Ultrazvučna ekstrakcija ljekovitih gljiva
Ljekovite gljive poznate su od davnina po svojim izuzetnim zdravstvenim koristima. U posljednje vrijeme ljekovite gljive postaju uobičajen proizvod široke potrošnje za poboljšanje zdravlja i povećanje energije. Kako bi se osjetio puni spektar učinaka ljekovitih gljiva koji podržavaju zdravlje, spojevi poput polisaharida, triterpenoida i drugih bioaktivnih tvari moraju se osloboditi iz ćelija gljiva. Ultrazvučna ekstrakcija je izvrsna tehnika za izdvajanje bioaktivnih spojeva iz botaničkih sirovina, kao što su Reishi, Lions Mane, Cordyceps, Shiitake, Chaga itd.
Ekstrakti ljekovitih gljiva – proizvedeni ultrazvukom
Ljekovite gljive stekle su status superhrane i nootropika zbog svojih izvanrednih učinaka na kognitivne funkcije i imunološki sistem. Pored učinaka na jačanje zdravlja i kognitivnih sposobnosti, ljekovite gljive koriste se za prevenciju i liječenje bolesti (npr. raka, dijabetesa, upala itd.). Najpoznatije vrste jestivih gljiva su Chaga, Reishi, Lion's Mane, Cordyceps, Shiitake i Maitake.
UP100H, snažan ultrazvučni ekstraktor od 100 vati, koristi se za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz gljive chaga (Inonotus obliquus).
Kada je riječ o najistaknutijim zdravstvenim učincima gljiva, pokazalo se da bioaktivni spojevi gljiva jačaju imunitet, povećavaju faktor rasta nerava (NGF) te poboljšavaju izdržljivost tokom fizičke aktivnosti i dugovječnost. Bioaktivni spojevi koji uzrokuju učinke na jačanje zdravlja su, na primjer, polisaharidi poput α-glukana i β-glukana. Profil glukana razlikuje se među pojedinim vrstama gljiva i odgovoran je za specifičnu upotrebu različitih gljiva radi postizanja raznih učinaka. Na primjer, Lion's Mane potiče faktor rasta nerava (NGF), dok gljiva Cordyceps poboljšava izdržljivost, a Reishi podržava imunološki sistem i dugovječnost.
Kliknite na sljedeće poveznice da biste saznali više o ekstrakciji iz pojedinih gljiva, uključujući protokole ekstrakcije i video demonstracije:
Zašto ekstrakti gljiva?
Ekstrakti gljiva su povoljni jer samo male količine koje se konzumiraju imaju iste učinke kao kada se unose velike količine praha gljiva, što je potrebno da bi se postigli željeni učinci. Ultrazvučno izdvojeni ekstrakti gljiva daju vam sve važne hranjive tvari i bioaktivne tvari u vrlo koncentriranom obliku!
Ultrazvučna ekstrakcija polisaharida
Za izdvajanje polisaharida (kao što su alfa-glukani i beta-glukani), triterpena i drugih bioaktivnih spojeva iz ljekovitih gljiva, ultrazvučna ekstrakcija je najpogodnija, najučinkovitija i najefikasnija tehnika.
Druge korisne komponente koje se nalaze u mnogim jestivim gljivama su selen, vitamin D i vitamin B3. Intenzivnom ultrazvučnom obradom ćelijski zidovi gljiva (koji su izgrađeni od hitina) perforiraju se i liziraju tako da se hemijski spojevi poput polisaharida, vitamina itd. oslobađaju u okolno otapalo. Ultrazvučna ekstrakcija je vrlo efikasna i oslobađa puni spektar bioaktivnih spojeva u vrlo kratkom vremenu ekstrakcije u poređenju s tradicionalnim tehnikama ekstrakcije.
Nakon ekstrakcije bioaktivni spojevi mogu se odvojiti i pročistiti filtracijom, destilacijom / isparavanjem i taloženjem kako bi se pripremili visoko koncentrirani, vrlo djelotvorni ekstrakti gljiva. Ti se ekstrakti gljiva kasnije prerađuju u lijekove, dodatke prehrani, sastojke funkcionalne hrane, tinkture i tonike.
Ultrazvučna ekstrakcija vodom ili otapalom
Velika prednost ultrazvučne ekstrakcije je širok izbor otapala iz kojeg se može birati. Ultrazvučno potpomognuto izdvajanje fitohemikalija i bioaktivnih spojeva može se provoditi u otapalima kao što su voda, etanol, metanol, izopropanol, smjese vode i etanola, glicerin, biljna ulja itd.
