لماذا يُعد جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع المسباري الأفضل لاستخلاص الفطر؟

هل تتساءل لماذا لا يمنحك استخلاص الفطر باستخدام حمام بالموجات فوق الصوتية أو خزان تنظيف بالموجات فوق الصوتية مردود المستخلص المطلوب؟ تعرّف هنا على كل ما تحتاج إلى معرفته عن الجدران الخلوية الصلبة المحتوية على الكيتين في الفطر، وأفضل تقنية للاستخلاص، والمذيبات المناسبة!

لماذا أحتاج إلى قوى شديدة لاستخلاص الفطر؟

تمتلك جميع أنواع الفطر الصالح للأكل جدرانًا خلوية مكوّنة من الكيتين، وهو المادة نفسها التي تتكوّن منها قشور القشريات والحشرات. الكيتين مادة شديدة القوة تمنح خلايا الفطر متانة عالية. ويشكّل الجدار الخلوي حاجزًا يفصل عن الحجرات داخل الخلية التي تحتوي على جزيئات الفطر النشطة حيويًا. ومن أمثلة الجزيئات المهمة في الفطر غلوكانات α وβ، والسكريات المتعددة، والتربينات، ومضادات الأكسدة، والفيتامينات، أو المركّبات المهلوسة. ويتميّز كل نوع من الفطر بمجموعة فريدة من المركّبات النشطة حيويًا. ولتحرير هذه المواد المعزّزة للصحة من خلايا الفطر، يجب تفكيك الجدران الخلوية. وبسبب محتوى خلايا الفطر من الكيتين، يُعد تفكيكها مهمة صعبة تتطلّب قدرًا من المعرفة ومعدات متطورة.

تفكيك الجدران الخلوية للفطر المحتوية على الكيتين باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية

على الرغم من أن الكيتين مصدر ممتاز للألياف والبريبايوتيك ومضادات الأكسدة، فإن المشكلة تكمن في أن البشر لا يمتلكون القدرة على تفكيك الكيتين. وهذا يعني أيضًا أنك عند تناول الفطر النيّئ غير المعالج لن تستفيد من كثير من المركّبات النشطة حيويًا فيه، لأنها محبوسة داخل خلايا تحميها جدران خلوية قوية تحتوي على الكيتين.
يجعل الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية المركّبات النشطة حيويًا في الفطر متاحة حيويًا، بحيث يستطيع جسم الإنسان امتصاص العناصر الغذائية بسرعة وبالكامل. بالإضافة إلى ذلك، تكون العناصر الغذائية المفيدة مركّزة في مستخلصات الفطر المحضّرة بالموجات فوق الصوتية، بحيث تمنح حتى كمية صغيرة من مستخلص الفطر النتائج المطلوبة المعزّزة للصحة.

المعالجة بالموجات فوق الصوتية لاستخلاص الفطر

المعالجة بالموجات فوق الصوتية عملية تُستخدم فيها موجات صوتية عالية التردد لتكوين فقاعات تجويف في سائل. وعندما تنهار هذه الفقاعات، تولّد قوى قص موضعية شديدة يمكنها تفكيك الخلايا وتحرير محتوياتها في السائل.
في استخلاص الفطر، يمكن استخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية لتفكيك الجدران الخلوية للفطر وتحرير مركّباته النشطة حيويًا في مذيب. ويوجد نوعان من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية: النوع الحمّامي والنوع المسباري.

