Ultraschallextraktion von Heilpilzen
Heilpilze sind seit der Antike für ihre außergewöhnlichen gesundheitlichen Vorteile bekannt. In jüngster Zeit entwickeln sie sich zu einem weitverbreiteten Produkt zur Förderung der Gesundheit und Steigerung der Energie. Um das gesamte Spektrum der gesundheitsfördernden Wirkungen von Heilpilzen nutzen zu können, müssen Verbindungen wie Polysaccharide, Triterpenoide und andere bioaktive Substanzen aus den Pilzzellen freigesetzt werden. Die Ultraschallextraktion ist ein hervorragendes Verfahren zur Isolierung bioaktiver Verbindungen aus pflanzlichen Rohstoffen wie Reishi, Igelstachelbart, Cordyceps, Shiitake, Chaga usw.
Heilpilzextrakte – mit Ultraschall hergestellt
Heilpilze haben sich aufgrund ihrer außergewöhnlichen Wirkungen auf die kognitiven Funktionen und das Immunsystem als Superfood und Nootropikum etabliert. Neben ihren gesundheitsfördernden und kognitionssteigernden Wirkungen werden Heilpilze zur Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten (z. B. Krebs, Diabetes, Entzündungen usw.) eingesetzt. Zu den bekanntesten essbaren Pilzarten gehören Chaga, Reishi, Igelstachelbart, Cordyceps, Shiitake und Maitake.
Der UP100H, ein Ultraschallextraktor mit einer Leistung von 100 Watt, wird zur Extraktion bioaktiver Verbindungen aus dem Chaga-Pilz (Inonotus obliquus) eingesetzt.
Zu den wichtigsten nachgewiesenen gesundheitlichen Wirkungen bioaktiver Verbindungen aus Pilzen gehören die Stärkung der Immunabwehr, die Erhöhung des Nervenwachstumsfaktors (NGF), die Verbesserung der Ausdauer bei körperlicher Aktivität sowie die Förderung der Langlebigkeit. Zu den bioaktiven Verbindungen, die diese gesundheitsfördernden Wirkungen hervorrufen, zählen beispielsweise Polysaccharide wie α-Glucane und β-Glucane. Das Glucanprofil unterscheidet sich zwischen den einzelnen Pilzarten und ist ausschlaggebend für den gezielten Einsatz verschiedener Pilze zur Erzielung unterschiedlicher Wirkungen. So fördert beispielsweise der Igelstachelbart den Nervenwachstumsfaktor (NGF), während Cordyceps die Ausdauer verbessert und Reishi das Immunsystem und die Langlebigkeit unterstützt.
Klicken Sie auf die folgenden Links, um mehr über die Extraktion aus bestimmten Pilzen zu erfahren, einschließlich Extraktionsprotokollen und Videodemonstrationen:
Warum Pilzextrakte?
Pilzextrakte bieten den Vorteil, dass bereits kleine eingenommene Mengen dieselben Wirkungen erzielen wie große Mengen Pilzpulver, die sonst für die gewünschten Wirkungen erforderlich sind. Mit Ultraschall gewonnene Pilzextrakte liefern Ihnen alle wichtigen Nährstoffe und bioaktiven Substanzen in hochkonzentrierter Form!
Ultraschallextraktion von Polysacchariden
Zur Isolierung von Polysacchariden (wie Alpha-Glucanen und Beta-Glucanen), Triterpenen und anderen bioaktiven Verbindungen aus Heilpilzen ist die Ultraschallextraktion das praktischste, wirksamste und effizienteste Verfahren.
Weitere wertvolle Inhaltsstoffe vieler essbarer Pilze sind Selen, Vitamin D und Vitamin B3. Durch intensive Ultraschallbehandlung werden die aus Chitin bestehenden Zellwände der Pilze perforiert und aufgeschlossen, sodass chemische Verbindungen wie Polysaccharide, Vitamine usw. in das umgebende Lösungsmittel freigesetzt werden. Die Ultraschallextraktion ist hocheffizient und setzt im Vergleich zu herkömmlichen Extraktionsverfahren das gesamte Spektrum bioaktiver Verbindungen innerhalb einer sehr kurzen Extraktionszeit frei.
