Zašto je ultrasonikator tipa sonde najbolji za ekstrakciju gljiva?
Pitate li se zašto vam ekstrakcija gljiva pomoću ultrazvučne kupke ili ultrazvučnog rezervoara za čišćenje ne daje željeni prinos ekstrakta? Ovdje naučite sve što trebate znati o čvrstim ćelijskim zidovima gljiva koji sadrže hitin, najboljoj tehnici ekstrakcije i odgovarajućim otapalima!
Zašto su mi potrebne intenzivne snage za vađenje gljiva?
Sve jestive pečurke imaju ćelijske zidove napravljene od hitina, istog materijala koji čini ljuske rakova i insekata. Hitin je vrlo jak materijal, koji ćelijama gljiva daje visoku žilavost. Ćelijski zid stvara barijeru za unutarćelijske odjeljke, koji sadrže bioaktivne molekule gljiva. Važni molekuli gljiva su, na primjer, α- i β-glukani, polisaharidi, terpeni, antioksidansi, vitamini ili halucinogena jedinjenja. Svaka vrsta gljiva ima jedinstvenu lepezu bioaktivnih jedinjenja. Da bi se ove supstance koje unapređuju zdravlje oslobodile iz ćelija gljiva, moraju se razbiti ćelijski zidovi. Zbog sadržaja hitina, razbijanje ćelija gljive je izazovan zadatak i zahtijeva određeno znanje i sofisticiranu opremu.

Prijenosni ultrasonikator UP100H za efikasno vađenje gljiva.
Razbijanje ćelijskih zidova gljiva koje sadrže hitin uz pomoć ultrazvuka
Dok je hitin odličan izvor vlakana, prebiotika i antioksidansa, problem je što ljudi nemaju sposobnost razgradnje hitina. To takođe znači da kada konzumirate sirove neobrađene pečurke, nećete imati koristi od mnogih bioaktivnih jedinjenja u gljivama, jer su zarobljene unutar ćelija, koje su zaštićene snažnim ćelijskim zidovima koji sadrže hitin.
Ultrazvučna ekstrakcija čini bioaktivna jedinjenja iz gljiva biodostupnima, tako da ljudsko tijelo može brzo i potpuno apsorbirati hranjive tvari. Osim toga, u ultrazvučnim ekstraktima gljiva koncentrirani su korisni nutrijenti tako da čak i mala količina ekstrakta gljiva daje željene rezultate za promicanje zdravlja.
Ultrasonication za ekstrakciju gljiva
Ultrazvučna obrada je proces u kojem se zvučni valovi visoke frekvencije koriste za stvaranje kavitacijskih mjehurića u tekućini. Kada se ovi mjehurići kolabiraju, stvaraju intenzivne lokalizirane sile smicanja koje mogu razbiti ćelije i otpustiti sadržaj stanica u tekućinu.
U ekstrakciji gljiva, ultrazvuk se može koristiti za razbijanje staničnih zidova gljiva i oslobađanje njihovih bioaktivnih spojeva u otapalo. Postoje dvije vrste ultrasonikatora: tip kade i tip sonde.
Zašto moja ultrazvučna kupka daje loše rezultate ekstrakcije gljiva?
Ultrasonikator tipa kupke je uređaj u kojem se uzorak stavlja u posudu napunjenu rastvaračem, a ultrazvučni valovi se primjenjuju na cijelu posudu. Ova metoda je poznata kao prilično neefikasna, jer ultrazvučna kupka distribuira ultrazvučnu energiju neravnomjerno i niskog intenziteta. Kako se u ultrazvučnoj kupki uzorak gljive indirektno obrađuje ultrazvukom, ultrazvuk ne može prodrijeti duboko u uzorak. Ultrazvučni talasi moraju proći kroz zidove posude pre nego što udare u materijal gljive. Time su ultrazvučni talasi već niskog intenziteta ultrazvučnog rezervoara još više smanjeni.

Ova UV-Vis mjerenja pokazuju značajnu razliku ekstrakcije između ultrazvučne sonde i ultrazvučne kupke. Ultrasonikator tipa sonde UP100H (crni grafikon) daje značajno veći prinos ekstrakta čage gljive od ultrazvučne kupke (crveni grafikon).
