Extracto de melena de león elaborado mediante ultrasonidos

Los extractos de la especie de hongo Hericium erinaceus, conocida como melena de león, se producen con la máxima eficiencia mediante ultrasonición. Los extractores ultrasónicos rompen rápidamente la matriz celular del hongo y permiten la extracción completa de los compuestos bioactivos del micelio y del cuerpo fructífero de la melena de león.

Extracción de melena de león asistida por ultrasonidos

Compuestos bioactivos de la melena de león: Hericium erinaceus, también conocido por los nombres comunes de melena de león, yamabushitake japonés, pompón, diente barbudo, erizo o cabeza de mono, es un hongo que se utiliza desde hace décadas en la medicina tradicional y con fines terapéuticos. La melena de león contiene numerosos compuestos bioactivos: polisacáridos, esteroles, glucoproteínas, terpenoides (p. ej., erinacinas), así como compuestos fenólicos y volátiles (p. ej., hericenonas). Estas sustancias son conocidas por sus efectos antioxidantes, antidiabéticos, anticancerígenos, antiinflamatorios, antimicrobianos, antihiperglucémicos e hipolipemiantes. La investigación científica ha demostrado que los compuestos de la melena de león pueden mejorar el desarrollo y la función neuronal y podrían proteger los nervios frente a daños. Por ello, actualmente se está evaluando su uso como tratamiento para la demencia.

Este vídeo demuestra la extracción altamente eficiente de hongos melena de león con el homogeneizador ultrasónico Hielscher UP200Ht. La extracción ultrasónica es la técnica perfecta para producir extractos de alta calidad y espectro completo que contienen polisacáridos como los betaglucanos, además de hericenonas y erinacinas.

Extracción ultrasónica de melena de león:
La extracción ultrasónica de melena de león es una técnica que aplica ultrasonidos de alta potencia para extraer compuestos bioactivos del cuerpo fructífero o del micelio del hongo melena de león (Hericium erinaceus). La melena de león es un hongo medicinal muy conocido que contiene diversos compuestos bioactivos beneficiosos para la salud, como polisacáridos, beta-glucanos, hericenonas, erinacinas y antioxidantes.
El proceso de extracción ultrasónica de hongos utiliza ultrasonicadores de sonda que generan una cavitación intensa en un medio líquido (como agua, etanol o metanol) que contiene el material fúngico. La cavitación ultrasónica generada provoca la ruptura de las paredes celulares del material fúngico y libera los compuestos bioactivos en el líquido / disolvente. Las ondas ultrasónicas también mejoran la transferencia de masa de los compuestos bioactivos del material fúngico al disolvente, lo que aumenta la eficiencia de extracción.
La extracción ultrasónica de hongos es una técnica de aislamiento muy eficiente y rápida que no requiere altas temperaturas ni sustancias químicas nocivas. Los compuestos bioactivos extraídos pueden utilizarse en diversas aplicaciones, como complementos alimenticios, alimentos funcionales y nutracéuticos. Además, el método de extracción ultrasónica de melena de león es respetuoso con el medio ambiente y sostenible, lo que lo convierte en una opción ideal para extraer compuestos bioactivos de fuentes naturales.

Estas ventajas hacen de la sonicación una excelente técnica de extracción para obtener extractos de hongos de alta calidad y explican por qué los ultrasonicadores de Hielscher se utilizan en laboratorios y en la industria de todo el mundo para producir extractos de hongos.

Protocolo de extracción ultrasónica de melena de león

Valu et al. (2020) demostraron un procedimiento de extracción muy eficiente para obtener y concentrar los productos bioactivos de la biomasa de H. erinaceus basado en los principios de la extracción ultrasónica. El equipo utilizado para la extracción fue un procesador ultrasónico de Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 vatios, 20 kHz) con el sonotrodo BS4d40 (40 mm de diámetro). Antes de los experimentos de extracción, se calibró el procesador ultrasónico para determinar el consumo neto de potencia. Durante el proceso de sonicación, este valor se restaba automáticamente del consumo bruto de energía, lo que permitía determinar la potencia neta suministrada al medio de extracción. Durante los experimentos, las muestras se colocaron en una bolsa con hielo y se mantuvieron bajo agitación magnética continua para conservar una temperatura baja. Una vez completada la extracción, las muestras se filtraron al vacío y después se centrifugaron (2500× g durante 5 min). Se utilizó un evaporador rotatorio para eliminar el agua y el alcohol de los sobrenadantes. Los residuos restantes de agua y alcohol de las muestras se sometieron a liofilización para obtener un extracto en polvo. Como alternativa, el disolvente puede eliminarse mediante un filtro de vacío y un evaporador rotatorio al vacío para obtener un concentrado de hongos.
 

