Екстракция на бета-глюкани от гъби с помощта на ултразвук
Материали и оборудване
- Гъби (напр. 100 г нарязани или нарязани гъби)
- Студена дестилирана вода (напр. 500 мл)
- Блендер или мелница
- Стъклени чаши или колби
- Филтърна хартия или настройка за вакуумна филтрация
- Центрофуга (по избор)
- Алкохол (напр. етанол) за утаяване
- Хладилник
- Сушилня
Протокол за екстракция на бета-глюкан
- Смелете или смачкайте гъбите (напр. Чага или Лъв’ гъба грива) на груби частици от около 1 до 3 милиметра. Например, използвайте 100 г сушени гъбени частици.
- След това добавете частиците гъби в стъклена чаша или колба.
- След това добавете 500 ml дестилирана вода към чашата, съдържаща частиците гъби, които трябва да бъдат извлечени. Съотношението вода към гъби може да варира в зависимост от конкретния вид гъба и размера на частиците.
- След като разбъркате суспензията, нанесете сместа на ултразвуков лабораторен хомогенизатор (напр. UP400St с 22 мм сонотроде при 100% амплитуда или UP200Ht с 14 мм сонотрод при 100% амплитуда) и поддържайте температура под 90°C. По-ниските температури помагат за запазване на чувствителни към топлина съединения, като бета-глюкани по време на екстракцията. Сонирайте съответно за около 5 до 10 минути, когато използвате UP400St и за 10 до минути, когато използвате UP200Ht. Моля, обърнете внимание, че температурата и времето за извличане могат да варират в зависимост от използваната ултразвукова мощност. Разбира се, по-големите обеми ще изискват по-дълго време за ултразвук.
- Филтрирайте ултразвуковата смес през филтърна хартия или използвайте настройка за вакуумна филтрация, за да отделите течността (съдържаща извлечените бета-глюкани) от твърдите гъбени остатъци.
- След това утаете бета-глюканите от течността, като добавите алкохол (напр. етанол). Обикновено можете да използвате 2-3 обема алкохол за валежи.
- След това съхранявайте сместа в хладилник за няколко часа, за да може бета-глюканите да се утаят.
- След утаяване можете внимателно да декантирате течността и да съберете утайката на бета-глюкан.
- Накрая изсушете бета-глюканите във фурна при ниска температура (напр. 40-50°C), докато се отстрани целият алкохол и се получи сух прах.
Гъбите показват вариации в своите характеристики. Следователно процесът на извличане на бета-глюкан може да се различава в зависимост от фактори като конкретния вид гъби, състоянието на гъбите (сушени или пресни), размера на частиците и температурата на екстракция. За да оптимизирате процедурата си за екстракция, помислете за експериментиране с различни параметри, включително промяна на съотношението твърдо към течно, регулиране на температурите, изследване на различни разтворители и тестване на различни продължителности на ултразвука и настройки на амплитудата.
Ултразвуково подпомагана ензимна екстракция на бета-глюкан
Ултразвуковата ензимна екстракция е метод, използван за извличане на бета-глюкани от гъби с помощта на комбинация от ензими и ултразвукови вълни. Този процес повишава ефективността на екстракцията, като разгражда клетъчните стени на гъбите и улеснява освобождаването на бета-глюкани.
Увеличаване на екстракцията на бета-глюкан от гъби
След като сте установили протокол за екстракция на бета-глюкан, който отговаря на вашите изисквания, мащабирането на процеса на екстракция може да бъде лесно начинание.
Мащабиране на екстракция на партиди
Ако планирате да увеличите мащаба с помощта на метод на партидно извличане, препоръчваме да увеличите обема на партидата, като същевременно поддържате съотношението твърдо към течно вещество и всички други параметри постоянни. Ако продължите да използвате същия ултразвуков хомогенизатор, не забравяйте пропорционално да увеличите времето за ултразвук. За партиди над 1 литър може да помислите за включване на бавна бъркалка, за да поддържате суспензията на частиците и да подобрите равномерността на екстракцията. Изображението по-долу показва 8-литрова настройка за екстракция на партиди, използваща ултразвуков хомогенизатор UP400St в комбинация с лабораторна бъркалка.
8L партидна настройка за извличане на гъби със UP400St Sonicator
Вакуумна филтрация на екстракт от бета-глюкан след уникиране
Вградена екстракция на гъби
За тези, които се интересуват от непрекъснато извличане на по-големи количества бета-глюкани от гъби, Hielscher Ultrasonics предлага реактори с поточни клетки, предназначени за извличане на ботанически материали. Ако това се отнася за вас, препоръчваме ви да се свържете директно с нас за повече информация. Нашият технически екип ще се радва да ви помогне при определянето на най-подходящата настройка за вашите специфични нужди. Въпреки това, провеждането на експеримента в лабораторен мащаб, споменат по-рано, с вашия конкретен вид гъби, може да бъде безценно за разбирането на точните изисквания на процеса. Изображението по-долу показва реактор с голяма проточна клетка с ултразвуков хомогенизатор UIP4000hdT за извличане на бета-глюкани при приблизително 50 до 200 литра суспензия от гъби и разтворители на час.
