Ekstrakt lavlje grive dobijen primjenom ultrazvuka

Ekstrakti vrste gljive Hericium erinaceus, poznate kao gljiva lavlja griva, najefikasnije se proizvode primjenom ultrazvučne obrade. Ultrazvučni ekstraktori brzo razbijaju ćelijsku matricu gljive i omogućavaju potpunu ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz micelija i plodnog tijela lavlje grive.

Ekstrakcija gljive lavlja griva potpomognuta ultrazvukom

Bioaktivni spojevi u lavljoj grivi: Hericium erinaceus, poznata i pod uobičajenim nazivima lavlja griva, japanski yamabushitake, pom pom, bradati zub, jež ili majmunska glava, gljiva je koja se već decenijama koristi kao tradicionalni lijek i terapeutik. Lavlja griva sadrži mnoge bioaktivne spojeve: polisaharide, sterole, glikoproteine, terpenoide (npr. erinacine), kao i fenolne i hlapljive spojeve (npr. hericenone). Ove tvari poznate su po antioksidativnim, antidijabetičkim, antikancerogenim, protuupalnim, antimikrobnim, antihiperglikemijskim i hipolipidemijskim učincima. Znanstvena istraživanja pokazala su da spojevi lavlje grive mogu poboljšati razvoj i funkciju neurona te bi mogli zaštititi živce od oštećenja. Stoga se trenutno ispituje kao terapeutik za demenciju.

Ovaj video demonstrira visokoefikasnu ekstrakciju gljive lavlja griva pomoću ultrazvučnog homogenizatora Hielscher UP200Ht. Ultrazvučna ekstrakcija idealna je tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata punog spektra koji sadrže polisaharide poput beta-glukana, kao i hericenone i erinacine.

Ultrazvučna ekstrakcija lavlje grive:
Ultrazvučna ekstrakcija lavlje grive tehnika je koja primjenjuje ultrazvuk velike snage za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz plodnog tijela ili micelija gljive lavlja griva (Hericium erinaceus). Gljiva lavlja griva poznata je ljekovita gljiva i sadrži različite bioaktivne spojeve korisne za zdravlje, kao što su polisaharidi, beta-glukani, hericenoni, erinacini i antioksidansi.
Proces ultrazvučne ekstrakcije gljiva uključuje upotrebu ultrazvučnih uređaja sa sondom koji u tekućem mediju (kao što su voda, etanol ili metanol) koji sadrži materijal gljive stvaraju intenzivnu kavitaciju. Nastala ultrazvučna kavitacija uzrokuje razgradnju ćelijskih zidova materijala gljive, pri čemu se bioaktivni spojevi oslobađaju u tekućinu / otapalo. Ultrazvučni talasi također pojačavaju prenos mase bioaktivnih spojeva iz materijala gljive u otapalo, što povećava efikasnost ekstrakcije.
Ultrazvučna ekstrakcija gljiva vrlo je efikasna i brza tehnika izolacije koja ne zahtijeva visoke temperature niti štetne hemikalije. Ekstrahirani bioaktivni spojevi mogu se koristiti u različitim primjenama, kao što su dodaci prehrani, funkcionalna hrana i nutraceutici. Nadalje, metoda ultrazvučne ekstrakcije lavlje grive ekološki je prihvatljiva i održiva, što je čini idealnim izborom za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz prirodnih izvora.

Zbog ovih prednosti ultrazvučna obrada (sonikacija) je izvrsna tehnika ekstrakcije za visokokvalitetne ekstrakte gljiva i razlog je zašto se Hielscher ultrazvučni uređaji širom svijeta koriste u laboratorijima i industriji za proizvodnju ekstrakata gljiva.