 
Las condiciones optimizadas de extracción mediante ultrasonidos fueron las siguientes:

• ultrasonicador UIP1000hdT con sonotrodo BS4d40: 100% de amplitud, 100% de ciclo)
• Hericium erinaceus seco y molido
• disolvente: etanol acuoso al 80%
• relación disolvente–material: 1:30 (g/mL)
• tiempo de extracción: 45 min

El contenido total de compuestos fenólicos de este extracto optimizado de H. erinaceus fue de 23,2 mg GAE/g DM y, en el ensayo DPPH, la actividad antioxidante alcanzó una IC50 de 87,2 μg/mL.
El equipo de investigación demostró satisfactoriamente que la extracción ultrasónica favorece de forma eficiente el aislamiento de antioxidantes de Hericium erinaceus, en particular de polifenoles y flavonoides correlacionados con el diterpenoide erinacina A, conocido por su elevada actividad antioxidante.
(cf. Valu et al., 2020)

En este vídeo, mostramos la extracción ultrasónica de hongos chaga en agua fría. El Hielscher UP100H es un homogeneizador ultrasónico de 100 vatios. Esta sonda de 14mm – MS14 – es muy adecuada para la extracción de sustancias vegetales en pequeños lotes. Puede ajustar la intensidad con el mando de amplitud. En esta demostración de extracción utilizamos una intensidad del 100%.

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La melena de león es rica en quitina. Como todos los hongos, la melena de león contiene mucha quitina en sus paredes celulares. La quitina es un biopolímero resistente que confiere a las paredes celulares una gran rigidez y resistencia. Debido a su alto contenido en quitina, la melena de león no debe consumirse cruda, ya que la quitina es difícil de digerir 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 proporcionan los resultados de extracción deseados.
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En cambio, las sondas ultrasónicas generan localmente ondas ultrasónicas de alta intensidad y cavitación, que suministran 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 ello, los ultrasonicadores de sonda constituyen la técnica de extracción más eficiente para los hongos medicinales.
 
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Bibliografía / 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 de interés

Compuestos bioactivos de los hongos: micelio frente a cuerpo fructífero

Tanto los extractos de micelio como los de cuerpo fructífero pueden producirse mediante extracción ultrasónica y ambos ofrecen beneficios propios. La elección del más adecuado depende del uso concreto y de los resultados deseados.
Los extractos de micelio suelen ser menos costosos y más fáciles de producir en grandes cantidades que los extractos de cuerpo fructífero, lo que los hace más accesibles. El micelio también contiene numerosos compuestos beneficiosos, como polisacáridos, ergosterol y enzimas.
Por otra parte, los extractos de cuerpo fructífero contienen niveles más altos de beta-glucanos, triterpenoides y otros compuestos que se han relacionado con beneficios para la salud. Los cuerpos fructíferos también suelen presentar una mayor diversidad de compuestos y pueden ser más potentes en algunos casos.
En última instancia, la elección entre extractos de micelio y de cuerpo fructífero dependerá de la aplicación específica y de los efectos deseados. Si busca apoyo para el sistema inmunitario, por ejemplo, un extracto de micelio puede ser una buena opción debido a su alto contenido en polisacáridos. Si busca apoyo para la función cognitiva, un extracto de cuerpo fructífero puede ser una mejor elección debido a su alto contenido en triterpenoides. Cabe señalar también que los extractos de alta calidad obtenidos tanto del micelio como del cuerpo fructífero pueden ser eficaces y beneficiosos para diversos fines.

¿Cuál es el mejor método para extraer beta-glucanos de la melena de león?

La extracción ultrasónica con agua fría es la mejor técnica para liberar los compuestos hidrosolubles de los hongos, como los presentes en el cuerpo fructífero de la melena de león. La extracción ultrasónica con agua fría perfora y rompe las resistentes paredes celulares de los hongos para liberar de la matriz celular los compuestos bioactivos, como los β-glucanos. Al ser un proceso suave, la sonicación no daña los compuestos fitoquímicos y evita la degradación de todos los compuestos bioactivos beneficiosos para la salud, incluidos los beta-glucanos.

¿Qué ventajas ofrece un extracto de hongos?

