Extracto de melena de león elaborado con ultrasonidos
Los extractos de la especie fúngica Hericium erinaceus, conocida como seta melena de león, se obtienen con mayor eficacia mediante ultrasonidos. Los extractores ultrasónicos rompen rápidamente la matriz celular del hongo y permiten la extracción completa de los compuestos bioactivos del micelio y el cuerpo fructífero de la melena de león.
Extracción de setas de melena de león asistida por ultrasonidos
Compuestos bioactivos de la melena de león: El Hericium erinaceus, también conocido con los nombres comunes de melena de león, yamabushitake japonés, pom pom, diente de barba, erizo u hongo cabeza de mono, es un hongo que se utiliza desde hace décadas como medicina tradicional y terapéutica. La melena de león contiene muchos compuestos bioactivos polisacáridos, esteroles, glicoproteínas, terpenoides (por ejemplo, erinacinas), así como compuestos fenólicos y volátiles (por ejemplo, hericenonas). Estas sustancias son conocidas por sus efectos antioxidantes, antidiabéticos, anticancerígenos, antiinflamatorios, antimicrobianos, antihiperglucémicos e hipolipidémicos. Las investigaciones científicas han demostrado que los compuestos de la melena de león pueden mejorar el desarrollo y la función neuronales y podrían proteger los nervios de posibles daños. Por ello, actualmente se está probando como terapéutica para la demencia.
Extracción ultrasónica de melena de león con el ultrasonicador UP200Ht: mayor rendimiento, extracto de espectro completo.
La extracción ultrasónica de melena de león es una técnica que aplica ultrasonidos de alta potencia para extraer compuestos bioactivos del cuerpo fructífero o micelio del hongo melena de león (Hericium erinaceus). El hongo melena de león es una seta medicinal muy conocida que contiene diversos compuestos bioactivos beneficiosos para la salud, como polisacáridos, betaglucanos, hericenonas, erinacinas y antioxidantes.
El proceso de extracción de setas por ultrasonidos implica el uso de ultrasonidos de tipo sonda que crean una cavitación intensa en un medio líquido (como agua, etanol o metanol) que contiene el material de la seta. La cavitación ultrasónica generada provoca la ruptura de las paredes celulares del material del hongo, liberando los compuestos bioactivos en el líquido / disolvente. Las ondas ultrasónicas también mejoran la transferencia de masa de los compuestos bioactivos del material del hongo al disolvente, lo que aumenta la eficacia de la extracción.
La extracción ultrasónica de hongos es una técnica de aislamiento muy eficaz y rápida que no requiere altas temperaturas ni productos químicos nocivos. Los compuestos bioactivos extraídos pueden utilizarse para diversas aplicaciones, como suplementos dietéticos, alimentos funcionales y nutracéuticos. Además, el método de extracción de melena de león por ultrasonidos es respetuoso con el medio ambiente y sostenible, lo que lo convierte en una opción ideal para extraer compuestos bioactivos de fuentes naturales.
- elevada eficiencia
- efectos de extracción puramente mecánicos, lo que hace que la extracción sea suave
- funcionamiento sencillo
- tiempo de procesamiento muy corto
- ahorro de energía
Estas ventajas hacen de la sonicación una técnica de extracción excelente para extractos de hongos de alta calidad y son la razón por la que los ultrasonicadores de Hielscher se utilizan en todo el mundo en laboratorios y en la industria para la producción de extractos de hongos.
Medición UV-Vis de extracto de melena de león aislado por ultrasonidos utilizando la sonda ultrasónica UP200Ht.