Zavisno od ciljnih spojeva koje treba izdvojiti, ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija gljiva može se provoditi u vodi ili otapalima kao što su etanol, metanol, izopropanol itd. Budući da gljive sadrže uglavnom ciljne spojeve topljive u vodi i samo nekoliko komponenti netopljivih u vodi, ekstrakcija u vodi ili vodenom etanolu obično je preferirana metoda. Otapala s većim udjelom alkohola koriste se posebno za izdvajanje ekstrakata bogatih triterpenima.
UP400St Ultrazvučni uređaj UP400St vrlo je efikasan i omogućava brzu ekstrakciju bioaktivnih spojeva kao što su polisaharidi, terpeni, alkaloidi i drugi mikohemijski spojevi iz micelija i plodišta ljekovitih gljiva.
- Najefikasnija
- Brza ekstrakcija
- Potpunija ekstrakcija
- Visokokvalitetni ekstrakti punog spektra
- Blag, netermički proces (hladna ekstrakcija)
- Farmaceutska / prehrambena kvaliteta
- Standardiziran proces
- Izbor među različitim otapalima
- Siguran i jednostavan za upotrebu
Rezultati ultrazvučne ekstrakcije gljiva
Ultrazvučni procesni parametri ključni su kada je riječ o izdvajanju i dobivanju fitohemikalija. Prvo, ultrazvučni parametri kao što su amplituda, pritisak i temperatura važni su faktori za podešavanje procesa ekstrakcije na najviši prinos i kvalitet. Drugo, precizno kontrolirani procesni uvjeti osiguravaju da se ekstrakti ne razgrađuju previše jakim procesnim utjecajima (npr. visokim temperaturama). Na primjer, botanički spojevi poput polisaharida skloni su razgradnji kada su izloženi visokim temperaturama.
Ekstraktori kompanije Hielscher Ultrasonics mogu se precizno kontrolirati – podešavanjem amplitude, pritiska i temperature na optimalne uvjete. To omogućava ponovljiv ishod, kvalitet ekstrakta i standardizaciju procesa.
Istraživanje (Alzorqi et al.) pokazalo je da (1-3; 1-6)-β-d-glukani malezijskih gljiva ekstrahirani ultrazvučnom obradom imaju višu antioksidativnu aktivnost, višu molekulsku masu i optimalan stepen grananja u poređenju s ekstraktima proizvedenim konvencionalnim tehnikama ekstrakcije.
Visokoučinkoviti ultrazvučni ekstraktori
Hielscher Ultrasonics je proizvođač s dugogodišnjim iskustvom u izradi visokoučinkovitih ultrazvučnih uređaja, koji se uspješno primjenjuju za izdvajanje bioaktivnih komponenti iz botaničkih sirovina i gljiva. Uz liniju proizvoda koja pokriva cijeli raspon od manjih ručnih ultrazvučnih uređaja do stolnih i pilot sistema te potpuno industrijskih jedinica, Hielscher Ultrasonics je vaš partner koji vam pomaže od prvog testa izvodljivosti i optimizacije procesa do konačne instalacije vaše industrijske proizvodne linije. Da bi se bioaktivni spojevi oslobodili iz botaničkih sirovina, mogu biti potrebne visoke amplitude – posebno kada se čvrsti ćelijski zidovi moraju perforirati i lizirati. Ultrazvučni procesori kompanije Hielscher Ultrasonics, npr. UIP500hdT ili UIP2000hdT, mogu raditi s vrlo visokim amplitudama do 200µm. Te visoke amplitude, naravno, mogu se održavati kontinuirano u radu 24/7. Robusnost ultrazvučnih uređaja Hielscher osigurava rad 24/7 bez problema pri teškim opterećenjima i u zahtjevnim okruženjima.
- Visokoučinkoviti ultrazvučni ekstraktori
- Precizno upravljivi
- Ponovljivi rezultati
- Linearna skalabilnost
- Robusni i s niskim održavanjem
- Savjetovanje i servis
- Jednostavni i sigurni za upotrebu
SonoStation – ultrazvučni sistem s 2 ultrazvučna uređaja od po 2kW, posudom s miješalicom i pumpom – izvrstan je za ekstrakciju velikih količina.
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster od UIP16000 |
Snažni ultrazvučni ekstraktori od laboratorijske do pilot i industrijske skale.