El proceso de extracción, por ejemplo la extracción ultrasónica, libera de la matriz celular los compuestos bioactivos, como los beta-glucanos. Por ello, los extractos de hongos contienen mayores cantidades de compuestos bioactivos que el polvo de hongos molidos. La fracción principal de los β-glucanos, que son polímeros de alto peso molecular, es soluble en agua. Por este motivo, la extracción ultrasónica con agua fría no solo es una forma de extracción saludable y respetuosa con el medio ambiente, sino que libera de manera eficiente los β-glucanos de las células de los hongos al agua. El extracto permite producir productos terapéuticos y complementos alimenticios que contienen una cantidad constante de moléculas bioactivas en cada dosis.

Compuestos bioactivos de la melena de león

Entre los metabolitos bioactivos de gran importancia y ampliamente estudiados también se encuentran las erinacinas (A-I), un grupo de diterpenoides de tipo ciatina extraídos del micelio de Hericium erinaceus, también conocido como 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 descrito que inducen la síntesis del factor de crecimiento nervioso (NGF), tanto in vitro como in vivo. Sin embargo, este hongo medicinal también presenta propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, anticancerígenas, inmunoestimulantes, antidiabéticas, antimicrobianas, hipolipemiantes y antihiperglucémicas, aunque su uso más frecuente es el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y del deterioro cognitivo.
Se ha demostrado que la erinacina A, el principal representante del grupo de las erinacinas, ejerce un efecto protector eficaz frente a la enfermedad de Parkinson. En un modelo murino de enfermedad de Parkinson inducida por 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP), la erinacina A redujo la pérdida de células dopaminérgicas inducida por MPTP, la muerte celular apoptótica inducida por el estrés oxidativo y los niveles de glutatión, nitrotirosina y 4-hidroxi-2-nonenal (4-HNE); también revirtió los déficits motores asociados a MPTP y redujo el daño debido a la citotoxicidad y la apoptosis de las células neuronales inducidas por 1-metil-4-fenilpiridinio (MPP), mediante una activación sostenida por el estrés del retículo endoplasmático (ER) de las vías IRE1α/TRAF2, JNK1/2 y p38 MAPK, la expresión de la proteína homóloga de C/EBP (CHOP), IKB-β y NF-κB, así como de Fas y Bax. También se observó que este metabolito era eficaz frente al ictus isquémico, según un estudio en ratas en el que se observó una reducción de la apoptosis neuronal y del tamaño de la cavidad producida por el ictus en el cerebro al actuar sobre las vías iNOS/especies reactivas de nitrógeno (RNS) y proteína cinasa activada por mitógenos p38 (MAPK)/proteína homóloga de la proteína de unión al potenciador CCAAT (CHOP).
También se describió una actividad antitumoral significativa de la erinacina A en células humanas de cáncer gástrico TSGH 9201, en las que indujo una apoptosis significativa asociada a un aumento de la fosforilación de las vías de la cinasa de adhesión focal/proteína cinasa FAK/Akt/p70S6K y de la cinasa de serina/treonina PAK-1. También provocó un aumento de la citotoxicidad y de la generación de ROS, la reducción de la invasividad y activación de caspasas, así como 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 humanas de cáncer de colon (DLD-1 y HCT-116) como in vivo en un modelo murino que permitió aclarar mejor sus mecanismos. Los efectos del tratamiento incluyeron la estimulación de las vías de activación de la apoptosis extrínseca (TNFR, Fas, FasL, caspasas), la supresión de la expresión de las moléculas antiapoptóticas Bcl-2 y Bcl-XL, y la fosforilación de la cinasa N-terminal de Jun JNK1/2, que responde a estímulos de estrés, de NF-κB p50 y de p330. También se demostró que el aumento de la expresión de moléculas receptoras de muerte a través de la vía JNK MAPK/p300/NF-κB está mediado 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 contra la neuroinflamación y sus acciones neuroprotectoras, que podrían lograrse mediante un mecanismo de inhibición de la expresión de IκB, p-IκBα (implicada en la cascada de transducción de señales de NF-κB en etapas anteriores) y de la proteína sintasa inducible de óxido nítrico (iNOS), y de activación de la vía Nrf2/HO-1 de protección frente al estrés. El tratamiento de células microgliales humanas BV2 con inflamación inducida por LPS dio lugar a una reducción de los niveles de óxido nítrico (NO), IL-6, TNF-α e iNOS, a la inhibición de la expresión de NF-κB, y a la fosforilación de las proteínas IκBα (p-IκBα), así como a la inhibición de la proteína 1 asociada a ECH de tipo Kelch (Keap1), y a un aumento del factor de transcripción nuclear relacionado con el factor eritroide 2 (Nrf2) y de la expresión de la proteína hemo oxigenasa-1 (HO-1).
(extracto de Venturella et al., 2021)