استخلاص الفطر الطبي بالموجات فوق الصوتية
يُعرف الفطر الطبي منذ العصور القديمة بفوائده الصحية الاستثنائية. وقد أصبحت الفطريات الطبية مؤخرًا سلعة شائعة لتحسين الصحة وتعزيز الطاقة. وللاستفادة من كامل نطاق التأثيرات الداعمة للصحة التي توفرها الفطريات الطبية، يجب تحرير مركبات مثل عديدات السكاريد والتريتربينويدات وغيرها من المواد النشطة بيولوجيًا من خلايا الفطر. ويُعد الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية تقنية ممتازة لعزل المركبات النشطة بيولوجيًا من المواد النباتية، مثل الريشي وعرف الأسد والكورديسيبس والشيتاكي والشاغا وغيرها.
مستخلصات الفطر الطبي – مُحضَّرة بالموجات فوق الصوتية
رسّخت الفطريات الطبية مكانتها بوصفها أغذية فائقة ومواد محسِّنة للإدراك، لما لها من تأثيرات استثنائية في الوظائف المعرفية والجهاز المناعي. وإلى جانب تأثيراتها المعززة للصحة والإدراك، يُستخدم الفطر الطبي للوقاية من الأمراض وعلاجها (مثل السرطان والسكري والالتهاب وغيرها). ومن أشهر أنواع الفطريات الصالحة للأكل الشاغا والريشي وعرف الأسد والكورديسيبس والشيتاكي والمايتاكي.
يُستخدم UP100H، وهو جهاز استخلاص قوي بالموجات فوق الصوتية بقدرة 100 واط، لاستخلاص المركبات النشطة بيولوجيًا من فطر الشاغا (Inonotus obliquus).
فيما يتعلق بأبرز التأثيرات الصحية للفطر، ثبت أن المركبات النشطة بيولوجيًا في الفطريات تعزز المناعة، وتزيد عامل نمو الأعصاب (NGF)، وتحسن القدرة على التحمل أثناء النشاط البدني، وتدعم إطالة العمر. ومن أمثلة المركبات النشطة بيولوجيًا المسؤولة عن التأثيرات المعززة للصحة عديدات السكاريد، مثل غلوكانات α وغلوكانات β. ويختلف تركيب الغلوكانات باختلاف أنواع الفطريات، وهو المسؤول عن استخدام أنواع مختلفة من الفطر لتحقيق تأثيرات محددة. فعلى سبيل المثال، يعزز فطر عرف الأسد عامل نمو الأعصاب (NGF)، بينما يحسن فطر الكورديسيبس القدرة على التحمل، ويدعم الريشي الجهاز المناعي وإطالة العمر.
انقر على الروابط التالية لمعرفة المزيد عن الاستخلاص من أنواع محددة من الفطر، بما في ذلك بروتوكولات الاستخلاص والعروض التوضيحية بالفيديو:
لماذا مستخلصات الفطر؟
تتميز مستخلصات الفطر بأن تناول كميات صغيرة منها يحقق التأثيرات نفسها التي يحققها تناول كميات كبيرة من مساحيق الفطر، وهي الكميات اللازمة للحصول على التأثيرات المرغوبة. وتوفر لك مستخلصات الفطر المعزولة بالموجات فوق الصوتية جميع العناصر الغذائية المهمة والمواد النشطة بيولوجيًا في صورة شديدة التركيز!
استخلاص عديدات السكاريد بالموجات فوق الصوتية
لعزل عديدات السكاريد (مثل غلوكانات ألفا وغلوكانات بيتا) والتريتربينات وغيرها من المركبات النشطة بيولوجيًا من الفطر الطبي، يُعد الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية التقنية الأكثر ملاءمة وفعالية وكفاءة.
ومن المكونات المفيدة الأخرى الموجودة في كثير من أنواع الفطر الصالح للأكل السيلينيوم وفيتامين D وفيتامين B3. وتؤدي المعالجة المكثفة بالموجات فوق الصوتية إلى إحداث ثقوب في الجدران الخلوية للفطريات (المكوّنة من الكيتين) وتحللها، مما يحرر المركبات الكيميائية، مثل عديدات السكاريد والفيتامينات وغيرها، إلى المذيب المحيط. ويتميز الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية بكفاءة عالية، إذ يحرر كامل نطاق المركبات النشطة بيولوجيًا خلال زمن استخلاص قصير جدًا مقارنة بتقنيات الاستخلاص التقليدية.