Protokol za ultrazvučnu ekstrakciju lavlje grive

Valu i sar. (2020) demonstrirali su vrlo efikasan postupak ekstrakcije za dobijanje i koncentriranje bioaktivnih proizvoda biomase H. erinaceus, zasnovan na principima ultrazvučne ekstrakcije. Za ekstrakciju je korišten Hielscher ultrazvučni procesor (Hielscher UIP1000hdT, 1000 vati, 20 kHz) sa sonotrodom BS4d40 (prečnik 40 mm). Prije eksperimenata ekstrakcije ultrazvučni procesor je kalibriran radi određivanja neto potrošnje snage. Tokom ultrazvučne obrade (sonikacije) ta se vrijednost automatski oduzimala od bruto potrošnje energije, čime je omogućeno određivanje neto snage predane mediju za ekstrakciju. Tokom eksperimenata uzorci su stavljeni u vreću s ledom uz kontinuirano magnetno miješanje radi održavanja niske temperature uzorka. Nakon završetka ekstrakcije uzorci su vakuumski filtrirani, a zatim centrifugirani (2500× g tokom 5 min). Rotacioni evaporator korišten je za uklanjanje vode i alkohola iz supernatanata. Preostali ostaci vode i alkohola iz uzoraka podvrgnuti su liofilizaciji kako bi se dobio ekstrakt u prahu. Alternativno, otapalo se može ukloniti pomoću vakuumskog filtera i rotacionog vakuumskog evaporatora kako bi se dobio koncentrat gljive.

Optimizirani uvjeti ekstrakcije primjenom ultrazvuka bili su sljedeći:

• ultrazvučni uređaj UIP1000hdT sa sonotrodom BS4d40: 100% amplituda, 100% ciklus)
• osušena, mljevena Hericium erinaceus
• otapalo: 80% vodeni etanol
• omjer otapalo–materijal: 1:30 (g/mL)
• vrijeme ekstrakcije: 45 min

Ukupni sadržaj fenola u ovom optimiziranom ekstraktu H. erinaceus iznosio je 23,2 mg GAE/g DM, a u DPPH testu antioksidativna aktivnost dostigla je IC50 od 87,2 μg/mL.
Istraživački tim uspješno je pokazao da ultrazvučna ekstrakcija efikasno potpomaže izolaciju antioksidansa iz Hericium erinaceus, posebno polifenola i flavonoida koji su u korelaciji s diterpenoidom erinacinom A, poznatim po visokoj antioksidativnoj aktivnosti.
(usp. Valu et al., 2020)

U ovom videu prikazujemo ultrazvučnu ekstrakciju čaga gljiva hladnom vodom. Hielscher UP100H je ultrazvučni homogenizator snage 100 vati. Ova sonda od 14mm – MS14 – vrlo je pogodna za ekstrakciju iz biljnog materijala u malim šaržama. Intenzitet možete podesiti regulatorom amplitude. Za ovu demonstraciju ekstrakcije koristimo intenzitet od 100%.

Pronađite idealan ultrazvučni uređaj za ekstrakciju lavlje grive!

Lavlja griva bogata je hitinom. Kao i sve gljive, lavlja griva ima mnogo hitina u svojim ćelijskim zidovima. Hitin je žilav biopolimer koji ćelijskim zidovima daje visoku čvrstoću i krutost. Zbog visokog sadržaja hitina, lavlju grivu ne treba jesti sirovu jer je hitin teško probavljiv i može izazvati želučane tegobe.
Da bi se razbili ćelijski zidovi lavlje grive i ekstrahirali unutarćelijski bioaktivni spojevi, potrebne su intenzivne sile. Stoga ultrazvučne kupelji ili tankovi za čišćenje ne daju željene rezultate ekstrakcije.
Saznajte više o usporedbi efikasnosti ultrazvučnog uređaja sa sondom i ultrazvučne kupelji!
Nasuprot tome, ultrazvučne sonde stvaraju lokalno visokointenzivne ultrazvučne talase i kavitaciju, koji isporučuju energiju potrebnu za razgradnju ćelijskih zidova gljiva koji sadrže hitin. Osim toga, ultrazvučna obrada sondom je netermička metoda ekstrakcije koja sprječava toplinsku razgradnju bioaktivnih spojeva uzrokovanu toplinom. Stoga su ultrazvučni uređaji sa sondom najefikasnija tehnika ekstrakcije za ekstrakciju ljekovitih gljiva.

Obratite nam se za odgovarajući ultrazvučni uređaj sa sondom za ekstrakciju vaših gljiva!