Nach der Extraktion können die bioaktiven Verbindungen durch Filtration, Destillation / Verdampfung und Fällung abgetrennt und gereinigt werden, um hochkonzentrierte, hochwirksame Pilzextrakte herzustellen. Diese Pilzextrakte werden anschließend zu Arzneimitteln, Nahrungsergänzungsmitteln, funktionellen Lebensmittelzutaten, Tinkturen und Tonika weiterverarbeitet.
Ultraschallextraktion mit Wasser oder Lösungsmitteln
Ein großer Vorteil der Ultraschallextraktion ist die breite Auswahl an Lösungsmitteln, die zur Verfügung stehen. Die ultraschallgestützte Isolierung sekundärer Pflanzenstoffe und bioaktiver Verbindungen kann in Lösungsmitteln wie Wasser, Ethanol, Methanol, Isopropanol, Wasser/Ethanol-Gemischen, Glycerin, Pflanzenölen usw. erfolgen.
Je nach den zu isolierenden Zielverbindungen kann die ultraschallgestützte Pilzextraktion in Wasser oder in Lösungsmitteln wie Ethanol, Methanol, Isopropanol usw. durchgeführt werden. Da Pilze überwiegend wasserlösliche Zielverbindungen und nur wenige nicht wasserlösliche Bestandteile enthalten, wird üblicherweise die Extraktion in Wasser oder wässrigem Ethanol bevorzugt. Lösungsmittel mit einem höheren Alkoholanteil werden gezielt zur Gewinnung triterpenreicher Extrakte eingesetzt.
UP400St: Das Ultraschallgerät UP400St ist hocheffizient und ermöglicht die schnelle Extraktion von bioaktiven Verbindungen wie Polysacchariden, Terpenen, Alkaloiden und anderen pilzeigenen Inhaltsstoffen aus dem Myzel und dem Fruchtkörper von Heilpilzen.
- Höchste Effizienz
- Schnelle Extraktion
- Vollständigere Extraktion
- Hochwertige Vollspektrumextrakte
- Schonendes, nichtthermisches Verfahren (Kaltextraktion)
- Pharma- / Lebensmittelqualität
- Standardisiertes Verfahren
- Verschiedene Lösungsmittel zur Auswahl
- Sicher und einfach zu bedienen
Ergebnisse der Ultraschallextraktion von Pilzen
Die Ultraschallprozessparameter sind für die Isolierung und Gewinnung sekundärer Pflanzenstoffe entscheidend. Erstens sind Ultraschallparameter wie Amplitude, Druck und Temperatur wichtige Faktoren, um den Extraktionsprozess auf höchste Ausbeute und Qualität abzustimmen. Zweitens gewährleisten präzise kontrollierte Prozessbedingungen, dass die Extrakte nicht durch zu starke Prozesseinwirkungen (z. B. hohe Temperaturen) abgebaut werden. Beispielsweise sind pflanzliche Verbindungen wie Polysaccharide bei hohen Temperaturen anfällig für einen Abbau.
Die Extraktoren von Hielscher Ultrasonics lassen sich exakt steuern – indem Amplitude, Druck und Temperatur auf optimale Bedingungen eingestellt werden. Dies ermöglicht reproduzierbare Ergebnisse, eine reproduzierbare Extraktqualität und die Standardisierung des Prozesses.
Untersuchungen (Alzorqi et al.) haben gezeigt, dass durch Ultraschall extrahierte (1-3; 1-6)-β-d-Glucane aus malaysischen Pilzen im Vergleich zu Extrakten aus konventionellen Extraktionsverfahren eine höhere antioxidative Aktivität, ein höheres Molekulargewicht und einen optimalen Verzweigungsgrad aufweisen.