بعد الاستخلاص، يمكن فصل المركبات النشطة بيولوجيًا وتنقيتها بالترشيح والتقطير / التبخير والترسيب، لتحضير مستخلصات فطر عالية التركيز والفعالية. وتُعالَج مستخلصات الفطر هذه لاحقًا لإنتاج الأدوية والمكملات الغذائية ومكونات الأغذية الوظيفية والصبغات والمقويات.
الاستخلاص بالماء أو المذيبات باستخدام الموجات فوق الصوتية
من المزايا الكبيرة للاستخلاص بالموجات فوق الصوتية توافر تشكيلة واسعة من المذيبات للاختيار من بينها. ويمكن إجراء العزل بمساعدة الموجات فوق الصوتية للمواد الكيميائية النباتية والمركبات النشطة بيولوجيًا باستخدام مذيبات مثل الماء والإيثانول والميثانول والأيزوبروبانول ومخاليط الماء/الإيثانول والغليسرين والزيوت النباتية وغيرها.
وبحسب المركبات المستهدفة بالعزل، يمكن إجراء استخلاص الفطر بمساعدة الموجات فوق الصوتية باستخدام الماء أو مذيبات مثل الإيثانول والميثانول والأيزوبروبانول وغيرها. ونظرًا إلى أن الفطر يحتوي أساسًا على مركبات مستهدفة قابلة للذوبان في الماء، مع عدد قليل فقط من المكونات غير القابلة للذوبان في الماء، فإن الاستخلاص بالماء أو الإيثانول المائي هو الطريقة المفضلة عادةً. وتُستخدم المذيبات ذات النسبة الأعلى من الكحول خصيصًا لعزل مستخلصات غنية بالتريتربينات.
UP400St يتميز جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UP400St بكفاءة عالية، ويتيح الاستخلاص السريع للمركبات النشطة بيولوجيًا، مثل عديدات السكاريد والتربينات والقلويدات وغيرها من المواد الكيميائية الفطرية، من الغزل الفطري والجسم الثمري للفطر الطبي.
- الأعلى كفاءة
- استخلاص سريع
- استخلاص أكثر اكتمالًا
- مستخلصات عالية الجودة بكامل نطاق المركبات
- عملية لطيفة وغير حرارية (استخلاص بارد)
- بدرجة نقاء دوائية / غذائية
- عملية موحَّدة المعايير
- مذيبات متنوعة للاختيار من بينها
- آمن وسهل التشغيل
نتائج استخلاص الفطر بالموجات فوق الصوتية
تكتسب معلمات المعالجة بالموجات فوق الصوتية أهمية حاسمة عند عزل المواد الكيميائية النباتية واسترجاعها. أولًا، تُعد معلمات الموجات فوق الصوتية، مثل السعة والضغط ودرجة الحرارة، عوامل مهمة لضبط عملية الاستخلاص لتحقيق أعلى مردود وجودة. وثانيًا، تضمن ظروف المعالجة المضبوطة بدقة عدم تدهور المستخلصات بسبب التأثيرات الشديدة جدًا للعملية (مثل درجات الحرارة المرتفعة). فعلى سبيل المثال، تكون المركبات النباتية، مثل عديدات السكاريد، عرضة للتدهور عند تعرضها لدرجات حرارة مرتفعة.
يمكن التحكم بدقة في أجهزة الاستخلاص من Hielscher Ultrasonics – من خلال ضبط السعة والضغط ودرجة الحرارة على الظروف المثلى. ويتيح ذلك الحصول على نتائج قابلة للتكرار، وجودة للمستخلص، وتوحيد معايير العملية.
أظهرت الأبحاث (Alzorqi et al.) أن غلوكانات (1-3; 1-6)-β-d المستخلصة من الفطر الماليزي بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية تتميز بنشاط أعلى مضاد للأكسدة، ووزن جزيئي أعلى، ودرجة تفرع مثلى، مقارنة بالمستخلصات المنتجة بتقنيات الاستخلاص التقليدية.
