¿Por qué un ultrasonicador de sonda es la mejor opción para la extracción de hongos?

¿Se pregunta por qué la extracción de hongos con un baño ultrasónico o una cubeta de limpieza ultrasónica no le proporciona el rendimiento de extracción deseado? Descubra aquí todo lo que necesita saber sobre las rígidas paredes celulares de los hongos que contienen quitina, la mejor técnica de extracción y los disolventes adecuados.

¿Por qué necesito fuerzas intensas para la extracción de hongos?

Todos los hongos comestibles tienen paredes celulares formadas por quitina, el mismo material que constituye los caparazones de los crustáceos y los exoesqueletos de los insectos. La quitina es un material muy resistente que confiere una elevada tenacidad a las células de los hongos. La pared celular forma una barrera que rodea los compartimentos intracelulares, donde se encuentran las moléculas bioactivas de los hongos. Entre las moléculas importantes de los hongos figuran los α- y β-glucanos, los polisacáridos, los terpenos, los antioxidantes, las vitaminas y los compuestos alucinógenos. Cada especie de hongo presenta un conjunto único de compuestos bioactivos. Para liberar estas sustancias beneficiosas para la salud de las células de los hongos, es necesario romper las paredes celulares. Debido a su contenido en quitina, la ruptura celular de los hongos es una tarea compleja que requiere ciertos conocimientos y equipos avanzados.

Ruptura de las paredes celulares de los hongos que contienen quitina mediante sonicación

Aunque la quitina es una excelente fuente de fibra, prebióticos y antioxidantes, el problema es que los seres humanos no tienen la capacidad de descomponerla. Esto también significa que, al consumir hongos crudos sin tratar, no se aprovechan muchos de sus compuestos bioactivos, ya que quedan atrapados en el interior de las células, protegidas por resistentes paredes celulares que contienen quitina.
La extracción ultrasónica hace que los compuestos bioactivos de los hongos sean biodisponibles, de modo que el cuerpo humano pueda absorber los nutrientes de forma rápida y completa. Además, los nutrientes beneficiosos se concentran en los extractos ultrasónicos de hongos, por lo que incluso pequeñas cantidades del extracto proporcionan los resultados beneficiosos para la salud deseados.

Ultrasonicación para la extracción de hongos

La ultrasonicación es un proceso en el que se utilizan ondas sonoras de alta frecuencia para generar burbujas de cavitación en un líquido. Cuando estas burbujas colapsan, generan intensas fuerzas de cizallamiento localizadas que pueden romper las células y liberar su contenido en el líquido.
En la extracción de hongos, la ultrasonicación puede utilizarse para romper sus paredes celulares y liberar sus compuestos bioactivos en un disolvente. Existen dos tipos de ultrasonicadores: de baño y de sonda.

¿Por qué mi baño ultrasónico ofrece malos resultados en la extracción de hongos?

Un ultrasonicador de baño es un dispositivo en el que la muestra se coloca en un recipiente lleno de disolvente y se aplican ondas ultrasónicas a todo el recipiente. Este método se considera bastante ineficaz, ya que el baño ultrasónico distribuye la energía ultrasónica de manera desigual y con baja intensidad. Como en un baño ultrasónico la muestra de hongos se somete a sonicación indirecta, los ultrasonidos no pueden penetrar profundamente en ella. Las ondas ultrasónicas deben atravesar las paredes del recipiente antes de alcanzar el material de los hongos. De este modo, las ondas ultrasónicas de la cubeta, cuya intensidad ya es baja, se atenúan aún más.

Estas mediciones UV-Vis muestran la notable diferencia de extracción entre una sonda ultrasónica y un baño ultrasónico. El ultrasonicador de sonda UP100H (curva negra) proporciona un rendimiento de extracción del hongo chaga significativamente mayor que el baño ultrasónico (curva roja).

Extracción con ultrasonidos intensos mediante una sonda ultrasónica

Por su parte, un ultrasonicador de sonda está equipado con una punta –denominada sonotode o sonda– que puede introducirse directamente en la muestra, lo que permite una aplicación más focalizada y localizada de la energía ultrasónica. Esto da lugar a una ruptura celular y una extracción de compuestos bioactivos significativamente más eficientes, especialmente en zonas densas o de difícil acceso de la muestra.
La aplicación focalizada y localizada de energía ultrasónica que proporciona el ultrasonicador de sonda garantiza que la quitina reciba suficiente energía para romperse.
Además, la sonda puede desplazarse por distintas zonas de la muestra, generando una macromezcla adicional que garantiza que todas las partes del hongo se sometan adecuadamente a sonicación. Esto es especialmente importante en hongos con paredes celulares gruesas o estructuras densas, en los que puede resultar difícil garantizar una extracción completa mediante otros métodos.