Literatura / reference
- Alzorqi I., Sudheer S., Lu T.J., Manickam S. (2017): Ultrasonically extracted β-d-glucan from artificially cultivated mushroom, characteristic properties and antioxidant activity. Ultrasonic Sonochemistry 2017. 531-540.
- Alzorqi I., Singh A., Manickam S., Al-Qrimli H. (2016): Optimization of ultrasound assisted extraction (UAE) of β-D-glucan polysaccharides from Ganoderma lucidum for prospective scale-up. Resource-Efficient Technologies 2016.
- Khan, A.A., Gani A., Masoodi F., Kousar S., Ahmad M. (2014): Antioxidant and Functional Properties of β-Glucan Extracted from Edible Mushrooms Agaricus Bisporus, Pleurotus Ostreatus and Coprinus Atramentarius. Proceedings of the 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP8) 2014.
- Vardanega R., Santos D.T., Meireles M.A.M. (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Zanimljivosti vrijedne znanja
Ultrazvučna ekstrakcija – princip rada
Ultrazvučna ekstrakcija je jednostavna, jeftina, brza i efikasna tehnologija, koja intenzivira ekstrakciju tekuće-čvrsto i nadmašuje tradicionalne tehnike ekstrakcije. Glavne prednosti ultrazvučne ekstrakcije čvrsto–tekuće temelje se na bržoj kinetici ekstrakcije i prijenosu mase, kao i na povećanju prinosa ekstrakta. Još jedna prednost je mogućnost provođenja procesa ekstrakcije na nižim temperaturama, čime se termosenzitivni spojevi štite od razgradnje. U poređenju s alternativnim tehnikama izdvajanja, kao što su mikrotalasna ekstrakcija ili superkritični CO2, ultrazvučni ekstraktor je jeftiniji (i u nabavci i u radu) te jednostavan za korisnika i siguran za upotrebu.
Ultrazvučna ekstrakcija temelji se na akustičnoj kavitaciji i njenim hidrodinamičkim smičnim silama. Sistemi kompanije Hielscher Ultrasonics stvaraju intenzivne ultrazvučne talase i kavitaciju za ekstrakciju fitohemikalija iz botaničkih sirovina.
Akustična kavitacija – fenomen ultrazvučne obrade: Kada se intenzivni ultrazvučni talasi unesu u tečni medij, na tečnost se primjenjuju ciklusi kompresije i ekspanzije. Tokom ekspanzije (razrjeđenja) u tečnosti nastaju vakuumski mjehurići ili šupljine. Ti vakuumski mjehurići nastaju kada primijenjeni negativni pritisak premaši vlačnu čvrstoću tečnosti. Tokom raznih ciklusa kompresije / razrjeđenja vakuumski mjehurići rastu sve dok ne dostignu tačku u kojoj ne mogu apsorbirati dodatnu energiju, pa silovito kolabiraju (implozija mjehurića). Tokom implozije mjehurića lokalno nastaju ekstremni uvjeti kao što su vrlo visoke razlike u temperaturi i pritisku, strujanje tečnosti i smične sile. Te intenzivne sile razaraju ćelije (biljaka i tkiva) tako da se unutarćelijski materijal (npr. polisaharidi, terpeni, proteini, flavoni itd.) oslobađa u otapalo. Proces nastanka, rasta i kolapsa vakuumskih mjehurića poznat je kao kavitacija.
Gljiva
Gljiva (množina: gljive) je botanički izraz za sve članove skupine eukariotskih organizama koja uključuje mikroorganizme kao što su kvasci, plijesni, kao i gljive. Posebno se u tradicionalnoj medicini (npr. azijskoj / kineskoj medicini) gljive primjenjuju radi izazivanja raznovrsnih učinaka kao što su kognitivna poboljšanja, jačanje imunološkog sistema ili postizanje dugovječnosti. Danas se ljekovite gljive ne koriste samo kao alternativni lijek, nego se i ekstrakti gljiva konzumiraju kao funkcionalna hrana ili superhrana. Na primjer, gljive kao što su maitake, cordyceps, turkey tail i reishi unose se kako bi se iskoristio njihov učinak imunomodulatora. Nekoliko vrsta gljiva, kao što su psilocibinske gljive (kolokvijalno poznate kao čarobne gljive), koristi se zbog njihovih psihodeličnih svojstava. Gljive nisu biljke i svrstavaju se u carstvo gljiva.