أجهزة استخلاص عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية
Hielscher Ultrasonics شركة مصنِّعة تتمتع بخبرة طويلة في إنتاج أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء، التي تُستخدم بنجاح لعزل المكونات النشطة بيولوجيًا من المواد النباتية والفطريات. وبفضل مجموعة منتجات تغطي النطاق الكامل، من أجهزة المعالجة الصغيرة المحمولة باليد إلى الأنظمة المكتبية والتجريبية وصولًا إلى الوحدات الصناعية الكاملة، فإن Hielscher Ultrasonics شريكك الذي يدعمك منذ أول اختبار للجدوى وتحسين العملية حتى التركيب النهائي لخط إنتاجك الصناعي. وقد يتطلب تحرير المركبات النشطة بيولوجيًا من المواد النباتية سعات عالية – خصوصًا عند الحاجة إلى إحداث ثقوب في الجدران الخلوية المتينة وتحليلها. ويمكن لمعالجات الموجات فوق الصوتية من Hielscher Ultrasonics، مثل UIP500hdT أو UIP2000hdT، العمل بسعات عالية جدًا تصل إلى 200µm. ويمكن بالطبع التشغيل المستمر بهذه السعات العالية على مدار 24/7. وتضمن متانة أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher تشغيلًا خاليًا من المتاعب على مدار 24/7 تحت ظروف العمل الشاق وفي البيئات الصعبة.
- أجهزة استخلاص عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية
- إمكانية التحكم بدقة
- نتائج قابلة للتكرار
- قابلية خطية لتوسيع النطاق
- متانة ومتطلبات صيانة منخفضة
- استشارات وخدمة
- سهولة وأمان التشغيل
SonoStation – نظام بالموجات فوق الصوتية مزود بأجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية بترتيب 2x 2kW، وخزان مزود بمقلب ومضخة – ممتاز لاستخلاص كميات كبيرة.
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500mL | 10 إلى 200mL/min | UP100H |
| 10 إلى 2000mL | 20 إلى 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20L | 0.2 إلى 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 إلى 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من أجهزة UIP16000 |
أجهزة استخلاص عالية القدرة بالموجات فوق الصوتية، من النطاق المختبري إلى النطاق التجريبي والصناعي.
المؤلفات / المراجع
- Alzorqi I., Sudheer S., Lu T.J., Manickam S. (2017): Ultrasonically extracted β-d-glucan from artificially cultivated mushroom, characteristic properties and antioxidant activity. Ultrasonic Sonochemistry 2017. 531-540.
- Alzorqi I., Singh A., Manickam S., Al-Qrimli H. (2016): Optimization of ultrasound assisted extraction (UAE) of β-D-glucan polysaccharides from Ganoderma lucidum for prospective scale-up. Resource-Efficient Technologies 2016.
- Khan, A.A., Gani A., Masoodi F., Kousar S., Ahmad M. (2014): Antioxidant and Functional Properties of β-Glucan Extracted from Edible Mushrooms Agaricus Bisporus, Pleurotus Ostreatus and Coprinus Atramentarius. Proceedings of the 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP8) 2014.
- Vardanega R., Santos D.T., Meireles M.A.M. (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
حقائق جديرة بالمعرفة
الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية – مبدأ العمل
الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية تقنية بسيطة ومنخفضة التكلفة وسريعة وفعالة، تُكثِّف الاستخلاص بين السائل والصلب وتتفوق على تقنيات الاستخلاص التقليدية. وتستند المزايا الرئيسية للاستخلاص بين الصلب والسائل بالموجات فوق الصوتية إلى تسريع حركية الاستخلاص وانتقال الكتلة، فضلًا عن زيادة مردود المستخلص. ومن المزايا الأخرى إمكانية إجراء عملية الاستخلاص عند درجات حرارة أقل، مما يحمي المركبات الحساسة للحرارة من التدهور. وبالمقارنة مع تقنيات العزل البديلة، مثل الموجات الدقيقة أو CO2 فوق الحرج، يتميز جهاز الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية بانخفاض التكلفة (للشراء والتشغيل على حد سواء)، فضلًا عن سهولة الاستخدام وأمان التشغيل.
