Ekstraktion af beta-glucaner fra svampe ved hjælp af ultralydbehandling

Materialer og udstyr

• Svampe (f.eks. 100 g hakkede eller skivede svampe)
• Koldt destilleret vand (f.eks. 500 ml)
• Blender eller kværn
• Glasbægre eller -kolber
• Filterpapir eller en vakuumfiltreringsopsætning
• Centrifuge (valgfrit)
• Alkohol (f.eks. ethanol) til nedbør
• Køleskab
• Tørring af ovn

Beta-glucan ekstraktionsprotokol

1. Mal eller knus svampene (f.eks. Chaga eller Lion’ Mankesvamp) til grove partikler på ca. 1 til 3 millimeter. Brug for eksempel 100 g tørrede svampepartikler.
2. Tilsæt derefter svampepartiklerne til et glasbæger eller en kolbe.
3. Tilsæt derefter 500 ml destilleret vand til bægerglasset, der indeholder de svampepartikler, der skal ekstraheres. Vand-til-svampe-forholdet kan variere afhængigt af den specifikke svampetype og partikelstørrelse.
4. Når du har omrørt gyllen, skal du sonikere blandingen ved hjælp af en ultralydslaboratoriehomogenisator (f.eks. UP400St med 22 mm sonotrode ved 100% amplitude eller UP200Ht med 14 mm sonotrode ved 100% amplitude) og opretholde en temperatur på under 90 °C. Lavere temperaturer hjælper med at bevare varmefølsomme forbindelser, såsom beta-glucaner under ekstraktion. Soniker i henholdsvis ca. 5 til 10 minutter, når du bruger UP400St og i 10 til minutter, når du bruger UP200Ht. Bemærk, at temperaturen og ekstraktionstiden kan variere afhængigt af den anvendte ultralydseffekt. Selvfølgelig vil større mængder kræve længere sonikeringstider.
5. Filtrer den sonikerede blanding gennem filterpapir eller brug en vakuumfiltreringsopsætning til at adskille væsken (indeholdende de ekstraherede beta-glucaner) fra den faste svamperest.
6. Udfæld derefter beta-glucanerne fra væsken ved at tilsætte alkohol (f.eks. ethanol). Typisk kan du bruge 2-3 mængder alkohol til nedbør.
7. Opbevar derefter blandingen i køleskab i flere timer, så beta-glucanerne kan udfældes.
8. Efter nedbør kan du dekantere væsken forsigtigt og opsamle beta-glucan-bundfaldet.
9. Til sidst tørres betaglucanerne i en ovn ved lav temperatur (f.eks. 40-50°C), indtil al alkohol er fjernet, og du får et tørt pulver.

Svampe udviser variationer i deres egenskaber. Derfor kan beta-glucan-ekstraktionsprocessen variere baseret på faktorer som den specifikke svampeart, svampens tilstand (tørret eller frisk), partikelstørrelse og ekstraktionstemperaturen. For at optimere din ekstraktionsprocedure skal du overveje at eksperimentere med forskellige parametre, herunder at variere fast-til-væske-forholdene, justere temperaturer, udforske forskellige opløsningsmidler og teste forskellige sonikeringsvarigheder og amplitudeindstillinger.

Ultralydassisteret enzymatisk ekstraktion af beta-glucan

Ultralydassisteret enzymatisk ekstraktion er en metode, der bruges til at udvinde beta-glucaner fra svampe ved hjælp af en kombination af enzymer og ultralydsbølger. Denne proces øger effektiviteten af ekstraktionen ved at nedbryde svampens cellevægge og lette frigivelsen af beta-glucaner.

Opskalering af beta-glucanekstraktion fra svampe

Når du har etableret en beta-glucan-ekstraktionsprotokol, der opfylder dine krav, kan det være en ligetil bestræbelse at opskalere ekstraktionsprocessen.

Opskalering af batchekstraktion

Hvis du planlægger at skalere op ved hjælp af en batchekstraktionsmetode, anbefaler vi, at du øger batchvolumenet, mens du holder faststof-til-væske-forholdet og alle andre parametre konstante. Hvis du fortsætter med at bruge den samme ultralydshomogenisator, skal du sørge for at øge sonikeringstiden proportionalt. For batcher på over 1 liter kan du overveje at inkorporere en langsom omrører for at opretholde partikelsuspension og forbedre ekstraktionsensartetheden. Billedet nedenfor viser en 8-liters batchekstraktionsopsætning ved hjælp af en UP400St ultralydshomogenisator i kombination med en laboratorieomrører.

8L batch svampeekstraktionsopsætning med UP400St Sonicator

Inline svampeekstraktion

For dem, der er interesseret i løbende at udvinde større mængder beta-glucaner fra svampe, tilbyder Hielscher Ultrasonics flowcellereaktorer designet til ekstraktion af botanisk materiale. Hvis dette gælder for dig, opfordrer vi dig til at kontakte os direkte for at få flere oplysninger. Vores tekniske team hjælper gerne med at finde den bedst egnede opsætning til dine specifikke behov. Det kan dog være uvurderligt at udføre eksperimentet i laboratorieskala, der er nævnt tidligere, med dine specifikke svampearter for at forstå de præcise proceskrav. Billedet nedenfor viser en stor flowcelleraktor med en UIP4000hdT ultralydshomogenisator til ekstraktion af beta-glucaner ved ca. 50 til 200 liter svampe-opløsningsmiddelopslæmning i timen.

UIP4000hdT ultralydshomogenisator til 50 til 200 L svampe-opløsningsmiddel opslæmning i timen

Empirisk beta-glucan-koncentration af svampearter

Nedenfor finder du en liste over empirisk beta-glucankoncentration, der blev udvundet fra forskellige svampearter.

beta-glucankoncentration af vilde svampearter Kilde: Boonyanuphap, Jaruntorn & Hansawasdi, Chanida. (2010). Rumlig fordeling af betaglucanholdige vilde svampesamfund i subtropisk tør skov, Thailand. Svampe mangfoldighed. 46. 29-42. 10.1007/s13225-010-0067-8.