Polisaharidi
Polisaharidi su važni bioaktivni spojevi koji se nalaze u ljekovitim gljivama. Koriste se kao biohemijski aktivni spojevi za farmaceutsku i nutraceutsku primjenu, s pozitivnim učincima kao što su regulacija imuniteta, poništavanje ili sprječavanje oštećenja uzrokovanih zračenjem, antikoagulacijsko djelovanje, kao i antikancerogena, antivirusna i hipoglikemijska aktivnost. Polisaharidi lentinan, shizofilan i krestin dobijeni iz gljiva prihvaćeni su kao imunoceutici (lijekovi koji jačaju imunološki sistem) u Japanu, Koreji i Kini.
Pored polisaharida, gljive između ostalih korisnih komponenti sadrže fenole, heteropolisaharide, glikogene, vitamine i triterpene.
Vrste ljekovitih gljiva
Kod Chaga gljive, koja je poznata i kao Inonotus obliquus ili crna drvna gljiva (kolokvijalnije nazvana cinder conk, birch conk, clinker polypore), polisaharidi su najistaknutiji aktivni spojevi. Polisaharidi gljive Chaga imaju vrlo jaku antioksidativnu aktivnost uklanjanja slobodnih radikala.
Lion's Mane (Hericium erinaceus) je jestiva i ljekovita gljiva koja pripada skupini zubatih gljiva. Lion's Mane poznata je po neuroprotektivnim i nootropnim učincima, što znači da se Lion's Mane koristi za poboljšanje pamćenja i kognitivnih funkcija.
Reishi (Ganoderma lucidum, poznata i kao Ling Zhi / Lingzhi, Mannentake, gljiva besmrtnosti) je gljiva mnogoplodnjača (polypore), koja se lako prepoznaje po crvenom, lakiranom šeširu u obliku bubrega. Gljiva Reishi proizvodi skupinu triterpena takozvanih ganoderičnih kiselina. Ganoderične kiseline imaju molekulsku strukturu sličnu strukturi steroidnih hormona. Osim toga, drugi spojevi koji se nalaze u gljivi Reishi uključuju polisaharide (npr. beta-glukan), kumarin, manitol i alkaloide. Steroli izdvojeni iz gljive uključuju ganoderol, ganoderensku kiselinu, ganoderiol, ganodermanontriol, lucidadiol i ganodermadiol. Iz kulinarske perspektive, Reishi je poznata po gorkom okusu i često se konzumira u napicima od kafe.
Shiitake (Lentinula edodes; kolokvijalno nazvana crna šumska drvna gljiva, Xiang Gu, mirisna gljiva) naširoko se koristi kao sastojak azijskih jela. Kada se uzima iz zdravstvenih razloga, Shiitake jača imunološki sistem i dovodi do značajnog smanjenja upala.
Coriolus versicolor (Trametes versicolor, Polyporus versicolor; kolokvijalno nazvana gljiva turkey tail, Yun Zhi, Kawaratake) sadrži polisaharide PSK, PSP i Kresin, kao i B-1,3 i B-1,4 glukane. Polisaharidi se koriste za poboljšanje imunološke funkcije kod pacijenata s određenim vrstama raka kada se koriste uz hemoterapiju. U tradicionalnoj kineskoj medicini Turkey Tail koristi se kao tonik.
Cordyceps sinensis (Ophiocordyceps sinensis; poznata i kao kineska gljiva gusjenica, Dong Chong Xia Cao, yartsa gunbu) je još jedna gljiva s izuzetnim antioksidativnim svojstvima. Cordyceps sadrži jake antioksidanse koji neutraliziraju štetne slobodne radikale, a također pojačava aktivnost urođenog antioksidativnog sistema tijela.
Maitake (Grifola frondosa; gljiva oblak, Hui Shu Hua, Hen-of-the-wood, ovnujska glava, ovčja glava) je gljiva mnogoplodnjača (polypore) za koju je pokazano da stimulira i urođeni i stečeni imunološki sistem. Istraživanje je pokazalo da Maitake stimulira imunološki sistem pacijentica oboljelih od raka dojke. Osim toga, pokazuje učinke snižavanja šećera u krvi jer gljiva sadrži inhibitor alfa-glukozidaze.
Agaricus subrufescens (poznata i pod nazivima Agaricus blazei, Agaricus brasiliensis, Agaricus rufotegulis; kolokvijalno gljiva badem, gljiva sunca, Božja gljiva, gljiva života, royal sun agaricus, jisongrong ili himematsutake) je jestiva gljiva koju karakterišu sladak okus i miris badema. Gljiva Agaricus popularna je ljekovita gljiva, koja se uglavnom koristi zbog svojih učinaka jačanja imunološkog sistema.