Hochleistungs-Ultraschallextraktoren
Hielscher Ultrasonics ist ein Hersteller mit langjähriger Erfahrung in der Fertigung von Hochleistungs-Ultraschallgeräten, die erfolgreich zur Isolierung bioaktiver Inhaltsstoffe aus pflanzlichen Rohstoffen und Pilzen eingesetzt werden. Mit einer Produktpalette, die das gesamte Spektrum von kleineren handgeführten Ultraschallgeräten über Tisch- und Pilotanlagen bis hin zu Industrieanlagen abdeckt, ist Hielscher Ultrasonics Ihr Partner vom ersten Machbarkeitstest und der Prozessoptimierung bis zur abschließenden Installation Ihrer industriellen Produktionslinie. Um bioaktive Verbindungen aus pflanzlichen Rohstoffen freizusetzen, können hohe Amplituden erforderlich sein – insbesondere, wenn robuste Zellwände perforiert und aufgeschlossen werden müssen. Die Ultraschallprozessoren von Hielscher Ultrasonics, z. B. UIP500hdT oder UIP2000hdT, können mit sehr hohen Amplituden von bis zu 200µm betrieben werden. Diese hohen Amplituden lassen sich selbstverständlich kontinuierlich im 24/7-Betrieb aufrechterhalten. Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher gewährleistet einen reibungslosen 24/7-Betrieb bei hoher Beanspruchung und unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen.
- Hochleistungs-Ultraschallextraktoren
- Präzise steuerbar
- Reproduzierbare Ergebnisse
- Lineare Skalierbarkeit
- Robust und wartungsarm
- Beratung und Service
- Einfach und sicher zu bedienen
SonoStation – ein Ultraschallsystem mit 2x 2kW-Ultraschallgeräten, Rührbehälter und Pumpe – eignet sich hervorragend für die Extraktion großer Mengen.
| Chargenvolumen | Volumenstrom | Empfohlene Geräte |
|---|---|---|
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL/min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | höher | Verbund aus UIP16000 |
Leistungsstarke Ultraschallextraktoren vom Labor- über den Pilot- bis zum Industriemaßstab.
Literatur / Quellen
- Alzorqi I., Sudheer S., Lu T.J., Manickam S. (2017): Ultrasonically extracted β-d-glucan from artificially cultivated mushroom, characteristic properties and antioxidant activity. Ultrasonic Sonochemistry 2017. 531-540.
- Alzorqi I., Singh A., Manickam S., Al-Qrimli H. (2016): Optimization of ultrasound assisted extraction (UAE) of β-D-glucan polysaccharides from Ganoderma lucidum for prospective scale-up. Resource-Efficient Technologies 2016.
- Khan, A.A., Gani A., Masoodi F., Kousar S., Ahmad M. (2014): Antioxidant and Functional Properties of β-Glucan Extracted from Edible Mushrooms Agaricus Bisporus, Pleurotus Ostreatus and Coprinus Atramentarius. Proceedings of the 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP8) 2014.
- Vardanega R., Santos D.T., Meireles M.A.M. (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Wissenswertes
Ultraschallextraktion – Funktionsprinzip
Die Ultraschallextraktion ist eine einfache, kostengünstige, schnelle und effiziente Technologie, die die Fest-Flüssig-Extraktion intensiviert und herkömmlichen Extraktionsverfahren überlegen ist. Die wesentlichen Vorteile der ultraschallgestützten Fest-Flüssig-Extraktion beruhen auf einer schnelleren Extraktionskinetik und einem schnelleren Stofftransport sowie einer höheren Extraktionsausbeute. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, den Extraktionsprozess bei niedrigeren Temperaturen durchzuführen und so temperaturempfindliche Verbindungen vor dem Abbau zu schützen. Im Vergleich zu alternativen Isolierungsverfahren wie der Extraktion mit Mikrowellen oder überkritischem CO2 ist der Ultraschallextraktor sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb kostengünstiger sowie benutzerfreundlich und sicher zu bedienen.
