Ekstrakcija beta-glukana iz gljiva pomoću ultrazvuka

Ekstrakcija beta-glukana iz gljiva za laboratorijsko testiranje ili proizvodnju uključuje kombinaciju sjeckanja, mljevenja ili drobljenja gljiva, ultrazvučno potpomognute ekstrakcije i taloženja beta-glukana. Ovdje je pojednostavljen pregled procesa ekstrakcije beta-glukana, zajedno s primjerima zapremine i težine za eksperiment na laboratorijskoj skali. Imajte na umu da se specifični uslovi i mere mogu razlikovati u zavisnosti od vrste gljive i zahtevane čistoće beta-glukana.

Materijali i oprema

• Pečurke (npr. 100 g seckanih ili narezanih pečuraka)
• Hladna destilovana voda (npr. 500mL)
• Blender ili mlin
• Staklene čaše ili tikvice
• Filter papir ili postavka za vakuumsku filtraciju
• Centrifuga (opciono)
• Alkohol (npr. etanol) za taloženje
• Frižider
• Sušilica

Protokol ekstrakcije beta-glukana

1. Sameljite ili zgnječite gljive (npr. Chaga ili Lion’ gljiva griva) u krupne čestice od cca. 1 do 3 milimetra. Na primjer, koristite 100 g suhih čestica gljiva.
2. Zatim dodajte čestice pečuraka u staklenu čašu ili tikvicu.
3. Zatim dodajte 500 ml destilovane vode u čašu koja sadrži čestice pečuraka koje treba ekstrahovati. Omjer vode i gljive može varirati ovisno o specifičnoj vrsti gljive i veličini čestica.
4. Nakon što promiješate suspenziju, sonikirajte smjesu pomoću ultrazvučnog laboratorijskog homogenizatora (npr. UP400St sa sonotrodom od 22 mm pri 100% amplitude ili UP200Ht sa sonotrodom od 14 mm pri 100% amplitude) i održavajte temperaturu ispod 90°C. Niže temperature pomažu u očuvanju jedinjenja osjetljivih na toplinu, kao što su beta-glukani tokom ekstrakcije. Sonicate za cca. 5 do 10 minuta kada koristite UP400St i 10 do 10 minuta kada koristite UP200Ht, respektivno. Imajte na umu da temperatura i vrijeme ekstrakcije mogu varirati ovisno o korištenoj ultrazvučnoj snazi. Naravno, veće količine će zahtijevati duže vrijeme obrade sonikacijom.
5. Filtrirajte soniciranu mješavinu kroz filter papir ili koristite postavku za vakuumsku filtraciju da odvojite tekućinu (koja sadrži ekstrahirane beta-glukane) od krutog ostatka gljiva.
6. Zatim precipitirajte beta-glukane iz tečnosti dodavanjem alkohola (npr. etanola). Obično možete koristiti 2-3 zapremine alkohola za taloženje.
7. Nakon toga, smjesu stavite u hladnjak na nekoliko sati kako bi se beta-glukani istaložili.
8. Nakon taloženja, možete pažljivo dekantirati tečnost i sakupiti talog beta-glukana.
9. Na kraju, osušite beta-glukane u rerni na niskoj temperaturi (npr. 40-50°C) dok se sav alkohol ne ukloni i ne dobijete suvi prah.

Gljive pokazuju varijacije u svojim karakteristikama. Stoga se proces ekstrakcije beta-glukana može razlikovati ovisno o faktorima kao što su specifične vrste gljiva, stanje gljiva (osušene ili svježe), veličina čestica i temperatura ekstrakcije. Da biste optimizirali svoju proceduru ekstrakcije, razmislite o eksperimentiranju s različitim parametrima, uključujući variranje omjera čvrste i tečnosti, podešavanje temperatura, istraživanje različitih otapala i testiranje različitih trajanja ultrazvuka i postavki amplitude.

Ultrazvučno potpomognuta enzimska ekstrakcija beta-glukana

Ultrazvučno potpomognuta enzimska ekstrakcija je metoda koja se koristi za ekstrakciju beta-glukana iz gljiva korištenjem kombinacije enzima i ultrazvučnih valova. Ovaj proces poboljšava efikasnost ekstrakcije razbijanjem ćelijskih zidova gljiva i olakšavanjem oslobađanja beta-glukana.

Povećanje ekstrakcije beta-glukana iz gljiva

Nakon što uspostavite protokol ekstrakcije beta-glukana koji zadovoljava vaše zahtjeve, povećanje procesa ekstrakcije može biti jednostavan poduhvat.

Batch Extraction Scale-Up

Ako planirate da se povećate koristeći metodu serijske ekstrakcije, preporučujemo da povećate količinu šarže uz zadržavanje omjera čvrstog i tekućeg i svih ostalih parametara konstantnim. Ako nastavite koristiti isti ultrazvučni homogenizator, budite sigurni da ste proporcionalno povećali vrijeme sonikacije. Za šarže veće od 1 litre, možda ćete htjeti razmotriti ugradnju spore miješalice kako biste održali suspenziju čestica i poboljšali ujednačenost ekstrakcije. Slika ispod prikazuje 8-litarsku serijsku ekstrakciju koja koristi ultrazvučni homogenizator UP400St u kombinaciji s laboratorijskom miješalicom.

Inline ekstrakcija gljiva

Za one koji su zainteresirani za kontinuirano izdvajanje većih količina beta-glukana iz gljiva, Hielscher Ultrasonics nudi reaktore s protočnim ćelijama dizajnirane za ekstrakciju botaničkog materijala. Ako se ovo odnosi na vas, preporučujemo da nam se obratite direktno za više informacija. Naš tehnički tim će rado pomoći u određivanju najprikladnijeg podešavanja za vaše specifične potrebe. Međutim, provođenje prethodno spomenutog laboratorijskog eksperimenta s vašim specifičnim vrstama gljiva može biti od neprocjenjive važnosti u razumijevanju preciznih zahtjeva procesa. Slika ispod prikazuje veliki reaktor sa protočnim ćelijama sa ultrazvučnim homogenizatorom UIP4000hdT za ekstrakciju beta-glukana pri približno 50 do 200 litara suspenzije otapala gljiva na sat.

Empirijska koncentracija beta-glukana vrsta gljiva

Ispod ćete pronaći listu empirijskih koncentracija beta-glukana koje su ekstrahovane iz različitih vrsta gljiva.

Mushroom Species	Ukupno 1,3-1,6-β-D-glukan (g/100g suhe mase)
Vrganj 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%

Sadržaj 1,3-1,6-β-D-glukana u analiziranim samoniklim i gajenim gljivama, Izvor:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Kvantitativna procjena sadržaja 1,3-1,6-Β-D-glukana u divljim vrstama jestivih poljskih gljiva. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.