Екстракт от лъвска грива, получен с ултразвук

Екстрактите от вида гъба Hericium erinaceus, известна като лъвска грива, се произвеждат най-ефективно чрез ултразвукова обработка. Ултразвуковите екстрактори бързо разрушават клетъчната матрица на гъбата и позволяват пълното извличане на биоактивните съединения от мицела и плодното тяло на лъвската грива.

Екстракция на гъбата лъвска грива с помощта на ултразвук

Биоактивни съединения в лъвската грива: Hericium erinaceus, известна също с общоприетите имена лъвска грива, японско ямабушитаке, помпон, брадат зъб, таралежова гъба или маймунска глава, е гъба, която от десетилетия се използва в традиционната медицина и като лечебно средство. Лъвската грива съдържа множество биоактивни съединения: полизахариди, стероли, гликопротеини, терпеноиди (напр. еринацини), както и фенолни и летливи съединения (напр. хериценони). Тези вещества са известни със своите антиоксидантни, антидиабетни, противоракови, противовъзпалителни, антимикробни, антихипергликемични и хиполипидемични ефекти. Научни изследвания показват, че съединенията в лъвската грива могат да подобрят развитието и функцията на невроните и биха могли да предпазят нервите от увреждане. Затова понастоящем тя се изпитва като лечебно средство при деменция.

Това видео демонстрира високоефективната екстракция на гъбата лъвска грива с ултразвуковия хомогенизатор Hielscher UP200Ht. Ултразвуковата екстракция е идеална техника за получаване на висококачествени пълноспектърни екстракти, съдържащи полизахариди като бета-глюкани, както и хериценони и еринацини.

Ултразвукова екстракция на лъвска грива:
Ултразвуковата екстракция на лъвска грива е техника, при която се прилага ултразвук с висока мощност за извличане на биоактивни съединения от плодното тяло или мицела на гъбата лъвска грива (Hericium erinaceus). Лъвската грива е добре позната лечебна гъба и съдържа различни полезни за здравето биоактивни съединения като полизахариди, бета-глюкани, хериценони, еринацини и антиоксиданти.
Процесът на ултразвукова екстракция на гъби включва използването на ултразвукови апарати със сонда, които създават интензивна кавитация в течна среда (като вода, етанол или метанол), съдържаща гъбния материал. Генерираната ултразвукова кавитация предизвиква разрушаване на клетъчните стени на гъбния материал, като освобождава биоактивните съединения в течността / разтворителя. Ултразвуковите вълни също подобряват масопреноса на биоактивните съединения от гъбния материал към разтворителя, което повишава ефективността на екстракцията.
Ултразвуковата екстракция на гъби е много ефективна и бърза техника за изолиране, която не изисква високи температури или вредни химикали. Извлечените биоактивни съединения могат да се използват за различни приложения, като хранителни добавки, функционални храни и нутрацевтици. Освен това методът за ултразвукова екстракция на лъвска грива е екологичен и устойчив, което го прави идеален избор за извличане на биоактивни съединения от естествени източници.

Тези предимства правят ултразвуковата обработка отлична техника за екстракция на висококачествени гъбни екстракти и са причината ултразвуковите апарати на Hielscher да се използват по целия свят в лаборатории и в промишлеността за производство на гъбни екстракти.

Протокол за ултразвукова екстракция на лъвска грива

Valu et al. (2020) демонстрират високоефективна процедура за екстракция за получаване и концентриране на биоактивните продукти от биомасата на H. erinaceus, основана на принципите на ултразвуковата екстракция. Устройството, използвано за екстракцията, е ултразвуков процесор на Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 вата, 20 kHz) със сонотрод BS4d40 (диаметър 40 mm). Преди експериментите за екстракция ултразвуковият процесор е калибриран, за да се определи нетната консумирана мощност. По време на ултразвуковата обработка тази стойност автоматично се изважда от брутната консумация на енергия, което позволява да се установи нетната мощност, подадена към екстракционната среда. По време на експериментите пробите са поставени в торба с лед при непрекъснато магнитно разбъркване, за да се поддържа ниска температура на пробите. След завършване на екстракцията пробите са филтрирани под вакуум и след това центрофугирани (2500× g за 5 min). За отстраняване на водата и алкохола от супернатантите е използван ротационен изпарител. Останалите остатъци от вода и алкохол от пробите са подложени на лиофилизация, за да се получи прахообразен екстракт. Като алтернатива разтворителят може да се отстрани с помощта на вакуумен филтър и ротационен вакуумен изпарител, за да се получи гъбен концентрат.
 