Tabela u nastavku daje vam okvirnu orijentaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Kontaktirajte nas odmah i saznajte više o ultrazvučnim uređajima za ekstrakciju gljiva! Naše dugogodišnje iskusno i dobro obučeno osoblje rado će vam preporučiti najprikladniji ultrazvučni ekstraktor za vaš proces ekstrakcije gljiva!

---

---

Literatura / reference

• 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

Zanimljivosti vrijedne znanja

Bioaktivni spojevi gljiva iz micelija u odnosu na plodno tijelo

Ekstrakti i iz micelija i iz plodnog tijela mogu se proizvesti ultrazvučnom ekstrakcijom, a oba imaju vlastite jedinstvene prednosti. Koji je bolji, ovisi o konkretnom slučaju upotrebe i željenim ishodima.
Ekstrakti micelija općenito su jeftiniji i lakše se proizvode u velikim količinama nego ekstrakti plodnog tijela, zbog čega su pristupačniji. Micelij također sadrži mnoge korisne spojeve kao što su polisaharidi, ergosterol i enzimi.
S druge strane, ekstrakti plodnog tijela sadrže veće razine beta-glukana, triterpenoida i drugih spojeva koji se povezuju s koristima za zdravlje. Plodna tijela također imaju tendenciju većeg raspona različitih spojeva i u nekim slučajevima mogu biti potentnija.
Na kraju, izbor između ekstrakata micelija i plodnog tijela ovisit će o konkretnoj primjeni i željenim učincima. Ako tražite podršku imunitetu, na primjer, ekstrakt micelija može biti dobra opcija zbog visokog sadržaja polisaharida. Ako tražite podršku kognitivnim funkcijama, ekstrakt plodnog tijela može biti bolji izbor zbog visokog sadržaja triterpenoida. Vrijedi također napomenuti da visokokvalitetni ekstrakti iz izvora i micelija i plodnog tijela mogu biti djelotvorni i korisni za različite svrhe.

Koja je najbolja metoda ekstrakcije beta-glukana iz lavlje grive?

Ultrazvučna ekstrakcija hladnom vodom najbolja je tehnika za oslobađanje u vodi topivih spojeva iz gljiva kao što je plodno tijelo lavlje grive. Ultrazvučna ekstrakcija hladnom vodom perforira i razbija žilave ćelijske zidove gljiva kako bi se bioaktivni spojevi kao što su β-glukani oslobodili iz ćelijske matrice. Budući da je ultrazvučna obrada (sonikacija) blag proces, ne oštećuje fitokemikalije i sprječava razgradnju svih bioaktivnih spojeva korisnih za zdravlje, uključujući beta-glukane.

Koje su prednosti ekstrakta gljiva?

Proces ekstrakcije, npr. ultrazvučne ekstrakcije, oslobađa bioaktivne spojeve kao što su beta-glukani iz ćelijske matrice. Stoga ekstrakti gljiva sadrže veće količine bioaktivnih spojeva u odnosu na mljeveni prah gljiva. Glavna frakcija β-glukana, koji su polimeri visoke molekulske mase, topiva je u vodi. Zbog toga ultrazvučna ekstrakcija hladnom vodom nije samo zdrav i ekološki prihvatljiv način ekstrakcije, nego efikasno oslobađa β-glukane iz ćelija gljive u vodu. Pomoću ekstrakta moguće je proizvoditi terapeutike i dodatke prehrani koji sadrže ujednačenu količinu bioaktivnih molekula u svakoj dozi.