لماذا يعطي حمّامي بالموجات فوق الصوتية نتائج ضعيفة في استخلاص الفطر؟

جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع الحمّامي هو جهاز توضع فيه العينة داخل وعاء مملوء بالمذيب، وتُطبَّق الموجات فوق الصوتية على الوعاء بأكمله. وتُعرف هذه الطريقة بأنها غير فعّالة إلى حدّ كبير، لأن الحمام بالموجات فوق الصوتية يوزّع الطاقة فوق الصوتية بصورة غير متجانسة وبشدة منخفضة. وبما أن عينة الفطر تُعالَج بالموجات فوق الصوتية بصورة غير مباشرة في الحمام، فلا تستطيع الموجات فوق الصوتية النفاذ إلى عمق العينة. ويجب أن تمر الموجات فوق الصوتية عبر جدران الوعاء قبل أن تصل إلى مادة الفطر. وبهذا، تتضاءل أكثر شدة الموجات فوق الصوتية الصادرة من الخزان، وهي منخفضة أصلًا.

تُظهر هذه القياسات باستخدام UV-Vis الفرق الكبير في الاستخلاص بين المسبار بالموجات فوق الصوتية والحمام بالموجات فوق الصوتية. جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع المسباري UP100H (المنحنى الأسود) يعطي مردودًا أعلى بكثير من مستخلص فطر الشاغا مقارنةً بالحمام بالموجات فوق الصوتية (المنحنى الأحمر).

الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية الشديدة باستخدام مسبار بالموجات فوق الصوتية

من ناحية أخرى، يُجهَّز جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع المسباري بطرف – يُسمّى السونوترود أو المسبار – يمكن إدخاله مباشرةً في العينة، مما يتيح تطبيق الطاقة فوق الصوتية بصورة أكثر تركيزًا وموضعية. وينتج عن ذلك تفكيك الخلايا واستخلاص المركّبات النشطة حيويًا بكفاءة أعلى بكثير، ولا سيما في المناطق الكثيفة أو التي يصعب الوصول إليها داخل العينة.
يضمن التطبيق المركّز والموضعي للطاقة فوق الصوتية الذي يوفّره جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع المسباري تعرّض الكيتين لكمية كافية من الطاقة لتفكيكه.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحريك المسبار إلى مناطق مختلفة من العينة لتوليد مزج إضافي على النطاق الكبير، لضمان معالجة جميع أجزاء الفطر بالموجات فوق الصوتية على نحو كافٍ. ويكتسب ذلك أهمية خاصة للفطر ذي الجدران الخلوية السميكة أو البنى الكثيفة، حيث قد يصعب ضمان الاستخلاص الكامل باستخدام طرق أخرى.

المسبار بالموجات فوق الصوتية مقارنةً بالحمام بالموجات فوق الصوتية لاستخلاص الفطر

خلاصة القول، إن الشدة العالية للمعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع المسباري ضرورية لتفكيك الكيتين في الجدران الخلوية للفطر وتحرير المركّبات النشطة حيويًا. ويضمن التطبيق المركّز والموضعي للطاقة فوق الصوتية الذي يوفّره جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع المسباري معالجة الكيتين بالموجات فوق الصوتية على نحو كافٍ، مما يؤدي إلى استخلاص المركّبات النشطة حيويًا من الفطر بكفاءة واكتمال أكبر.
يُعد جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع المسباري عمومًا أكثر كفاءة في استخلاص الفطر، إذ يمكنه توفير استخلاص أكثر تجانسًا واكتمالًا للمركّبات النشطة حيويًا مقارنةً بجهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية من النوع الحمّامي.
اقرأ المزيد عن الاختلافات في المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مسبار بالموجات فوق الصوتية مقارنةً بحمام بالموجات فوق الصوتية!
 