 
Оптимизираните условия за екстракция с ултразвук са следните:

• ултразвуков апарат UIP1000hdT със сонотрод BS4d40: 100% амплитуда, 100% работен цикъл)
• изсушена, смляна Hericium erinaceus
• разтворител: 80% воден етанол
• съотношение разтворител–материал: 1:30 (g/mL)
• време за екстракция: 45 min

Общото съдържание на фенолни съединения в този оптимизиран екстракт от H. erinaceus е 23,2 mg GAE/g DM, а при теста с DPPH антиоксидантната активност достига IC50 от 87,2 μg/mL.
Изследователският екип успешно демонстрира, че ултразвуковата екстракция ефективно подпомага изолирането на антиоксиданти от Hericium erinaceus, особено полифеноли и флавоноиди, корелиращи с дитерпеноида еринацин A, известен с високата си антиоксидантна активност.
(срв. Valu et al., 2020)

В този видеоклип демонстрираме ултразвукова екстракция на гъби чага със студена вода. Hielscher UP100H е ултразвуков хомогенизатор с мощност 100 вата. Тази сонда с диаметър 14mm – MS14 – е много подходяща за екстракция на растителни суровини в малки партиди. Можете да регулирате интензитета с регулатора на амплитудата. За тази демонстрация на екстракция използваме 100% интензитет.

Намерете идеалния ултразвуков апарат за екстракция на лъвска грива!

Лъвската грива е богата на хитин. Както всички гъби, лъвската грива съдържа много хитин в клетъчните си стени. Хитинът е устойчив биополимер, който придава на клетъчните стени висока твърдост и здравина. Поради високото си съдържание на хитин лъвската грива не трябва да се консумира сурова, тъй като хитинът е трудно смилаем и може да причини стомашно неразположение.
За да се разрушат клетъчните стени на лъвската грива и да се извлекат вътреклетъчните биоактивни съединения, са необходими интензивни сили. Затова ултразвуковите вани или резервоарите за почистване не дават желаните резултати при екстракция.
Прочетете повече за сравнението на ефективността между ултразвуков апарат със сонда и ултразвукова вана!
За разлика от тях ултразвуковите сонди създават локално ултразвукови вълни с висок интензитет и кавитация, които осигуряват необходимата енергия за разрушаване на съдържащите хитин клетъчни стени на гъбите. Освен това ултразвуковата обработка със сонда е нетермичен метод за екстракция, който предотвратява термичното разграждане на биоактивните съединения от топлината. Затова ултразвуковите апарати със сонда са най-ефективната техника за екстракция на лечебни гъби.
 
Попитайте ни за подходящия ултразвуков апарат със сонда за вашата екстракция на гъби!
 
Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови апарати:

Свържете се с нас сега и получете повече информация за ултразвуковите апарати за екстракция на гъби! Нашият добре обучен персонал с дългогодишен опит с удоволствие ще ви препоръча най-подходящия ултразвуков екстрактор за вашия процес на екстракция на гъби!

