Pilzextraktion im großen Maßstab mittels chargenweiser Beschallung mit einer Sonotrode

Die Gewinnung bioaktiver Verbindungen aus Pilzen für Produktionszwecke umfasst eine Kombination aus Schneiden, Mahlen oder Zerkleinern der Pilze, ultraschallgestützter Lösungsmittelextraktion und anschließender Isolierung der bioaktiven Verbindungen wie Beta-Glucanen. Hier finden Sie eine praktische Anleitung zur Ultraschallextraktion von Pilzen in der Chargenproduktion im großen Maßstab unter Verwendung größerer Fässer, beispielsweise eines Extraktionsbehälters mit 120L.

Anleitung zur Pilzextraktion im großen Maßstab mittels Beschallung mit einer Sonotrode

Sie können die folgende Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Ultraschallextraktion beliebiger Pilzarten verwenden, einschließlich Heilpilzen, Speisepilzen und psychedelischen Pilzen. Mit diesem Protokoll können Sie auf einfache Weise Beta-Glucan und andere bioaktive Moleküle aus Chaga (Inonotus obliquus), Igelstachelbart (Hericium erinaceus), Reishi (Ganoderma lucidum), Cordyceps (Cordyceps sinensis), Maitake (Grifola frondosa), Schmetterlingstramete (Trametes versicolor), Shiitake (Lentinula edodes), Agaricus blazei (Agaricus subrufescens) usw. extrahieren.

Materialien und Geräte

• Pilze
• Lösungsmittel: Destilliertes Wasser oder wässriges Ethanol (60% oder höher). Wählen Sie Ihr Lösungsmittel entsprechend den Zielverbindungen aus.
• Mixer oder Mühle
• Ultraschallgerät UIP2000hdT mit Sonotrode
• Mechanisches Rührwerk
• Lebensmittelgeeigneter Behälter oder Charge (z. B. Edelstahl, Kunststoff)
• Filtertuch und/oder eine Vorrichtung zur Vakuumfiltration
• Rotationsverdampfer
• Lagerbehälter

Protokoll zur ultraschallgestützten Pilzextraktion

Vorbereitung:

1. Stellen Sie sicher, dass alle Geräte sauber und sterilisiert sind.
2. Messen Sie die gewünschte Menge an Pilzmaterial ab und bereiten Sie sie für die Extraktion vor.
3. Montieren Sie das Rührwerk und das Ultraschallgerät am Extraktionsbehälter.

 
Extraktionsverfahren:

1. Zerkleinern oder mahlen Sie Ihre getrockneten oder frischen Pilze zu groben Partikeln von etwa 1 bis 5 Millimetern. In unserem Beispiel verwenden wir 10kg Pilzpartikel.
2. Geben Sie anschließend die Pilzpartikel in den Extraktionsbehälter.
3. Geben Sie als Nächstes 100L des Lösungsmittels Ihrer Wahl in das Becherglas mit dem zu extrahierenden Pilzmaterial. Wir verwenden hier ein Verhältnis von Pilzen zu Lösungsmittel von 1:10. Das Verhältnis von Pilzen zu Lösungsmittel kann je nach Pilzart, Zielverbindungen und Partikelgröße variieren.
4. Schalten Sie das Rührwerk ein, um die Suspension zu mischen. Nach etwa 2 Minuten ist die Pilz-Lösungsmittel-Suspension vorgemischt.
5. Lassen Sie das Rührwerk weiterlaufen. Stellen Sie das Ultraschallgerät UIP2000hdT auf 100% Amplitude ein und schalten Sie es ein. Beschallen Sie die Pilzsuspension mit dem UIP2000hdT etwa 45 bis 120 Minuten lang. Um den thermischen Abbau wärmeempfindlicher bioaktiver Verbindungen zu verhindern, empfehlen wir, die Extraktionstemperatur unter 60ºC zu halten.
6. Temperaturregelung: Verwenden Sie den Temperatursensor Ihres Ultraschallgeräts, um die Prozesstemperatur zu überwachen. Nutzen Sie die Temperaturregelungsfunktion Ihres Ultraschallgeräts und stellen Sie eine obere Temperaturgrenze ein. Wenn die obere Temperaturgrenze erreicht ist, pausiert das Ultraschallgerät automatisch und setzt die Beschallung fort, sobald die Temperatur wieder im eingestellten Temperaturbereich liegt. Zusätzlich können Sie vorgekühltes Lösungsmittel verwenden oder die Extraktionssuspension während der Beschallung kühlen.
7. Filtrieren Sie das beschallte Gemisch nach der Ultraschallbehandlung durch ein Filtertuch oder verwenden Sie eine Vakuumfiltration, um das wässrige Ethanol, das die extrahierten bioaktiven Verbindungen (wie Beta-Glucane) und weitere bioaktive Verbindungen enthält, vom festen Pilzrückstand zu trennen.
8. Verwenden Sie anschließend Destillation, Verdampfung oder Rotationsverdampfung, um die Pilzverbindungen aus dem Lösungsmittel zu isolieren.
9. Danach können Sie den Extrakt weiter reinigen, um bestimmte Verbindungen zu gewinnen, oder Ihren Extrakt in Lagerbehälter abfüllen.

Maßstabsvergrößerung: Von der chargenweisen Ultraschallextraktion zur Inline-Extraktion

Wenn Sie Ihre Pilzextraktproduktion vom Chargenbetrieb auf eine kontinuierliche Inline-Extraktion erweitern möchten, empfehlen wir Ihnen eine geeignete Ultraschall-Durchflusszelle für Ihr industrielles Ultraschallgerät mit Sonotrode. Häufig können Sie die Feststoff-Flüssigkeits-Verhältnisse und alle anderen Parameter konstant halten, was eine lineare Maßstabsvergrößerung zur Steigerung der Extraktproduktion ermöglicht. Die Extraktion größerer Mengen an Pilzverbindungen mit einem Ultraschall-Durchflusssystem ist eine technisch anspruchsvolle Methode zur Herstellung großer Extraktvolumina. Hielscher Ultrasonics bietet Durchflusszellenreaktoren an, die für die Extraktion bioaktiver Moleküle aus Pilzen und Pflanzen ausgelegt sind.
Wenn Sie an der Verarbeitung großer Pilzmaterialströme interessiert sind, kontaktieren Sie uns für weiterführende Informationen. Unser technisches Team und unsere Ultraschallexperten unterstützen Sie gerne dabei, die für Ihre spezifischen Anforderungen am besten geeignete Anlagenkonfiguration zu bestimmen. Wir bieten verschiedene industrielle Extraktionsanlagen zur Gewinnung von Pilzverbindungen in Lebensmittel- und Pharmaqualität an. Die folgende Abbildung zeigt einen großen Durchflusszellenreaktor mit einem Ultraschallhomogenisator UIP4000hdT zur Pilzextraktion bei einem Durchsatz von etwa 50 bis 200 Litern Pilz-Lösungsmittel-Suspension pro Stunde.

Entwicklung, Fertigung und Beratung – Qualität Made in Germany

Die Ultraschallgeräte von Hielscher sind für ihre höchsten Qualitäts- und Konstruktionsstandards bekannt. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die reibungslose Integration unserer Ultraschallgeräte in Industrieanlagen. Die Ultraschallgeräte von Hielscher bewältigen raue Bedingungen und anspruchsvolle Einsatzumgebungen problemlos.

Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt besonderen Wert auf leistungsstarke Ultraschallgeräte mit modernster Technologie und hoher Benutzerfreundlichkeit. Selbstverständlich sind die Ultraschallgeräte von Hielscher CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.