يعتمد الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية على التجويف الصوتي وقوى القص الهيدروديناميكية الناتجة عنه. وتولد أنظمة Hielscher Ultrasonics موجات فوق صوتية شديدة وتجويفًا لاستخلاص المواد الكيميائية النباتية من المواد النباتية.
التجويف الصوتي – ظاهرة المعالجة بالموجات فوق الصوتية: عند اقتران موجات فوق صوتية شديدة بوسط سائل، يتعرض المائع لدورات من الانضغاط والتمدد. وأثناء التمدد (التخلخل)، تنشأ فقاعات فراغية أو تجاويف في السائل. وتتكون هذه الفقاعات الفراغية عندما يتجاوز الضغط السالب المطبَّق مقاومة الشد للمائع. وعلى مدى دورات متعددة من الانضغاط / التخلخل، تنمو الفقاعات الفراغية حتى تصل إلى نقطة لا تستطيع عندها امتصاص مزيد من الطاقة، فتنهار بعنف (انهيار الفقاعات نحو الداخل). وأثناء هذا الانهيار، تنشأ موضعيًا ظروف قصوى، مثل فروق شديدة الارتفاع في درجة الحرارة والضغط، وتيارات سائلة وقوى قص. وتؤدي هذه القوى الشديدة إلى تفكيك الخلايا (النباتية وخلايا الأنسجة)، فتتحرر المواد الموجودة داخل الخلايا (مثل عديدات السكاريد، والتربينات، والبروتينات والفلافونات وغيرها) إلى المذيب. وتُعرف عملية تكوُّن الفقاعات الفراغية ونموها وانهيارها باسم التجويف.
الفطر
الفطر (جمعه: فطريات) هو المصطلح النباتي لجميع أفراد مجموعة الكائنات حقيقية النوى التي تشمل الكائنات الدقيقة، مثل الخمائر والعفن، وكذلك الفطر. وتُعطى الفطريات، خصوصًا في الطب التقليدي (مثل الطب الآسيوي / الصيني)، لإحداث تأثيرات متعددة، مثل تحسين الإدراك أو تعزيز الجهاز المناعي أو إطالة العمر. وفي الوقت الحاضر، لا يُستخدم الفطر الطبي بوصفه دواءً بديلًا فحسب، بل تُستهلك مستخلصات الفطريات أيضًا بوصفها أغذية وظيفية أو أغذية فائقة. فعلى سبيل المثال، تُتناول فطريات مثل المايتاكي والكورديسيبس وذيل الديك الرومي والريشي للاستفادة من تأثيرها بوصفها معدِّلات للمناعة. وتُستخدم عدة أنواع من الفطريات، مثل فطر السيلوسيبين (المعروف شائعًا بالفطر السحري)، لخصائصها المهلوسة. والفطر ليس من النباتات، بل يُصنَّف ضمن مملكة الفطريات.
عديدات السكاريد
عديدات السكاريد مركبات مهمة نشطة بيولوجيًا توجد في الفطريات الطبية. وتُستخدم بوصفها مركبات نشطة كيميائيًا حيويًا في المستحضرات الدوائية والمستحضرات الغذائية العلاجية، ولها تأثيرات إيجابية مثل تنظيم المناعة، وعكس الضرر الإشعاعي أو الوقاية منه، ومقاومة تخثر الدم، فضلًا عن أنشطة مضادة للسرطان والفيروسات وخافضة لسكر الدم. وقد اعتُمدت عديدات السكاريد المشتقة من الفطريات، وهي اللنتينان والشيزوفيلان وkrestin، بوصفها أدوية معززة للمناعة (أدوية تعزز الجهاز المناعي) في اليابان وكوريا والصين.
وإلى جانب عديدات السكاريد، تحتوي الفطريات على الفينولات وعديدات السكاريد غير المتجانسة والغليكوجينات والفيتامينات والتريتربينات، من بين مكونات مفيدة أخرى.
أنواع الفطر الطبي
في فطر الشاغا ، المعروف أيضًا باسم Inonotus obliquus أو فطر الشجر الأسود (ويُسمى على نحو أكثر شيوعًا فطر الرماد القوسي، وفطر البتولا القوسي، والفطر متعدد المسام الشبيه بالخبث)، تُعد عديدات السكاريد أبرز المركبات الفعالة. وتتميز عديدات السكاريد في الشاغا بنشاط قوي جدًا مضاد للأكسدة، يعمل على اصطياد الجذور الحرة.