Die Ultraschallextraktion beruht auf akustischer Kavitation und den dabei entstehenden hydrodynamischen Scherkräften. Die Systeme von Hielscher Ultrasonics erzeugen intensive Ultraschallwellen und Kavitation zur Extraktion sekundärer Pflanzenstoffe aus pflanzlichen Rohstoffen.
Akustische Kavitation – das Phänomen der Ultraschallbehandlung: Werden intensive Ultraschallwellen in ein flüssiges Medium eingekoppelt, wird die Flüssigkeit abwechselnden Kompressions- und Expansionszyklen ausgesetzt. Während der Expansion (Verdünnung) entstehen Vakuumblasen oder Hohlräume in der Flüssigkeit. Diese Vakuumblasen bilden sich, wenn der ausgeübte Unterdruck die Zugfestigkeit der Flüssigkeit überschreitet. Über mehrere Kompressions- und Verdünnungszyklen hinweg wachsen die Vakuumblasen, bis sie keine weitere Energie mehr aufnehmen können und heftig kollabieren (Blasenimplosion). Während der Blasenimplosion treten lokal extreme Bedingungen wie sehr hohe Temperatur- und Druckunterschiede, Flüssigkeitsströmungen und Scherkräfte auf. Diese intensiven Kräfte brechen Zellen von Pflanzen und Geweben auf, sodass das intrazelluläre Material (z. B. Polysaccharide, Terpene, Proteine, Flavone usw.) in das Lösungsmittel freigesetzt wird. Der Prozess der Bildung, des Wachstums und des Kollapses der Vakuumblasen wird als Kavitation bezeichnet.
Pilz
Fungus (Plural: Fungi) ist der botanische Begriff für alle Vertreter der Gruppe eukaryotischer Organismen, zu denen sowohl Mikroorganismen wie Hefen und Schimmelpilze als auch Großpilze gehören. Insbesondere in der traditionellen Medizin (z. B. asiatische / chinesische Medizin) werden Pilze verabreicht, um vielfältige Wirkungen wie eine Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten, eine Stärkung des Immunsystems oder Langlebigkeit zu erzielen. Heutzutage werden Heilpilze nicht nur als alternative Arzneimittel eingesetzt, sondern Pilzextrakte werden auch als funktionelle Lebensmittel oder Superfoods verzehrt. Beispielsweise werden Pilze wie Maitake, Cordyceps, Schmetterlingstramete und Reishi eingenommen, um ihre Wirkung als Immunmodulatoren zu nutzen. Verschiedene Pilzarten wie psilocybinhaltige Pilze (umgangssprachlich als Zauberpilze bekannt) werden wegen ihrer psychedelischen Eigenschaften verwendet. Pilze sind keine Pflanzen und werden dem Reich der Pilze zugeordnet.
Polysaccharide
Polysaccharide sind wichtige bioaktive Verbindungen in Heilpilzen. Sie werden als biochemisch aktive Verbindungen für pharmazeutische und nutrazeutische Anwendungen eingesetzt und haben positive Wirkungen wie die Regulation des Immunsystems, die Rückbildung oder Vorbeugung von Strahlenschäden und die Hemmung der Blutgerinnung sowie krebshemmende, antivirale und blutzuckersenkende Aktivitäten. Die aus Pilzen gewonnenen Polysaccharide Lentinan, Schizophyllan und Krestin sind in Japan, Korea und China als Immunzeutika (Arzneimittel zur Stärkung des Immunsystems) anerkannt.
Neben Polysacchariden enthalten Pilze unter anderem Phenole, Heteropolysaccharide, Glykogene, Vitamine und Triterpene als weitere wertvolle Bestandteile.
Heilpilzarten
Im Chaga-Pilz, der auch als Inonotus obliquus oder schwarzer Baumpilz bekannt ist (im Englischen umgangssprachlich auch cinder conk, birch conk oder clinker polypore genannt), sind Polysaccharide die wichtigsten Wirkstoffe. Die Polysaccharide des Chaga-Pilzes weisen eine sehr starke antioxidative Aktivität auf und fangen freie Radikale ab.