---

---

Литература / Източници

• Valu, Mihai-Vlad; Liliana Cristina Soare; Nicoleta Anca Sutan; Catalin Ducu; Sorin Moga; Lucian Hritcu; Razvan Stefan Boiangiu; Simone Carradori (2020): Optimization of Ultrasonic Extraction to Obtain Erinacine A and Polyphenols with Antioxidant Activity from the Fungal Biomass of Hericium erinaceus. Foods 9, No. 12, 2020.
• Valu, M.-V.; Soare,L.C.; Ducu, C.; Moga, S.; Negrea, D.; Vamanu, E.; Balseanu, T.-A.; Carradori, S.; Hritcu, L.; Boiangiu, R.S. (2021): Hericium erinaceus (Bull.) Pers. Ethanolic Extract with Antioxidant Properties on Scopolamine-Induced Memory Deficits in a Zebrafish Model of Cognitive Impairment. Journal of Fungi 2021, 7, 477.
• Venturella, G.; Ferraro, V.; Cirlincione, F.; Gargano, M. L. (2021): Medicinal Mushrooms: Bioactive Compounds, Use, and Clinical Trials. International Journal of Molecular Sciences, 22(2), 634.
• Picture of Hericium By Jim Champion / Hericium erinaceum on an old tree in Shave Wood, New Forest / CC BY-SA 2.0

Полезни факти

Биоактивни съединения от гъби: мицел спрямо плодно тяло

Както екстрактите от мицел, така и тези от плодното тяло могат да се произвеждат чрез ултразвукова екстракция и двата вида имат свои уникални предимства. Кой е по-добър зависи от конкретния случай на употреба и желаните резултати.
Екстрактите от мицел обикновено са по-евтини и по-лесни за производство в големи количества от екстрактите от плодното тяло, което ги прави по-достъпни. Мицелът също съдържа множество полезни съединения като полизахариди, ергостерол и ензими.
От друга страна, екстрактите от плодното тяло съдържат по-високи нива на бета-глюкани, тритерпеноиди и други съединения, които са свързвани с ползи за здравето. Плодните тела също обикновено съдържат по-разнообразен набор от съединения и в някои случаи могат да имат по-силно действие.
В крайна сметка изборът между екстракти от мицел и от плодно тяло зависи от конкретното приложение и желаните ефекти. Ако например търсите подкрепа за имунната система, екстрактът от мицел може да бъде добър вариант поради високото си съдържание на полизахариди. Ако търсите подкрепа за когнитивните функции, екстрактът от плодното тяло може да бъде по-добър избор поради високото си съдържание на тритерпеноиди. Струва си също да се отбележи, че висококачествените екстракти както от мицел, така и от плодно тяло могат да бъдат ефективни и полезни за различни цели.

Кой е най-добрият метод за извличане на бета-глюкани от лъвска грива?

Ултразвуковата екстракция със студена вода е най-добрата техника за освобождаване на водоразтворимите съединения от гъби, например от плодното тяло на лъвската грива. Ултразвуковата екстракция със студена вода перфорира и разрушава устойчивите клетъчни стени на гъбите, за да освободи биоактивните съединения като β-глюкани от клетъчната матрица. Тъй като ултразвуковата обработка е щадящ процес, тя не уврежда фитохимичните вещества и предотвратява разграждането на всички полезни за здравето биоактивни съединения, включително бета-глюканите.

Какви са предимствата на гъбния екстракт?

Процесът на екстракция, например ултразвуковата екстракция, освобождава биоактивните съединения като бета-глюкани от клетъчната матрица. Затова гъбните екстракти съдържат по-големи количества биоактивни съединения в сравнение със смления гъбен прах. Основната фракция на β-глюканите, които са полимери с висока молекулна маса, е разтворима във вода. Ето защо ултразвуковата екстракция със студена вода е не само здравословен и екологичен начин за екстракция, но и ефективно освобождава β-глюканите от гъбните клетки във водата. С екстракта става възможно производството на лечебни средства и хранителни добавки, съдържащи постоянно количество биоактивни молекули във всяка доза.

