Zajímá vás, proč vám extrakce hub pomocí ultrazvukové lázně nebo ultrazvukové čisticí nádrže neposkytne požadovaný výtěžek extraktu? Zde se dozvíte vše, co potřebujete vědět o pevných buněčných stěnách hub obsahujících chitin, nejlepší extrakční technice a vhodných rozpouštědlech!

Proč potřebuji intenzivní síly pro extrakci hub?

Všechny jedlé houby mají buněčné stěny vyrobené z chitinu, stejného materiálu, který tvoří korýše a hmyzí skořápky. Chitin je velmi silný materiál, který dává houbovým buňkám vysokou houževnatost. Buněčná stěna vytváří bariéru pro intracelulární kompartmenty, které obsahují bioaktivní molekuly hub. Důležitými molekulami hub jsou například α- a β-glukany, polysacharidy, terpeny, antioxidanty, vitamíny nebo halucinogenní sloučeniny. Každý druh houby obsahuje jedinečnou řadu bioaktivních sloučenin. Aby se tyto zdraví prospěšné látky uvolnily z buněk houby, musí být buněčné stěny rozbity. Vzhledem k obsahu chitinu je narušení buňky houby náročným úkolem a vyžaduje určité znalosti a sofistikované vybavení.

Rozbití buněčných stěn hub obsahujících chitin s sonikací

Zatímco chitin je skvělým zdrojem vlákniny, prebiotik a antioxidantů, problém je, že lidé nemají schopnost rozkládat chitin. To také znamená, že když konzumujete syrové neošetřené houby, nebudete mít prospěch z mnoha bioaktivních sloučenin v houbách, protože jsou zachyceny v buňkách, které jsou chráněny silnými buněčnými stěnami obsahujícími chitin.
Ultrazvuková extrakce činí bioaktivní sloučeniny z hub biologicky dostupnými, takže lidské tělo může absorbovat živiny rychle a úplně. Navíc v ultrazvukových houbových extraktech jsou prospěšné živiny koncentrovány tak, že i malé množství houbového extraktu poskytuje požadované výsledky podporující zdraví.

Ultrazvuku pro extrakci hub

Ultrazvuku je proces, při kterém se vysokofrekvenční zvukové vlny používají k vytvoření kavitačních bublin v kapalině. Když se tyto bubliny zhroutí, vytvářejí intenzivní lokalizované smykové síly, které mohou rozbít buňky a uvolnit obsah buněk do kapaliny.
Při extrakci hub lze ultrazvuku použít k rozbití buněčných stěn hub a uvolnění jejich bioaktivních sloučenin do rozpouštědla. Existují dva typy ultrasonicators: typ lázně a typ sondy.

Proč moje ultrazvuková lázeň dává špatné výsledky extrakce hub?

Ultrasonicator typu lázně je zařízení, ve kterém je vzorek umístěn v nádobě naplněné rozpouštědlem a ultrazvukové vlny se aplikují na celou nádobu. Tato metoda je známá jako poměrně neúčinná, protože ultrazvuková lázeň rozděluje ultrazvukovou energii nerovnoměrně as nízkou intenzitou. Stejně jako v ultrazvukové lázni je vzorek houby sonikován nepřímo, ultrazvuk nemůže proniknout hluboko do vzorku. Ultrazvukové vlny musí projít stěnami nádoby, než narazí na houbový materiál. Tím se již nízká intenzita ultrazvukových vln ultrazvukové nádrže ještě více snižuje.

Tato měření UV-Vis ukazují významný extrakční rozdíl mezi ultrazvukovou sondou a ultrazvukovou lázní. Sonda-typ ultrasonicator UP100H (černý graf) dává výrazně vyšší výnos extraktu z houby chaga než ultrazvuková lázeň (červený graf).

Intenzivní ultrazvuková extrakce pomocí ultrazvukové sondy

Na druhou stranu, sonda typu ultrasonicator je vybaven špičkou – tzv. Sonotode nebo sonda – , které mohou být vloženy přímo do vzorku, což umožňuje více zaměřené a lokalizované použití ultrazvukové energie. To má za následek výrazně účinnější narušení buněk a extrakci bioaktivních sloučenin, zejména v hustých nebo těžko přístupných oblastech vzorku.
Cílená a lokalizovaná aplikace ultrazvukové energie poskytované ultrazvukovým přístrojem typu sondy zajišťuje, že chitin je vystaven dostatečnému množství energie, která má být rozložena.
Kromě toho může být sonda přesunuta do různých oblastí vzorku, což vytváří další makro-míchání, aby se zajistilo, že všechny části houby jsou adekvátně sonikovány. To je zvláště důležité u hub se silnými buněčnými stěnami nebo hustými strukturami, kde může být náročné zajistit úplnou extrakci jinými metodami.