Protocolo de extracción ultrasónica de la melena de león
Valu et al. (2020) demostraron un procedimiento de extracción muy eficaz para obtener y concentrar los productos bioactivos de la biomasa de H. erinaceus basado en los principios de la extracción por ultrasonidos. El dispositivo utilizado para la extracción fue un procesador ultrasónico Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 Watts, 20 kHz) con sonotrodo BS4d40 (40 mm de diámetro). Antes de los experimentos de extracción, se calibró el procesador ultrasónico para determinar el consumo neto de energía. Durante el proceso de sonicación, este valor se dedujo automáticamente del consumo bruto de energía, lo que permitió hallar la potencia neta suministrada al medio de extracción. Durante los experimentos, las muestras se colocaron en una bolsa de hielo con agitación magnética continua para mantener una temperatura baja de la muestra. Una vez finalizada la extracción, las muestras se filtraron al vacío y se centrifugaron (2500× g durante 5 min). Se utilizó un evaporador rotatorio para eliminar el agua y el alcohol de los sobrenadantes. Los restos de agua y alcohol de las muestras se sometieron a liofilización para obtener un extracto en polvo. Alternativamente, se puede eliminar el disolvente utilizando un filtro de vacío y un evaporador rotativo de vacío para obtener un concentrado de hongos.
Extracción ultrasónica de erinacina A y polifenoles con actividad antioxidante de la biomasa fúngica de Hericium erinaceus
(estudio y gráfico: ©Valu et al. 2020)
Las condiciones de extracción optimizadas mediante ultrasonidos fueron las siguientes:
- Ultrasonicador UIP1000hdT con sonotrodo BS4d40: 100% amplitud, 100% ciclo)
- seco, molido Hericium erinaceus
- disolvente: Etanol acuoso al 80
- relación disolvente-material: 1:30 (g/mL)
- tiempo de extracción: 45 min
El contenido total de fenoles en este extracto optimizado de H. erinaceus fue de 23,2 mg GAE/g MS, y en el ensayo DPPH, la actividad antioxidante alcanzó un IC50 de 87,2 μg/mL.
El equipo de investigación demostró con éxito que la extracción ultrasónica impulsa eficazmente el aislamiento de antioxidantes en Hericium erinaceus, en particular polifenoles y flavonoides correlacionados con el diterpenoide erinacina A, conocido por su elevada actividad antioxidante.
(cf. Valu et al., 2020)
Extractor ultrasónico UIP1000hdT con agitador para la extracción de compuestos bioactivos de las setas.
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La melena de león es rica en quitina. Como todas las setas, la melena de león tiene mucha quitina en sus paredes celulares. La quitina es un biopolímero resistente que confiere a las paredes celulares una gran rigidez y fuerza. Debido a su alto contenido en quitina, la melena de león no debe comerse cruda, ya que la quitina es difícilmente digerible y puede causar molestias gástricas.
Para romper las paredes celulares de la melena de león y extraer los compuestos bioactivos intracelulares se requieren fuerzas intensas. Por ello, los baños ultrasónicos o las cubas de limpieza no dan los resultados de extracción deseados.
Más información sobre la comparación de eficacia entre un ultrasonidos con sonda y un baño de ultrasonidos.
En cambio, las sondas ultrasónicas crean localmente ondas ultrasónicas de alta intensidad y cavitación, que proporcionan la energía necesaria para romper las paredes celulares de los hongos que contienen quitina. Además, la sonicación con sonda es un método de extracción no térmico que evita la degradación térmica de los compuestos bioactivos por el calor. Por lo tanto, los ultrasonicadores tipo sonda son la técnica de extracción más eficaz para la extracción de hongos medicinales.
Pregúntenos por el ultrasonido con sonda adecuado para la extracción de sus setas.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min. | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min. | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 a 10L | 0.1 a 2L/min | UIP1000hdT |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000hdT |
| 15 a 150L | De 3 a 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | mayor | Grupo de UIP16000 |
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Literatura / Referencias
- Valu, Mihai-Vlad; Liliana Cristina Soare; Nicoleta Anca Sutan; Catalin Ducu; Sorin Moga; Lucian Hritcu; Razvan Stefan Boiangiu; Simone Carradori (2020): Optimization of Ultrasonic Extraction to Obtain Erinacine A and Polyphenols with Antioxidant Activity from the Fungal Biomass of Hericium erinaceus. Foods 9, No. 12, 2020.
- Valu, M.-V.; Soare,L.C.; Ducu, C.; Moga, S.; Negrea, D.; Vamanu, E.; Balseanu, T.-A.; Carradori, S.; Hritcu, L.; Boiangiu, R.S. (2021): Hericium erinaceus (Bull.) Pers. Ethanolic Extract with Antioxidant Properties on Scopolamine-Induced Memory Deficits in a Zebrafish Model of Cognitive Impairment. Journal of Fungi 2021, 7, 477.