ما المذيب المثالي لاستخلاص الفطر بالموجات فوق الصوتية؟

تتوافق المعالجة بالموجات فوق الصوتية بوصفها طريقة للاستخلاص مع أي مذيب. وهذا يعني أنه يجب اختيار المذيب المناسب مع مراعاة نوع الفطر والمركّبات النشطة حيويًا المراد استخلاصها.
يحتوي الفطر على مجموعة متنوعة من المركّبات النشطة حيويًا، مثل السكريات المتعددة، وغلوكانات بيتا، والتريتربينويدات، والمركّبات الفينولية، والإرغوستيرول، التي ثبت أن لها فوائد صحية متنوعة. ويمكن استخلاص هذه المركّبات النشطة حيويًا من الفطر باستخدام مذيبات مختلفة، لكل منها مزايا وعيوب. وفيما يلي بعض المذيبات الشائعة الاستخدام لاستخلاص المركّبات النشطة حيويًا من الفطر:

• الماء: الماء مذيب شائع لاستخلاص المركّبات النشطة حيويًا من الفطر. وتذوب السكريات المتعددة وغلوكانات بيتا في الماء، مما يجعله مذيبًا مثاليًا لاستخلاص هذه المركّبات. كما أن الماء مذيب آمن وغير سام، مما يجعله مذيبًا مثاليًا للمنتجات الغذائية والدوائية.
• الإيثانول: الإيثانول مذيب قطبي يُستخدم عادةً لاستخلاص المركّبات الفينولية والتريتربينويدات من الفطر. ويمكن أيضًا استخدام الإيثانول لاستخلاص السكريات المتعددة وغلوكانات بيتا، ولكن بمردود أقل مقارنةً بالماء.
• الإيثانول المائي: الإيثانول المائي هو مزيج من الماء والإيثانول. ويمكن تعديل نسبة الماء إلى الإيثانول وفقًا للمتطلبات. ويوفّر استخدام الإيثانول المائي بوصفه مذيبًا مزايا عديدة مقارنةً باستخدام الماء أو الإيثانول وحده. أولًا، يمكن أن تؤدي إضافة الإيثانول إلى الماء إلى تحسين ذوبانية بعض المركّبات النشطة حيويًا التي لا تذوب جيدًا في الماء وحده، مثل بعض المركّبات الفينولية والتريتربينويدات. ثانيًا، يمكن أن يؤدي استخدام الإيثانول المائي إلى مردود استخلاص أعلى مقارنةً بالماء أو الإيثانول وحده، لأنه يستطيع استخلاص نطاق أوسع من المركّبات النشطة حيويًا.
  يعتمد اختيار تركيز الإيثانول في مذيب الإيثانول المائي على قطبية المركّبات النشطة حيويًا التي يجري استخلاصها. ويمكن استخدام تركيز أعلى من الإيثانول (70–100%) لاستخلاص المركّبات الأقل قطبية، بينما يمكن استخدام تركيز أقل من الإيثانول (30–50%) لاستخلاص المركّبات الأكثر قطبية.
• الميثانول: الميثانول مذيب قطبي آخر يمكن استخدامه لاستخلاص المركّبات الفينولية من الفطر. والميثانول سام، لذا يجب استخدامه بحذر. ويلزم إجراء تنقية متطورة لإزالة الميثانول بعد الاستخلاص.
• الأسيتون: الأسيتون مذيب غير قطبي يُستخدم عادةً لاستخلاص الإرغوستيرول من الفطر. والأسيتون قابل للاشتعال وسام، لذا يجب استخدامه بحذر.
• الهكسان: الهكسان مذيب غير قطبي يمكن استخدامه لاستخلاص المركّبات المحبة للدهون من الفطر. والهكسان قابل للاشتعال وسام، لذا يجب استخدامه بحذر.

يعتمد اختيار المذيب لاستخلاص المركّبات النشطة حيويًا من الفطر على نوع المركّب الذي يجري استخلاصه والتطبيق المقصود. ويُعد الماء والإيثانول المائي عمومًا أكثر المذيبات أمانًا وشيوعًا لاستخلاص المركّبات النشطة حيويًا من الفطر. ومع ذلك، يمكن استخدام مذيبات أخرى، مثل الإيثانول والميثانول والأسيتون والهكسان، لتطبيقات محددة أو عندما لا يكون الاستخلاص بالماء كافيًا. ومن المهم استخدام هذه المذيبات بحذر واتباع إجراءات السلامة المناسبة.