Bioaktivni spojevi u lavljoj grivi

Vrlo važni i dobro proučeni bioaktivni metaboliti uključuju i erinacine (A-I), skupinu cijatinskih diterpenoida ekstrahiranih iz micelija gljive Hericium erinaceus ili lavlje grive ili yamabushitake, te hericenone (C-H), derivate benzilnog alkohola ekstrahirane iz plodnog tijela. Obje skupine spojeva lako prolaze krvno-moždanu barijeru i pokazale su neurotropne i neuroprotektivne učinke. Navodi se da induciraju sintezu faktora rasta živaca (NGF), i in vitro i in vivo. Međutim, ova ljekovita gljiva ima i antioksidativna, protuupalna, antikancerogena, imunostimulirajuća, antidijabetička, antimikrobna, hipolipidemijska i antihiperglikemijska svojstva, iako se najčešće koristi za liječenje neurodegenerativnih bolesti i kognitivnih oštećenja.
Dokazano je da erinacin A, glavni predstavnik skupine erinacina, ima učinkovit zaštitni učinak protiv Parkinsonove bolesti. U mišjem modelu Parkinsonove bolesti s 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridinom (MPTP) erinacin A je uzrokovao smanjenje MPTP-om izazvanog gubitka dopaminergičkih ćelija, apoptotičke ćelijske smrti izazvane oksidativnim stresom te razina glutationa, nitrotirozina i 4-hidroksi-2-nonenala (4-HNE); također je poništio MPTP-om uzrokovane motoričke deficite i smanjio oštećenje citotoksičnosti i apoptoze neuronskih ćelija izazvane 1-metil-4-fenilpiridinijem (MPP), putem aktivacije puteva IRE1α/TRAF2, JNK1/2 i p38 MAPK održavane stresom endoplazmatskog retikuluma (ER), ekspresije proteina C/EBP homolognog proteina (CHOP), IKB-β i NF-κB, kao i Fas i Bax. Utvrđeno je i da je ovaj metabolit djelotvoran protiv ishemijskog moždanog udara, kako je zabilježeno u studiji na štakorima u kojoj je opaženo smanjenje neuronske apoptoze, kao i veličine šupljine moždanog udara u mozgu, ciljanjem puteva iNOS/reaktivnih dušikovih spojeva (RNS) i p38 mitogenom aktivirane protein kinaze (MAPK)/CCAAT proteina koji veže pojačivač homolognog proteina (CHOP).
Takođe je zabilježeno da erinacin A ima značajnu antitumorsku aktivnost u ljudskim ćelijama raka želuca TSGH 9201, u kojima je izazvao značajnu apoptozu povezanu s pojačanom fosforilacijom puteva fokalne adhezijske kinaze/protein kinaze FAK/Akt/p70S6K i serin/treonin kinaze PAK-1. Rezultirao je i povećanom citotoksičnošću i stvaranjem ROS-a, smanjenom invazivnošću i aktivacijom kaspaza te ekspresijom receptora tumorske nekroze TRAIL. Snažno antitumorsko djelovanje ovog metabolita naknadno je potvrđeno nedavnom studijom, i in vitro na dvije ljudske ćelijske linije raka debelog crijeva (DLD-1 i HCT-116) i in vivo na mišjem modelu, koja je dodatno razjasnila njegove mehanizme. Učinci liječenja uključivali su stimulaciju ekstrinzičnih puteva aktivacije apoptoze (TNFR, Fas, FasL, kaspaze), suzbijanje ekspresije antiapoptotičkih molekula Bcl-2 i Bcl-XL te fosforilaciju Jun N-terminalne kinaze JNK1/2, koja reagira na stresne podražaje, NF-κB p50 i p330. Također je dokazano da je pojačana regulacija molekula receptora smrti putem puta JNK MAPK/p300/NF-κB posredovana modifikacijom histona H3K9K14ac; rezultati in vivo testa zaista su otkrili povišene razine histona H3K9K14ac, kao i acetilaciju histona na promotorima Fas, FasL i TNFR.
Drugi erinacin, erinacin C, poznat je po antineuroinflamatornom i neuroprotektivnom djelovanju, koje bi se moglo postići mehanizmom inhibicije IκB, p-IκBα (uključenog u uzvodnu signalnu kaskadu NF-κB) i ekspresije proteina inducibilne sintaze dušikovog oksida (iNOS), te aktivacijom zaštitnog puta Nrf2/HO-1 u stresu. Tretman ljudskih mikroglijalnih ćelija BV2 upalom izazvanom LPS-om rezultirao je smanjenim razinama dušikovog oksida (NO), IL-6, TNF-α i iNOS-a, inhibicijom ekspresije NF-κB i fosforilacije proteina IκBα (p-IκBα), kao i inhibicijom proteina 1 sličnog Kelchu povezanog s ECH (Keap1) te povećanim nuklearnim transkripcijskim faktorom povezanim s eritroidnim faktorom 2 (Nrf2) i ekspresijom proteina hem oksigenaze-1 (HO-1).
(izvod iz Venturella et al., 2021)