Биоактивни съединения в лъвската грива

Към много важните и добре проучени биоактивни метаболити спадат също еринацините (A–I), група циатинови дитерпеноиди, извлечени от мицела на Hericium erinaceus, или лъвска грива, или ямабушитаке, и хериценоните (C–H), производни на бензиловия алкохол, извлечени от плодното тяло. И двете групи съединения могат лесно да преминават през кръвно-мозъчната бариера и са показали невротропни и невропротективни ефекти. Съобщава се, че те индуцират синтеза на нервен растежен фактор (NGF) както in vitro, така и in vivo. Тази лечебна гъба обаче има и антиоксидантни, противовъзпалителни, противоракови, имуностимулиращи, антидиабетни, антимикробни, хиполипидемични и антихипергликемични свойства, въпреки че най-често се използва за лечение на невродегенеративни заболявания и когнитивни нарушения.
Доказано е, че еринацин A, основният представител на групата на еринацините, има ефективно защитно действие срещу болестта на Паркинсон. При миши модел на болестта на Паркинсон с 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) еринацин A води до намаляване на предизвиканата от MPTP загуба на допаминергични клетки, на апоптотичната клетъчна смърт, предизвикана от оксидативен стрес, и на нивата на глутатион, нитротирозин и 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE); той също обръща свързаните с MPTP двигателни дефицити и намалява увреждането, свързано с предизвиканите от 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP) цитотоксичност и апоптоза на невронните клетки, чрез поддържано от стреса на ендоплазмения ретикулум (ER) активиране на пътищата IRE1α/TRAF2, JNK1/2 и p38 MAPK, експресията на хомоложния протеин на C/EBP (CHOP), IKB-β и NF-κB, както и Fas и Bax. Установено е също, че този метаболит е ефективен срещу исхемичен инсулт, както се съобщава в изследване върху плъхове, при което е наблюдавано намаляване на невронната апоптоза, както и на размера на кухината в мозъка вследствие на инсулта, чрез насочване към пътищата iNOS/реактивни азотни видове (RNS) и p38 митоген-активирана протеин киназа (MAPK)/хомоложен протеин на CCAAT-свързващия енхансерен протеин (CHOP).
Съобщава се също, че еринацин A има значителна противотуморна активност в човешки клетки TSGH 9201 на рак на стомаха, в които индуцира значителна апоптоза, свързана с повишено фосфорилиране на пътищата на киназата на фокалната адхезия/протеин киназата FAK/Akt/p70S6K и серин/треонин киназата PAK-1. Той води също до повишена цитотоксичност и образуване на ROS, намалената инвазивност и активиране на каспазите, както и експресията на рецептора за туморна некроза TRAIL. Силното противотуморно действие на този метаболит впоследствие е потвърдено от скорошно изследване както in vitro в две човешки клетъчни линии на рак на дебелото черво (DLD-1 и HCT-116), така и in vivo в миши модел, което допълнително изяснява механизмите му. Ефектите от лечението включват стимулиране на външните пътища за активиране на апоптозата (TNFR, Fas, FasL, каспази), потискане на експресията на антиапоптотичните молекули Bcl-2 и Bcl-XL и фосфорилиране на Jun N-терминалната киназа JNK1/2, която реагира на стресови стимули, NF-κB p50 и p330. Демонстрирано е също, че повишаването на експресията на молекулите на рецепторите за клетъчна смърт чрез пътя JNK MAPK/p300/NF-κB се медиира от модификацията на хистон H3K9K14ac; резултатите от изпитването in vivo действително показват повишени нива на хистон H3K9K14ac, както и ацетилиране на хистоните в промоторите на Fas, FasL и TNFR.
Друг еринацин, еринацин C, е известен със своите противоневровъзпалителни и невропротективни действия, които биха могли да се постигнат чрез механизъм на инхибиране на експресията на протеините IκB, p-IκBα (участващ в предходните етапи на сигналната трансдукционна каскада на NF-κB) и индуцируемата синтаза на азотен оксид (iNOS), и активиране на предпазващия от стрес път Nrf2/HO-1. Третирането на човешки микроглиални клетки BV2 с предизвикано от LPS възпаление води до понижени нива на азотен оксид (NO), IL-6, TNF-α и iNOS, инхибиране на експресията на NF-κB, и фосфорилирането на протеините IκBα (p-IκBα), както и инхибиране на Kelch-подобния ECH-асоцииран протеин 1 (Keap1), и повишен ядрен транскрипционен фактор, свързан с еритроиден фактор 2 (Nrf2), и експресията на протеина хем оксигеназа-1 (HO-1).
(откъс от Venturella et al., 2021)