Чудите ли се защо екстракцията на гъби с помощта на ултразвукова вана или ултразвуков почистващ резервоар не ви дава желания добив на екстракт? Научете тук всичко, което трябва да знаете за твърдите клетъчни стени, съдържащи хитин, на гъбите, най-добрата техника за екстракция и подходящи разтворители!

Защо се нуждая от интензивни сили за извличане на гъби?

Всички ядливи гъби имат клетъчни стени, изработени от хитин, същият материал, който съставлява ракообразни и черупки от насекоми. Хитинът е много здрав материал, който придава на гъбените клетки висока якост. Клетъчната стена създава бариера пред вътреклетъчните отделения, които съдържат биоактивните молекули на гъбите. Важни гъби молекули са например α- и β-глюкани, полизахариди, терпени, антиоксиданти, витамини или халюциногенни съединения. Всеки вид гъби разполага с уникален набор от биоактивни съединения. За да се освободят тези стимулиращи здравето вещества от гъбените клетки, клетъчните стени трябва да бъдат разбити. Поради съдържанието на хитин, разрушаването на гъбената клетка е предизвикателна задача и изисква известни познания и сложно оборудване.

Разрушаване на хитин-съдържащи гъби клетъчни стени с ултразвук

Докато хитинът е чудесен източник на фибри, пребиотици и антиоксиданти, проблемът е, че хората нямат способността да разграждат хитина. Това означава също, че когато консумирате сурови необработени гъби, няма да се възползвате от много от биоактивните съединения в гъбите, защото те са хванати в клетките, които са защитени от силни клетъчни стени, съдържащи хитин.
Ултразвукова екстракция прави биоактивни съединения от гъби биодостъпни, така че човешкото тяло може да абсорбира хранителното вещество бързо и напълно. Освен това в ултразвуковите екстракти от гъби полезните хранителни вещества са концентрирани така, че дори малко количество от екстракта от гъби дава желаните стимулиращи здравето резултати.

Ultrasonication за извличане на гъби

Ultrasonication е процес, при който високочестотни звукови вълни се използват за създаване на кавитация мехурчета в течност. Когато тези мехурчета се сринат, те създават интензивни локализирани сили на срязване, които могат да разрушат клетките и да освободят съдържанието на клетките в течността.
При екстракция на гъби, ултразвук може да се използва за разграждане на клетъчните стени на гъбите и освобождаване на техните биоактивни съединения в разтворител. Има два вида ultrasonicators: баня тип и сонда-тип.

Защо ултразвуковата ми вана дава лоши резултати за екстракция на гъби?

А баня тип ultrasonicator е устройство, в което пробата се поставя в контейнер, пълен с разтворителя, и ултразвукови вълни се прилагат към целия контейнер. Този метод е известен като доста неефективен, тъй като ултразвуковата вана разпределя ултразвуковата енергия неравномерно и с ниска интензивност. Както в ултразвукова вана пробата от гъби се обработва с ултразвук индиректно, ултразвукът не може да проникне дълбоко в пробата. Ултразвуковите вълни трябва да преминат през стените на съда, преди да ударят материала на гъбите. По този начин вече ултразвуковите вълни с ниска интензивност на ултразвуковия резервоар са още по-намалени.

Тези UV-Vis измервания показват значителната разлика в екстракцията между ултразвукова сонда и ултразвукова вана. Сондата тип ultrasonicator UP100H (черна графика) дава значително по-висок добив Chaga гъби екстракт от ултразвукова вана (червена графика).

Интензивна ултразвукова екстракция с помощта на ултразвукова сонда

От друга страна, сонда тип ultrasonicator е оборудван с върха – така нареченият сонотод или сонда – които могат да бъдат вкарани директно в пробата, което позволява по-фокусирано и локализирано прилагане на ултразвукова енергия. Това води до значително по-ефективно разрушаване на клетките и екстракция на биоактивни съединения, особено в гъсти или труднодостъпни области на пробата.
Фокусираното и локализирано прилагане на ултразвукова енергия, предоставена от ултразвуковия апарат тип сонда, гарантира, че хитинът е подложен на достатъчно количество енергия, за да бъде разбит.
Освен това, сондата може да бъде преместена в различни области на пробата, създавайки допълнително макросмесване, за да се гарантира, че всички части на гъбата са адекватно обработени с ултразвук. Това е особено важно за гъби с дебели клетъчни стени или плътни структури, където може да бъде предизвикателство да се осигури пълно извличане с помощта на други методи.