Igelstachelbart (Hericium erinaceus) ist ein Speise- und Heilpilz aus der Gruppe der Stachelpilze. Der Igelstachelbart ist für seine neuroprotektiven und nootropischen Wirkungen bekannt und wird daher zur Verbesserung des Gedächtnisses und der kognitiven Funktionen eingesetzt.
Reishi (Ganoderma lucidum, auch bekannt als Ling Zhi / Lingzhi, Mannentake oder Pilz der Unsterblichkeit) ist ein Porling, der leicht an seinem rot lackiert wirkenden, nierenförmigen Hut zu erkennen ist. Der Reishi-Pilz bildet eine Gruppe von Triterpenen, die sogenannten Ganodersäuren. Ganodersäuren weisen eine Molekülstruktur auf, die der von Steroidhormonen ähnelt. Zu den weiteren in Reishi enthaltenen Verbindungen gehören Polysaccharide (z. B. Beta-Glucan), Cumarin, Mannitol und Alkaloide. Zu den aus dem Pilz isolierten Sterolen zählen Ganoderol, Ganoderensäure, Ganoderiol, Ganodermanontriol, Lucidadiol und Ganodermadiol. Kulinarisch ist Reishi für seinen bitteren Geschmack bekannt und wird häufig in Kaffeegetränken konsumiert.
Shiitake (Lentinula edodes; umgangssprachlich auch schwarzer Waldpilz, Xiang Gu oder duftender Pilz genannt) wird häufig als Zutat in asiatischen Gerichten verwendet. Bei der Anwendung aus gesundheitlichen Gründen stärkt Shiitake das Immunsystem und führt zu einer deutlichen Verringerung von Entzündungen.
Coriolus versicolor (Trametes versicolor, Polyporus versicolor; umgangssprachlich Schmetterlingstramete, Yun Zhi oder Kawaratake genannt) enthält die Polysaccharide PSK, PSP und Kresin sowie B-1,3- und B-1,4-Glucane. Die Polysaccharide werden begleitend zur Chemotherapie eingesetzt, um die Immunfunktion bei Patienten mit bestimmten Krebserkrankungen zu verbessern. In der traditionellen chinesischen Medizin wird die Schmetterlingstramete als Tonikum verwendet.
Cordyceps sinensis (Ophiocordyceps sinensis; auch bekannt als chinesischer Raupenpilz, Dong Chong Xia Cao oder Yartsa Gunbu) ist ein weiterer Pilz mit außergewöhnlichen antioxidativen Eigenschaften. Cordyceps enthält starke Antioxidantien, die schädliche freie Radikale neutralisieren, und steigert zudem die Aktivität des körpereigenen antioxidativen Systems.
Maitake (Grifola frondosa; Wolkenpilz, Hui Shu Hua, im Englischen auch Hen-of-the-wood, ram’s head oder sheep’s head genannt) ist ein Porling, der nachweislich sowohl das angeborene als auch das adaptive Immunsystem stimuliert. Untersuchungen haben gezeigt, dass Maitake das Immunsystem von Brustkrebspatientinnen stimuliert. Darüber hinaus zeigt er blutzuckersenkende Wirkungen, da der Pilz einen Alpha-Glucosidase-Hemmer enthält.
Agaricus subrufescens (auch bekannt unter den Bezeichnungen Agaricus blazei, Agaricus brasiliensis, Agaricus rufotegulis; umgangssprachlich Mandelpilz, Sonnenpilz, Gottes Pilz, Pilz des Lebens, königlicher Sonnenchampignon, Jisongrong oder Himematsutake) ist ein essbarer Pilz, der sich durch seinen süßen Geschmack und seinen Mandelduft auszeichnet. Der Agaricus-Pilz ist ein beliebter Heilpilz, der vor allem wegen seiner das Immunsystem stärkenden Wirkungen verwendet wird.