Емпирична концентрация на бета-глюкан в гъбни видове
По-долу ще намерите списък с емпирична концентрация на бета-глюкан, извлечена от различни видове гъби.
| Видове гъби | Общо 1,3-1,6-β-D-глюкан (g/100 g суха маса) |
|---|---|
| Манатарка pinophilus | 9,8% |
| Suillus granulatus | 13,3% |
| Craterellus cornucopioides | 4,5% |
| Suillus variegatus | 13,7% |
| Hydnum repandum | 4,1% |
| Gyroporus cyanescens | 14,3% |
| Tricholomopsis rutilans | 10,2% |
| Agaricus bisporus (portobello) | 4% |
| Agaricus bisporus (cremini) | 4% |
| Auricularia auricular-judae | 16,8% |
съдържание на 1,3-1,6-β-D-глюкан в анализираните диворастящи и култивирани гъби, Източник:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Количествена оценка на съдържанието на 1,3-1,6-β-D-глюкан в диворастящи видове годни за консумация полски гъби. Rocz Panstw Zakl Hig 2017; 68(3):281-290.
SonoStation: Мобилна система до ключ за ултразвукова обработка – състоящ се от ултразвукови диспергатори, помпа, бъркалка и резервоар
UIP4000hdT ултразвуков хомогенизатор за обработка на приблизително 50 до 200 литра каша от гъби-разтворители на час
Количествено определяне на концентрацията на екстракт от бета-глюкан в гъбите
Концентрацията на бета-глюкан след екстракция може да бъде количествено определена с помощта на различни методи, в зависимост от вида на бета-глюкана и специфичните изисквания на анализа. Общите методи за количествено определяне на концентрацията на бета-глюкан са изброени по-долу. Разбира се, изборът на метод зависи от фактори като необходимата точност и наличното оборудване.
-
Гравиметричен метод
- Принцип: Този метод се основава на утаяването на бета-глюкани с етанол, последвано от изсушаване и претегляне на утайката.
- Процедура: Пробата се разтваря във вода, обработва се с етанол за утаяване на бета-глюкани и след това утайката се събира, изсушава и претегля.
- Предимства: Прост и широко използван.
- Ограничения: По-малко прецизен в сравнение с други методи.
-
Колориметрични методи
- Принцип: Тези методи включват цветни реакции със специфични реагенти, които предизвикват промяна на цвета, пропорционална на концентрацията на бета-глюкан.
-
Примери:
- Метод на фенол-сярна киселина: Този метод включва третиране на пробата с концентрирана сярна киселина и фенол, което превръща разтвора в оранжево. Интензивността на цвета е пропорционална на концентрацията на бета-глюкан.
- Метод на Антрон: Реагентът на Антрон реагира с бета-глюкани, за да получи синьо-зелен цвят и се измерва интензивността на цвета.
- Предимства: Чувствителен и подходящ за анализ с висока производителност.
- Ограничения: Смущения от други съединения и необходимост от специфични реагенти.
-
Ензимни анализи
- Принцип: Ензимните анализи използват ензими като β-глюканаза, за да разградят бета-глюканите до по-прости захари, а освободените захари се определят количествено.
- Предимства: Много специфичен и точен.
- Ограничения: Изисква специализирано оборудване и реактиви.
-
Високоефективна течна хроматография (HPLC)
- Принцип: HPLC разделя и определя количествено съединенията въз основа на техните взаимодействия с хроматографска колона.
- Процедура: Бета-глюканите се хидролизират в монозахариди, а получените захари се отделят и определят количествено чрез HPLC.
- Предимства: Много точен и подходящ за сложни проби.
- Ограничения: Изисква специализирано оборудване и експертиза.
-
Специфични имуноанализи
- Принцип: Имуноанализите използват антитела, специфични за бета-глюканите, за количествено определяне на тяхната концентрация.
-
Примери:
- ELISA (ензимно-свързан имуносорбентен анализ): При този метод ензимно-свързаното антитяло предизвиква промяна на цвета, когато се свърже с бета-глюкани.
- Тестове за страничен поток: Това са бързи тестове, които дават видим резултат върху тест лента.
- Предимства: Висока специфичност и чувствителност.
- Ограничения: Изисква специфични антитела и може да бъде по-скъп.