliquus inhibits cell proliferation through caspase-3-dependent apoptosis. Anticancer Research. 2008;28:2691–6.
  22. Jiang JH, Dou Y, Feng YJ, Bondartseva MA, et al. The antitumor activity and MDR reversal properties of constituents from Inonotus obliquus. Mikologiya i fitopatologiya. 2007;41:455–60.
  23. Zhong XH, Kuang R, Lu SJ, et al. Progress of research on Inonotus obliquus. China Journal of Integrative Medicine. 2009;15:156–60. doi: 10.1007/s11655-009-0156-2.
  24. Chung MJ, Chung CK, Jeong Y, et al. Anticancer activity of subfractions containing pure compounds of Chaga mushroom (Inonotus obliquus) extract in human cancer cells and in Balbc/c mice bearing Sarcoma-180 cells. Nutritional Research Pract. 2010;4:177–82. doi: 10.4162/ nrp.2010.4.3.177.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Macromorphological differentiation of chaga raw material (left) and microstructures corresponding to the main growth zones: 1 – cross-section of chaga raw material concretion; 2 – melanized pseudoskeletal hyphae (ph), forming the basis of the cortical zone (ct); 3 – densely packed generative hyphae and plerosetae (ps), forming the basis of the medullary tissue (mt); 4 – freely located generative hyphae (gh), forming the basis of the mycelial pulp (mp). Scale: 1 – 1 mm; 2–4 – 10 µm

Download (410KB)
3. Fig. 2. SEM images of Sample 1: а – Particle of Sample 1, ×90; b – Surface of the sample (Region 1) ×650; c – Surface of the sample (Region 2), ×2000; d – Surface of the sample (Region 3), ×2700

Download (214KB)
4. Fig. 3. Overall spectra of the elemental composition of Sample 1: а – Region 1, b – Region 2, c – Region 3

Download (94KB)
5. Fig. 4. SEM images of Sample 2: а – Particle of Sample 2, ×85; b – Surface of the sample (Region 1), ×1500; c – Surface of the sample (Region 2), ×1500; d – Surface of the sample (Region 3), ×1900

Download (206KB)
6. Fig. 5. Overall spectra of the elemental composition of Sample 2: а – Region 1, b – Region 2, c – Region 3

Download (95KB)
7. Fig. 6. SEM images of Sample 3: а – Particle of Sample 3, ×70; b – Surface of the sample (Region 1), ×1000; c – Surface of the sample (Region 2), ×2000; d – Surface of the sample (Region 3), ×2400

Download (190KB)
8. Fig. 7. Overall spectra of the elemental composition of Sample 3: а – Region 1, b – Region 2, c – Region 3

Download (151KB)
9. Fig. 8. SEM images of Sample 4: a – Particle of sample 4, ×60; b – Surface of the sample (Region 1), ×600; c – Surface of the sample (Region 2), ×800; d – Surface of the sample (Region 3), ×930

Download (226KB)
10. Fig. 9. Overall spectra of the elemental composition of Sample 4: а – Region 1, c – Region 2, c – Region 3

Download (121KB)
11. Fig. 10. SEM images of Sample 5: a – Particle of Sample 5 (Region 1), ×72; b – Surface of the sample (Region 2), ×610

Download (163KB)
12. Fig. 11. Overall spectra of the elemental composition of Sample 5: а – Region 1, b – Region 2

Download (140KB)
13. Fig. 12. SEM image of particles of the analyzed sample (a – ×890 magnification, b – ×580 magnification, SE detector, 1 kV volta

Download (133KB)
14. Fig. 13. Overall spectrum of the elemental composition of the analyzed sample

Download (53KB)
15. Fig. 14. Map of the distribution of chemical elements in the analyzed sample

Download (602KB)

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».