Intenzivna ultrazvučna ekstrakcija pomoću ultrazvučne sonde
S druge strane, ultrasonikator tipa sonde je opremljen vrhom – takozvana sonotoda ili sonda – koji se može umetnuti direktno u uzorak, omogućavajući fokusiraniju i lokalizovaniju primjenu ultrazvučne energije. Ovo rezultira znatno efikasnijim razbijanjem ćelija i ekstrakcijom bioaktivnih jedinjenja, posebno u gustim ili teško dostupnim delovima uzorka.
Fokusirana i lokalizirana primjena ultrazvučne energije koju daje ultrazvučni uređaj tipa sonde osigurava da hitin bude podvrgnut dovoljnoj količini energije za razgradnju.
Osim toga, sonda se može pomicati na različite dijelove uzorka stvarajući dodatno makro-miješanje kako bi se osiguralo da su svi dijelovi gljive adekvatno sonicirani. Ovo je posebno važno za gljive sa debelim ćelijskim zidovima ili gustim strukturama, gdje može biti izazovno osigurati potpunu ekstrakciju drugim metodama.
- Potpuna ekstrakcija
- Veći prinosi
- visokokvalitetni ekstrakti
- Brzi proces
- Hladni/netermički proces
- Kompatibilan sa bilo kojim rastvaračem
- jednostavan i siguran za rad
- nisko održavanje

Ultrazvučni ekstraktor UP400St za proizvodnju organskih ekstrakata gljiva.
Ultrazvučna sonda protiv ultrazvučne kupke za ekstrakciju gljiva
Ukratko, ultrazvuk visokog intenziteta sonde neophodan je za razbijanje hitina u zidovima ćelija gljiva i oslobađanje bioaktivnih jedinjenja. Fokusirana i lokalizirana primjena ultrazvučne energije koju daje ultrazvučni uređaj tipa sonde osigurava da hitin bude adekvatno soniciran, što rezultira efikasnijom i temeljitijom ekstrakcijom bioaktivnih spojeva iz gljiva.
Općenito se smatra da je ultrazvučni uređaj tipa sonde efikasniji za ekstrakciju gljiva, jer može obezbijediti ujednačeniju i temeljitiju ekstrakciju bioaktivnih jedinjenja u poređenju sa ultrazvučnim aparatom za kupanje.
Pročitajte više o razlikama u ultrazvučnoj obradi pomoću ultrazvučne sonde u odnosu na ultrazvučnu kupku!
Koji je idealan rastvarač za ultrazvučnu ekstrakciju gljiva?
Ultrazvučna metoda ekstrakcije je kompatibilna sa bilo kojim rastvaračem. To znači da odabir pravog rastvarača mora biti obavljen s obzirom na vrstu gljiva i bioaktivna jedinjenja koja treba ekstrahovati.
Gljive sadrže niz bioaktivnih jedinjenja kao što su polisaharidi, beta-glukani, triterpenoidi, fenolna jedinjenja i ergosterol, za koje se pokazalo da imaju različite zdravstvene prednosti. Ekstrakcija ovih bioaktivnih spojeva iz gljiva može se postići korištenjem različitih rastvarača, od kojih svako ima svoje prednosti i nedostatke. Evo nekih od najčešće korištenih rastvarača za ekstrakciju bioaktivnih jedinjenja iz gljiva:
- voda: Voda je uobičajeni rastvarač za ekstrakciju bioaktivnih jedinjenja iz gljiva. Polisaharidi i beta-glukani su rastvorljivi u vodi, što ih čini idealnim rastvaračem za ekstrakciju ovih jedinjenja. Voda je također siguran i netoksičan rastvarač, što je čini idealnim rastvaračem za hranu i medicinske proizvode.
- etanol: Etanol je polarno otapalo koje se obično koristi za ekstrakciju fenolnih spojeva i triterpenoida iz gljiva. Etanol se također može koristiti za ekstrakciju polisaharida i beta-glukana, ali uz manji prinos od vode.