عرف الأسد (Hericium erinaceus) فطر صالح للأكل وطبي ينتمي إلى مجموعة الفطريات السنية. ويُعرف عرف الأسد بتأثيراته الواقية للأعصاب والمحسِّنة للإدراك، مما يعني أنه يُستخدم لتحسين الذاكرة والوظائف المعرفية.
الريشي (Ganoderma lucidum، المعروف أيضًا باسم Ling Zhi / Lingzhi وMannentake وفطر الخلود) فطر متعدد المسام، يمكن التعرف عليه بسهولة من خلال قبعته الحمراء اللامعة الشبيهة بالطلاء، التي تتخذ شكل الكلية. وينتج فطر الريشي مجموعة من التريتربينات تُسمى أحماض الغانوديريك. وتتميز أحماض الغانوديريك ببنية جزيئية مشابهة لبنية الهرمونات الستيرويدية. وتشمل المركبات الأخرى الموجودة في الريشي عديدات السكاريد (مثل بيتا-غلوكان) والكومارين والمانيتول والقلويدات. وتشمل الستيرولات المعزولة من الفطر الغانوديرول وحمض الغانوديرينيك والغانوديريول والغانوديرمانونتريول واللوسيداديول والغانوديرماديول. ومن منظور الطهي، يُعرف الريشي بمذاقه المر، وغالبًا ما يُستهلك ضمن مشروبات القهوة.
الشيتاكي (Lentinula edodes؛ ويُسمى شائعًا فطر شجر الغابة السوداء وXiang Gu والفطر العطري) يُستخدم على نطاق واسع بوصفه مكونًا في الأطباق الآسيوية. وعند تناوله لأسباب صحية، يعزز الشيتاكي الجهاز المناعي ويؤدي إلى انخفاض ملحوظ في الالتهاب.
Coriolus versicolor (Trametes versicolor, Polyporus versicolor؛ ويُسمى شائعًا فطر ذيل الديك الرومي وYun Zhi وKawaratake) يحتوي على عديدات السكاريد PSK وPSP وKresin، وكذلك غلوكانات B-1,3 وB-1,4. وتُستخدم عديدات السكاريد لتحسين الوظيفة المناعية لدى المرضى المصابين بأنواع معينة من السرطان عند استخدامها مع العلاج الكيميائي. وفي الطب الصيني التقليدي، يُستخدم فطر ذيل الديك الرومي بوصفه مقويًا.
Cordyceps sinensis (Ophiocordyceps sinensis؛ المعروف أيضًا باسم فطر اليرقة الصيني وDong Chong Xia Cao وyartsa gunbu) فطر آخر يتمتع بخصائص استثنائية مضادة للأكسدة. ويحتوي الكورديسيبس على مضادات أكسدة قوية تحيِّد الجذور الحرة الضارة، كما يعزز نشاط منظومة مضادات الأكسدة الفطرية في الجسم.
المايتاكي (Grifola frondosa؛ فطر السحاب وHui Shu Hua ودجاجة الغابة ورأس الكبش ورأس الخروف) فطر متعدد المسام ثبت أنه يحفز الجهاز المناعي الفطري والجهاز المناعي التكيفي على حد سواء. ووجدت الأبحاث أن المايتاكي يحفز الأجهزة المناعية لدى مرضى سرطان الثدي. كما يُظهر تأثيرات خافضة لسكر الدم، إذ يحتوي هذا الفطر على مثبط لإنزيم ألفا غلوكوزيداز.
Agaricus subrufescens (المعروف أيضًا بأسماء Agaricus blazei, Agaricus brasiliensis, Agaricus rufotegulis؛ ويُسمى شائعًا فطر اللوز، وفطر الشمس، وفطر الله، وفطر الحياة، وأغاريكوس الشمس الملكي، وjisongrong، أو himematsutake) فطر صالح للأكل يتميز بمذاقه الحلو ورائحة اللوز. وفطر Agaricus فطر طبي شائع، يُستخدم أساسًا لتأثيراته المعززة للجهاز المناعي.