Extrakce beta-glukanů z hub pomocí ultrazvuku

Extrakce beta-glukanů z hub pro laboratorní testování nebo výrobní účely zahrnuje kombinaci sekání, mletí nebo drcení hub, ultrazvukem asistované extrakce a srážení beta-glukanů. Zde je zjednodušený nástin procesu extrakce beta-glukanu spolu s příklady objemů a hmotností pro experiment v laboratorním měřítku. Vezměte prosím na vědomí, že konkrétní podmínky a měření se mohou lišit v závislosti na druhu houby a požadované čistotě beta-glukanu.

Materiály a vybavení

• Houby (např. 100 g nakrájených nebo nakrájených hub)
• Studená destilovaná voda (např. 500 ml)
• Mixér nebo mlýnek
• Skleněné kádinky nebo baňky
• Filtrační papír nebo nastavení vakuové filtrace
• Centrifuga (volitelně)
• Alkohol (např. etanol) pro srážení
• Lednička
• Sušárna

Protokol o extrakci beta-glukanu

1. Houby rozemelte nebo rozdrťte (např. Chaga nebo Lion’ Hřib hříva) na hrubé částice cca 1 až 3 milimetry. Použijte například 100 g sušených částic hub.
2. Poté přidejte částice houby do skleněné kádinky nebo baňky.
3. Poté přidejte 500 ml destilované vody do kádinky obsahující částice hub, které mají být extrahovány. Poměr vody k houbám se může lišit v závislosti na konkrétním typu houby a velikosti částic.
4. Poté, co jste suspenzi promíchali, sonikujte směs pomocí ultrazvukového laboratorního homogenizátoru (např. UP400St s 22mm sonotrodou při 100% amplitudě nebo UP200Ht s 14mm sonotrodou při 100% amplitudě) a udržujte teplotu pod 90°C. Nižší teploty pomáhají zachovat sloučeniny citlivé na teplo, jako jsou beta-glukany během extrakce. Sonikovat po dobu cca. 5 až 10 minut při použití UP400St a po dobu 10 až minut při použití UP200Ht, resp. Vezměte prosím na vědomí, že teplota a doba extrakce se mohou lišit v závislosti na použitém ultrazvukovém výkonu. Samozřejmě, že větší objemy budou vyžadovat delší dobu sonikace.
5. Filtrujte sonikovanou směs přes filtrační papír nebo použijte vakuové filtrační zařízení k oddělení kapaliny (obsahující extrahované beta-glukany) od pevného houbového zbytku.
6. Poté se beta-glukany z kapaliny vysráží přidáním alkoholu (např. etanolu). Typicky můžete ke srážení použít 2-3 objemy alkoholu.
7. Poté směs skladujte několik hodin v chladničce, aby se beta-glukany mohly vysrážet.
8. Po vysrážení můžete kapalinu opatrně dekantovat a sbírat sraženinu beta-glukanu.
9. Nakonec beta-glukany sušte v sušárně při nízké teplotě (např. 40-50 °C), dokud se neodstraní veškerý alkohol a nezískáte suchý prášek.

Houby vykazují rozdíly ve svých vlastnostech. Proces extrakce beta-glukanu se tedy může lišit v závislosti na faktorech, jako je konkrétní druh houby, stav hub (sušené nebo čerstvé), velikost částic a teplota extrakce. Chcete-li optimalizovat postup extrakce, zvažte experimentování s různými parametry, včetně změny poměrů pevné látky k kapalině, úpravy teplot, zkoumání různých rozpouštědel a testování různých dob sonikace a nastavení amplitudy.

Ultrazvukem asistovaná enzymatická extrakce beta-glukanu

Ultrazvukem asistovaná enzymatická extrakce je metoda používaná k extrakci beta-glukanů z hub pomocí kombinace enzymů a ultrazvukových vln. Tento proces zvyšuje účinnost extrakce tím, že rozkládá buněčné stěny hub a usnadňuje uvolňování beta-glukanů.

Scale-up extrakce beta-glukanu z hub

Jakmile vytvoříte protokol extrakce beta-glukanu, který splňuje vaše požadavky, může být rozšíření procesu extrakce přímočarým úsilím.

Škálování dávkové extrakce

Pokud plánujete vertikálně navýšit kapacitu pomocí metody dávkové extrakce, doporučujeme zvýšit objem dávky při zachování konstantních poměrů pevné látky a kapaliny a všech ostatních parametrů. Pokud budete i nadále používat stejný ultrazvukový homogenizátor, nezapomeňte proporcionálně prodloužit dobu sonikace. U šarží přesahujících 1 litr můžete zvážit začlenění pomalého míchadla, aby se udržela suspenze částic a zlepšila se rovnoměrnost extrakce. Obrázek níže ukazuje nastavení dávkové extrakce o objemu 8 litrů pomocí ultrazvukového homogenizátoru UP400St v kombinaci s laboratorním míchadlem.

Inline extrakce hub

Pro ty, kteří se zajímají o kontinuální extrakci většího množství beta-glukanů z hub, nabízí Hielscher Ultrasonics reaktory s průtokovými buňkami určené pro extrakci botanického materiálu. Pokud se vás to týká, doporučujeme vám, abyste se na nás obrátili přímo a požádali o další informace. Náš technický tým vám rád pomůže určit nejvhodnější nastavení pro vaše konkrétní potřeby. Provedení výše zmíněného experimentu v laboratorním měřítku s vaším konkrétním druhem hub však může být neocenitelné pro pochopení přesných požadavků na proces. Obrázek níže ukazuje velký reaktor s průtokovými buňkami s ultrazvukovým homogenizátorem UIP4000hdT pro extrakci beta-glukanů v množství přibližně 50 až 200 litrů houbové suspenze za hodinu.

Empirická koncentrace beta-glukanů v druzích hub

Níže naleznete seznam empirických koncentrací beta-glukanu, které byly extrahovány z různých druhů hub.

Druhy hub	Celkový 1,3-1,6-β-D-glukan (g/100g suché hmotnosti)
Hřib 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%

Obsah 1,3-1,6-β-D-glukanu v analyzovaných volně rostoucích a pěstovaných houbách, Zdroj:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Kvantitativní hodnocení obsahu 1,3-1,6-β-D-glukanů ve volně rostoucích druzích jedlých polských hub. Rocz Panstw Zakl Hig 2017; 68(3):281-290.