Extracción de betaglucanos de hongos mediante ultrasonicación

La extracción de betaglucanos de hongos para ensayos de laboratorio o con fines de producción combina el picado, la molienda o la trituración de los hongos, la extracción asistida por ultrasonidos y la precipitación de los betaglucanos. A continuación se presenta un esquema simplificado del proceso de extracción de betaglucanos, junto con ejemplos de volúmenes y pesos para un experimento a escala de laboratorio. Tenga en cuenta que las condiciones y las cantidades específicas pueden variar según el tipo de hongo y la pureza requerida de los betaglucanos.

Materiales y equipos

• Hongos (p. ej., 100 g de hongos picados o cortados en láminas)
• Agua destilada fría (p. ej., 500 mL)
• Batidora o molino
• Vasos de precipitados o matraces de vidrio
• Papel de filtro o un equipo de filtración al vacío
• Centrífuga (opcional)
• Alcohol (p. ej., etanol) para la precipitación
• Refrigerador
• Estufa de secado

Protocolo de extracción de betaglucanos

1. Muela o triture los hongos (p. ej., chaga o melena de león) hasta obtener partículas gruesas de aproximadamente 1 a 3 milímetros. Por ejemplo, utilice 100 g de partículas de hongos secos.
2. A continuación, añada las partículas de hongos a un vaso de precipitados o a un matraz de vidrio.
3. Después, añada 500 mL de agua destilada al vaso de precipitados que contiene las partículas de hongos que se van a someter a extracción. La relación agua/hongos puede variar según el tipo específico de hongo y el tamaño de las partículas.
4. Tras agitar la suspensión, sonique la mezcla con un homogeneizador ultrasónico de laboratorio (p. ej., UP400St con un sonotrodo de 22 mm al 100% de amplitud o UP200Ht con un sonotrodo de 14 mm al 100% de amplitud) y mantenga la temperatura por debajo de 90 °C. Las temperaturas más bajas ayudan a preservar los compuestos termosensibles, como los betaglucanos, durante la extracción. Sonique durante aproximadamente 5 a 10 minutos si utiliza el UP400St y durante 10 a … minutos si utiliza el UP200Ht, respectivamente. Tenga en cuenta que la temperatura y el tiempo de extracción pueden variar según la potencia ultrasónica utilizada. Naturalmente, los volúmenes mayores requerirán tiempos de sonicación más largos.
5. Filtre la mezcla sonicada a través de papel de filtro o utilice un equipo de filtración al vacío para separar el líquido (que contiene los betaglucanos extraídos) del residuo sólido de los hongos.
6. A continuación, precipite los betaglucanos del líquido añadiendo alcohol (p. ej., etanol). Normalmente, puede utilizar 2–3 volúmenes de alcohol para la precipitación.
7. Después, guarde la mezcla en un refrigerador durante varias horas para permitir que los betaglucanos precipiten.
8. Tras la precipitación, puede decantar el líquido con cuidado y recoger el precipitado de betaglucanos.
9. Por último, seque los betaglucanos en una estufa a baja temperatura (p. ej., 40–50 °C) hasta eliminar todo el alcohol y obtener un polvo seco.

Este vídeo demuestra la extracción de alta eficiencia de hongos melena de león mediante el homogeneizador ultrasónico Hielscher UP200Ht.

Los hongos presentan diferencias en sus características. Por ello, el proceso de extracción de betaglucanos puede variar en función de factores como la especie concreta de hongo, el estado de los hongos (secos o frescos), el tamaño de las partículas y la temperatura de extracción. Para optimizar el procedimiento de extracción, considere experimentar con distintos parámetros, como variar las relaciones sólido/líquido, ajustar las temperaturas, explorar diversos disolventes y probar diferentes duraciones de sonicación y ajustes de amplitud.

Extracción enzimática de betaglucanos asistida por ultrasonidos

La extracción enzimática asistida por ultrasonidos es un método que permite extraer betaglucanos de hongos mediante una combinación de enzimas y ondas ultrasónicas. Este proceso mejora la eficiencia de la extracción al descomponer las paredes celulares de los hongos y facilitar la liberación de betaglucanos.

Escalado de la extracción de betaglucanos de hongos

Una vez establecido un protocolo de extracción de betaglucanos que satisfaga sus requisitos, el escalado del proceso de extracción puede resultar sencillo.

Escalado de la extracción por lotes

Si tiene previsto escalar el proceso mediante un método de extracción por lotes, recomendamos aumentar el volumen del lote manteniendo constantes las relaciones sólido/líquido y todos los demás parámetros. Si sigue utilizando el mismo homogeneizador ultrasónico, asegúrese de aumentar proporcionalmente el tiempo de sonicación. Para lotes de más de 1 litro, puede considerar la incorporación de un agitador de baja velocidad para mantener las partículas en suspensión y mejorar la uniformidad de la extracción. La imagen siguiente muestra un montaje de extracción por lotes de 8 litros que utiliza un homogeneizador ultrasónico UP400St junto con un agitador de laboratorio.

Extracción de hongos en línea

Para quienes deseen extraer de forma continua mayores cantidades de betaglucanos de hongos, Hielscher Ultrasonics ofrece reactores de celda de flujo diseñados para la extracción de material vegetal. Si este es su caso, le animamos a ponerse en contacto directamente con nosotros para obtener más información. Nuestro equipo técnico estará encantado de ayudarle a determinar la configuración más adecuada para sus necesidades específicas. No obstante, realizar el experimento a escala de laboratorio mencionado anteriormente con su especie concreta de hongo puede resultar de gran valor para comprender los requisitos precisos del proceso. La imagen siguiente muestra un reactor de celda de flujo de gran tamaño con un homogeneizador ultrasónico UIP4000hdT para extraer betaglucanos procesando aproximadamente 50 a 200 litros de suspensión de hongos en disolvente por hora.

Concentración de betaglucanos determinada experimentalmente en distintas especies de hongos

A continuación encontrará una lista de las concentraciones de betaglucanos extraídos de diversas especies de hongos, determinadas experimentalmente.

Mushroom Species	Total 1,3-1,6-β-D-glucan (g/100g dry mass)
Boletus 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%

1,3-1,6-β-D-glucan content in the analyzed wild-growing and cultivated mushrooms, Source:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Quantitative Evaluation of 1,3-1,6-Β-D-Glucan Contents in Wild–Growing Species of Edible Polish Mushrooms. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.