- Venturella, G.; Ferraro, V.; Cirlincione, F.; Gargano, M. L. (2021): Medicinal Mushrooms: Bioactive Compounds, Use, and Clinical Trials. International Journal of Molecular Sciences, 22(2), 634.
- Picture of Hericium By Jim Champion / Hericium erinaceum on an old tree in Shave Wood, New Forest / CC BY-SA 2.0
Información interesante
Compuestos bioactivos de micelio y cuerpo fructífero de hongos
Tanto los extractos de micelio como los de cuerpos fructíferos pueden producirse con extracción ultrasónica y ambos tienen sus propias ventajas. Cuál es mejor depende del caso de uso específico y de los resultados deseados.
Los extractos de micelio suelen ser menos caros y más fáciles de producir en grandes cantidades que los extractos de cuerpos fructíferos, lo que los hace más accesibles. El micelio también contiene muchos compuestos beneficiosos, como polisacáridos, ergosterol y enzimas.
Por otra parte, los extractos de cuerpos fructíferos contienen niveles más altos de betaglucanos, triterpenoides y otros compuestos que se han relacionado con beneficios para la salud. Los cuerpos fructíferos también tienden a tener una gama más diversa de compuestos y pueden ser más potentes en algunos casos.
En última instancia, la elección entre extractos de micelio y de cuerpos fructíferos dependerá de la aplicación específica y de los efectos deseados. Por ejemplo, si busca un apoyo inmunológico, un extracto de micelio puede ser una buena opción debido a su alto contenido en polisacáridos. Si busca apoyo cognitivo, un extracto de cuerpo fructífero puede ser una mejor opción debido a su alto contenido en triterpenoides. También vale la pena señalar que los extractos de alta calidad tanto de micelio como de cuerpo fructífero pueden ser eficaces y beneficiosos para una variedad de propósitos.
¿Cuál es el mejor método de extracción de los betaglucanos de la melena de león?
La extracción ultrasónica con agua fría es la mejor técnica para liberar los compuestos hidrosolubles de las setas, como el cuerpo fructífero de la melena de león. La extracción ultrasónica con agua fría perfora y rompe las resistentes paredes celulares de las setas para liberar de la matriz celular los compuestos bioactivos, como los β-glucanos. Como la sonicación es un proceso suave, no daña los fitoquímicos y evita la degradación de todos los compuestos bioactivos beneficiosos para la salud, incluidos los betaglucanos.
¿Cuáles son las ventajas de un extracto de seta?
El proceso de extracción, por ejemplo la extracción por ultrasonidos, libera los compuestos bioactivos, como los betaglucanos, de la matriz celular. Por lo tanto, los extractos de setas contienen mayores cantidades de compuestos bioactivos en comparación con el polvo de setas molido. La fracción principal de β-glucanos, que son polímeros de alto peso molecular, son solubles en agua. Por eso, la extracción con agua fría por ultrasonidos no sólo es una forma de extracción saludable y respetuosa con el medio ambiente, sino que libera eficazmente los β-glucanos de las células del hongo en el agua. Con el extracto, es posible producir productos terapéuticos y suplementos dietéticos que contienen una cantidad constante de moléculas bioactivas en cada dosis.
Compuestos bioactivos de la melena de león
Otros metabolitos bioactivos muy importantes y bien estudiados son las erinacinas (A-I), un grupo de diterpenoides ciatínicos extraídos del micelio del Hericium erinaceus o melena de león o yamabushitake, y las hericenonas (C-H), derivados del alcohol bencílico extraídos del cuerpo fructífero. Ambos grupos de compuestos pueden atravesar fácilmente la barrera hematoencefálica y han demostrado efectos neurotrópicos y neuroprotectores. Se ha informado de que inducen la síntesis del factor de crecimiento nervioso (NGF), tanto in vitro como in vivo. Sin embargo, este hongo medicinal también tiene propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, anticancerígenas, inmunoestimulantes, antidiabéticas, antimicrobianas, hipolipidémicas y antihiperglucémicas, aunque su uso más frecuente es para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y deterioro cognitivo.