- Vodeni etanol: Vodeni etanol je mješavina vode i etanola. Omjer vode i etanola može se prilagoditi zahtjevima. Upotreba vodenog etanola kao rastvarača ima nekoliko prednosti u odnosu na upotrebu vode ili samog etanola. Prvo, dodavanje etanola vodi može poboljšati topljivost određenih bioaktivnih spojeva koji nisu jako topljivi samo u vodi, kao što su neki fenolni spojevi i triterpenoidi. Drugo, upotreba vodenog etanola može rezultirati većim prinosima ekstrakcije u poređenju sa vodom ili samim etanolom, jer može ekstrahirati širi spektar bioaktivnih spojeva.
Izbor koncentracije etanola u vodenom otapalu etanola ovisi o polarnosti bioaktivnih spojeva koji se ekstrahiraju. Za ekstrakciju manje polarnih jedinjenja može se koristiti veća koncentracija etanola (70-100%), dok se za ekstrakciju polarnijih jedinjenja može koristiti niža koncentracija etanola (30-50%). - metanol: Metanol je još jedan polarni rastvarač koji se može koristiti za ekstrakciju fenolnih jedinjenja iz gljiva. Metanol je toksičan, pa ga treba koristiti s oprezom. Za uklanjanje metanola nakon ekstrakcije potrebno je sofisticirano pročišćavanje.
- aceton: Aceton je nepolarno otapalo koje se obično koristi za ekstrakciju ergosterola iz gljiva. Aceton je zapaljiv i toksičan, pa ga treba koristiti s oprezom.
- heksan: Heksan je nepolarno otapalo koje se može koristiti za ekstrakciju lipofilnih spojeva iz gljiva. Heksan je zapaljiv i toksičan, pa ga treba koristiti s oprezom.
Izbor rastvarača za ekstrakciju bioaktivnih jedinjenja iz gljiva zavisi od vrste jedinjenja koje se ekstrahuje i nameravane primene. Voda i vodeni etanol općenito su najsigurniji i najčešće korišteni rastvarači za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz gljiva. Međutim, druga otapala kao što su etanol, metanol, aceton i heksan mogu se koristiti za specifične primjene ili kada ekstrakcija vode nije dovoljna. Važno je koristiti ove rastvarače s oprezom i slijediti odgovarajuće sigurnosne procedure.
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
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.
- Asadi, Amin; Pourfattah, Farzad; Miklós Szilágyi, Imre; Afrand, Masoud; Zyla, Gawel; Seon Ahn, Ho; Wongwises, Somchai; Minh Nguyen, Hoang; Arabkoohsar, Ahmad; Mahian, Omid (2019): Effect of sonication characteristics on stability, thermophysical properties, and heat transfer of nanofluids: A comprehensive review. Ultrasonics Sonochemistry 2019.
Činjenice koje vrijedi znati
Hitin kao gradivni blok ćelijskih zidova gljivica
Hitin je multipolimerni materijal koji se široko nalazi u mnogim klasama gljiva uključujući Ascomycetes, Basidiomycetes i Phycomycetes. Hitin je čvrst molekul koji se može formirati u dugačke lance i mreže, stvarajući 3D skelet oko gljivičnih ćelija. Gljivični hitin je prisutan u strukturnim membranama i ćelijskim zidovima micelija, peteljki i spora i daje ćelijskoj strukturi gljiva visoku čvrstoću i krutost. Biopolimer hitin je modificirani polisaharid koji sadrži dušik; sintetizira se iz jedinica N-acetil-D-glukozamina (GlcNAc) i karakterizira ga visoka molekularna težina.

Molekul hitina je prisutan u ćelijskim zidovima gljivica. Zbog velike čvrstoće, krutosti i krutosti hitina, ćelije gljiva zahtijevaju intenzivne sile da razbiju ćelijske zidove i oslobode bioaktivna jedinjenja. Ultrasonikatori tipa sonde stvaraju intenzivnu kavitaciju i sile smicanja, koje efikasno izvlače bioaktivne molekule iz gljiva.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi lab to industrijska veličina.