Ултразвукова сонда срещу ултразвукова вана за извличане на гъби

В обобщение, високата интензивност на сонда тип ултразвук е необходимо да се разгради хитин в клетъчните стени на гъбите и освобождаване на биоактивни съединения. Фокусираното и локализирано прилагане на ултразвукова енергия, предоставена от сондата тип ultrasonicator гарантира, че хитинът е адекватно ултразвук, което води до по-ефективно и задълбочено извличане на биоактивни съединения от гъбите.
Сонда тип ultrasonicator обикновено се счита за по-ефективен за извличане на гъби, тъй като тя може да осигури по-равномерно и цялостно извличане на биоактивни съединения в сравнение с баня тип ultrasonicator.
Прочетете повече за разликите в ултразвуковата обработка с помощта на ултразвукова сонда срещу ултразвукова вана!
 

Какъв е идеалният разтворител за ултразвукова екстракция на гъби?

Ultrasonication като метод екстракция е съвместим с всеки разтворител. Това означава, че изборът на правилния разтворител трябва да се направи, като се имат предвид видовете гъби и биоактивните съединения, които трябва да бъдат извлечени.
Гъбите съдържат различни биоактивни съединения като полизахариди, бета-глюкани, тритерпеноиди, фенолни съединения и ергостерол, за които е доказано, че притежават различни ползи за здравето. Извличането на тези биоактивни съединения от гъби може да се постигне с помощта на различни разтворители, всеки със своите предимства и недостатъци. Ето някои от често използваните разтворители за извличане на биоактивни съединения от гъби:

• Вода: Водата е общ разтворител за извличане на биоактивни съединения от гъби. Полизахаридите и бета-глюканите са водоразтворими, което го прави идеален разтворител за екстракция на тези съединения. Водата също е безопасен и нетоксичен разтворител, което я прави идеален разтворител за хранителни и лекарствени продукти.
• Етанол: Етанолът е полярен разтворител, който обикновено се използва за екстракция на фенолни съединения и тритерпеноиди от гъби. Етанолът може да се използва и за извличане на полизахариди и бета-глюкани, но при по-нисък добив от водата.
• Воден етанол: Воден етанол означава смес от вода и етанол. Съотношението на водата към етанола може да се регулира според изискванията. Използването на воден етанол като разтворител има няколко предимства пред използването само на вода или етанол. Първо, добавянето на етанол към водата може да подобри разтворимостта на някои биоактивни съединения, които не са много разтворими само във вода, като някои фенолни съединения и тритерпеноиди. Второ, използването на воден етанол може да доведе до по-високи добиви на екстракция в сравнение само с вода или етанол, тъй като може да извлече по-широк спектър от биоактивни съединения.
  Изборът на концентрация на етанол във водния етанолов разтворител зависи от полярността на биоактивните съединения, които се извличат. По-висока концентрация на етанол (70-100%) може да се използва за екстракция на по-малко полярни съединения, докато по-ниска концентрация на етанол (30-50%) може да се използва за извличане на по-полярни съединения.
• Метанол: Метанолът е друг полярен разтворител, който може да се използва за извличане на фенолни съединения от гъби. Метанолът е токсичен, така че трябва да се използва с повишено внимание. Необходимо е сложно пречистване, за да се отстрани метанолът след екстракцията.
• Ацетон: Ацетонът е неполярен разтворител, който обикновено се използва за екстракция на ергостерол от гъби. Ацетонът е запалим и токсичен, така че трябва да се използва с повишено внимание.
• Хексан: Хексанът е неполярен разтворител, който може да се използва за извличане на липофилни съединения от гъби. Хексанът е запалим и токсичен, така че трябва да се използва с повишено внимание.

Изборът на разтворител за екстракция на биоактивни съединения от гъби зависи от вида на екстрахираното съединение и предвиденото приложение. Водата и водният етанол обикновено са най-безопасните и най-често използвани разтворители за извличане на биоактивни съединения от гъби. Въпреки това, други разтворители като етанол, метанол, ацетон и хексан могат да се използват за специфични приложения или когато екстракцията на вода не е достатъчна. Важно е тези разтворители да се използват с повишено внимание и да се следват подходящи процедури за безопасност.