La erinacina A, principal representante del grupo de la erinacina, ha demostrado tener un eficaz efecto protector contra la enfermedad de Parkinson. En un modelo de ratón de la enfermedad de Parkinson con 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP), la erinacina A produjo una reducción de la pérdida de células dopaminérgicas inducida por MPTP, de la muerte celular apoptótica inducida por estrés oxidativo y de los niveles de glutatión, nitrotirosina y 4-hidroxi-2-nonenal (4-HNE); También revirtió los déficits motores asociados al MPTP y redujo el deterioro de la citotoxicidad y la apoptosis de las células neuronales inducida por 1-metil-4-fenilpiridinio (MPP), a través de una activación de las vías IRE1α/TRAF2, JNK1/2 y p38 MAPK, la expresión de la proteína homóloga C/EBP (CHOP), IKB-β y NF-κB, así como de Fas y Bax. Este metabolito también resultó ser eficaz contra el ictus isquémico, según se informó en un estudio realizado en ratas en el que se observó la reducción de la apoptosis neuronal, así como del tamaño de la cavidad del ictus en el cerebro al actuar sobre las vías iNOS/especies reactivas del nitrógeno (RNS) y p38 proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK)/proteína homóloga de la proteína de unión al potenciador C/EBP (CHOP).
También se informó de que la erinacina A tenía una importante actividad antitumoral en células humanas de cáncer gástrico TSGH 9201, en las que inducía una apoptosis significativa asociada a un aumento de la fosforilación de las vías de la quinasa de adhesión focal/proteína quinasa FAK/Akt/p70S6K y de la serina/treonina quinasa PAK-1. También provocaba un aumento de la citotoxicidad y la generación de ROS, la reducción de la invasividad y la activación de caspasas, y la expresión del receptor de necrosis tumoral TRAIL. También produjo un aumento de la citotoxicidad y la generación de ROS, la reducción de la invasividad y la activación de caspasas, y la expresión del receptor de necrosis tumoral TRAIL. La potente acción antitumoral de este metabolito fue confirmada posteriormente por un estudio reciente tanto in vitro en dos líneas celulares de cáncer de colon humano (DLD-1 y HCT-116) como in vivo en un modelo de ratón que aclaró aún más sus mecanismos. Los efectos del tratamiento incluyeron la estimulación de las vías extrínsecas de activación de la apoptosis (TNFR, Fas, FasL, caspasas), la supresión de la expresión de las moléculas antiapoptóticas Bcl-2 y Bcl-XL, y la fosforilación de la quinasa Jun N-terminal JNK1/2, que responde a estímulos de estrés, NF-κB p50 y p330. También se demostró que la regulación al alza de las moléculas receptoras de muerte a través de la vía JNK MAPK/p300/NF-κB está mediada por la modificación de la histona H3K9K14ac; los resultados del ensayo in vivo revelaron, de hecho, un aumento de los niveles de histona H3K9K14ac, así como de la acetilación de histonas en los promotores de Fas, FasL y TNFR.
Otra erinacina, la erinacina C, es conocida por sus acciones antineuroinflamatorias y neuroprotectoras, que podrían lograrse a través de un mecanismo de inhibición de IκB, p-IκBα (implicado en la cascada de transducción de señales NF-κB aguas arriba), y la expresión de la proteína óxido nítrico sintasa inducible (iNOS), y la activación de la vía Nrf2/HO-1 protectora del estrés. El tratamiento de células microgliales BV2 humanas con inflamación inducida por LPS produjo una reducción de los niveles de óxido nítrico (NO), IL-6, TNF-α e iNOS, la inhibición de la expresión de NF-κB y la fosforilación de las proteínas IκBα (p-IκBα), así como la inhibición de la proteína 1 asociada a Kelch-like ECH (Keap1), y el aumento del factor de transcripción nuclear eritroide 2-related factor (Nrf2) y de la expresión de la proteína hemo oxigenasa-1 (HO-1).
(extracto de Venturella et al., 2021)
Extractor ultrasónico UP100H para el aislamiento de polisacáridos del hongo chaga (Inonotus obliquus).
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.