Ultrazvuková sonda vs ultrazvuková lázeň pro extrakci hub

Stručně řečeno, vysoká intenzita sonikace sondy je nezbytná k rozbití chitinu v buněčných stěnách hub a uvolnění bioaktivních sloučenin. Cílená a lokalizovaná aplikace ultrazvukové energie poskytované ultrazvukovým přístrojem typu sondy zajišťuje, že chitin je adekvátně sonikován, což vede k účinnější a důkladnější extrakci bioaktivních sloučenin z hub.
Sonda-typ ultrasonicator je obecně považován za účinnější pro extrakci hub, protože může poskytnout rovnoměrnější a důkladnější extrakci bioaktivních sloučenin ve srovnání s lázní typu ultrasonicator.
Přečtěte si více o rozdílech v ultrazvukovém zpracování pomocí ultrazvukové sondy vs ultrazvukové lázně!
 

Jaké je ideální rozpouštědlo pro ultrazvukovou extrakci hub?

Ultrazvuku jako extrakční metoda je kompatibilní s jakýmkoliv rozpouštědlem. To znamená, že výběr správného rozpouštědla musí být proveden s ohledem na druhy hub a bioaktivní sloučeniny, které by měly být extrahovány.
Houby obsahují řadu bioaktivních sloučenin, jako jsou polysacharidy, beta-glukany, triterpenoidy, fenolické sloučeniny a ergosterol, u kterých bylo prokázáno, že mají různé přínosy pro zdraví. Extrakce těchto bioaktivních sloučenin z hub může být dosažena pomocí různých rozpouštědel, z nichž každá má své výhody a nevýhody. Zde jsou některé z běžně používaných rozpouštědel pro extrakci bioaktivních sloučenin z hub:

• Voda: Voda je běžným rozpouštědlem pro extrakci bioaktivních sloučenin z hub. Polysacharidy a beta-glukany jsou rozpustné ve vodě, což z nich činí ideální rozpouštědlo pro extrakci těchto sloučenin. Voda je také bezpečným a netoxickým rozpouštědlem, což z ní činí ideální rozpouštědlo pro potraviny a léčivé přípravky.
• Ethanol: Ethanol je polární rozpouštědlo, které se běžně používá pro extrakci fenolických sloučenin a triterpenoidů z hub. Ethanol lze také použít k extrakci polysacharidů a beta-glukanů, ale s nižším výtěžkem než voda.
• Vodný ethanol: Vodným ethanolem se rozumí směs vody a ethanolu. Poměr vody k etanolu lze přizpůsobit požadavkům. Použití vodného ethanolu jako rozpouštědla má několik výhod oproti použití vody nebo samotného ethanolu. Za prvé, přidání ethanolu do vody může zlepšit rozpustnost některých bioaktivních sloučenin, které nejsou příliš rozpustné pouze ve vodě, jako jsou některé fenolické sloučeniny a triterpenoidy. Za druhé, použití vodného ethanolu může vést k vyšším výtěžkům extrakce ve srovnání s vodou nebo samotným ethanolem, protože může extrahovat širší škálu bioaktivních sloučenin.
  Volba koncentrace ethanolu ve vodném ethanolovém rozpouštědle závisí na polaritě extrahovaných bioaktivních sloučenin. Vyšší koncentrace ethanolu (70-100%) může být použita pro extrakci méně polárních sloučenin, zatímco nižší koncentrace ethanolu (30-50%) může být použita pro extrakci polárních sloučenin.
• Methanol: Methanol je další polární rozpouštědlo, které lze použít k extrakci fenolických sloučenin z hub. Methanol je toxický, proto by měl být používán s opatrností. K odstranění metanolu po extrakci je nutné sofistikované čištění.
• Aceton: Aceton je nepolární rozpouštědlo, které se běžně používá k extrakci ergosterolu z hub. Aceton je hořlavý a toxický, proto by měl být používán s opatrností.
• Hexan: Hexan je nepolární rozpouštědlo, které lze použít k extrakci lipofilních sloučenin z hub. Hexan je hořlavý a toxický, proto by měl být používán s opatrností.

Volba rozpouštědla pro extrakci bioaktivních sloučenin z hub závisí na typu extrahované sloučeniny a zamýšlené aplikaci. Voda a vodný ethanol jsou obecně nejbezpečnějšími a nejčastěji používanými rozpouštědly pro extrakci bioaktivních sloučenin z hub. Pro specifické aplikace nebo v případě, že extrakce vody není dostatečná, však mohou být použita jiná rozpouštědla, jako je ethanol, methanol, aceton a hexan. Je důležité používat tato rozpouštědla opatrně a dodržovat příslušné bezpečnostní postupy.