Sonda ultrasónica frente a baño ultrasónico para la extracción de hongos

En resumen, la alta intensidad de la sonicación con sonda es necesaria para descomponer la quitina de las paredes celulares de los hongos y liberar los compuestos bioactivos. La aplicación focalizada y localizada de energía ultrasónica que proporciona el ultrasonicador de sonda garantiza una sonicación adecuada de la quitina, lo que permite una extracción más eficiente y exhaustiva de los compuestos bioactivos de los hongos.
En general, se considera que un ultrasonicador de sonda es más eficiente para la extracción de hongos, ya que puede proporcionar una extracción más uniforme y exhaustiva de los compuestos bioactivos que un ultrasonicador de baño.
¡Descubra más sobre las diferencias entre el procesamiento ultrasónico con una sonda ultrasónica y con un baño ultrasónico!
 

¿Cuál es el disolvente ideal para la extracción ultrasónica de hongos?

La ultrasonicación como método de extracción es compatible con cualquier disolvente. Esto significa que, al elegir el disolvente adecuado, deben tenerse en cuenta la especie de hongo y los compuestos bioactivos que se desean extraer.
Los hongos contienen diversos compuestos bioactivos, como polisacáridos, beta-glucanos, triterpenoides, compuestos fenólicos y ergosterol, que han demostrado aportar distintos beneficios para la salud. Estos compuestos bioactivos pueden extraerse de los hongos utilizando diversos disolventes, cada uno con sus ventajas e inconvenientes. A continuación se presentan algunos de los disolventes que se utilizan habitualmente para extraer compuestos bioactivos de los hongos:

• Agua: El agua es un disolvente habitual para la extracción de compuestos bioactivos de los hongos. Los polisacáridos y los beta-glucanos son solubles en agua, lo que la convierte en un disolvente ideal para extraer estos compuestos. El agua también es un disolvente seguro y no tóxico, por lo que resulta ideal para productos alimentarios y medicinales.
• Etanol: El etanol es un disolvente polar que se utiliza habitualmente para extraer compuestos fenólicos y triterpenoides de los hongos. También puede utilizarse para extraer polisacáridos y beta-glucanos, aunque con un rendimiento inferior al del agua.
• Etanol acuoso: El etanol acuoso es una mezcla de agua y etanol. La proporción de agua y etanol puede ajustarse según las necesidades. El uso de etanol acuoso como disolvente presenta varias ventajas frente al uso de agua o etanol por separado. En primer lugar, la adición de etanol al agua puede mejorar la solubilidad de ciertos compuestos bioactivos que son poco solubles únicamente en agua, como algunos compuestos fenólicos y triterpenoides. En segundo lugar, el uso de etanol acuoso puede proporcionar mayores rendimientos de extracción que el agua o el etanol por separado, ya que permite extraer una gama más amplia de compuestos bioactivos.
  La elección de la concentración de etanol en el disolvente de etanol acuoso depende de la polaridad de los compuestos bioactivos que se extraen. Para extraer compuestos menos polares puede utilizarse una concentración de etanol más alta (70-100%), mientras que para extraer compuestos más polares puede utilizarse una concentración de etanol más baja (30-50%).
• Metanol: El metanol es otro disolvente polar que puede utilizarse para extraer compuestos fenólicos de los hongos. El metanol es tóxico, por lo que debe utilizarse con precaución. Se requiere un proceso de purificación avanzado para eliminar el metanol después de la extracción.
• Acetona: La acetona es un disolvente apolar que se utiliza habitualmente para extraer ergosterol de los hongos. La acetona es inflamable y tóxica, por lo que debe utilizarse con precaución.
• Hexano: El hexano es un disolvente apolar que puede utilizarse para extraer compuestos lipófilos de los hongos. El hexano es inflamable y tóxico, por lo que debe utilizarse con precaución.

La elección del disolvente para extraer compuestos bioactivos de los hongos depende del tipo de compuesto que se desea extraer y de la aplicación prevista. El agua y el etanol acuoso suelen ser los disolventes más seguros y más utilizados para la extracción de compuestos bioactivos de los hongos. Sin embargo, pueden utilizarse otros disolventes, como etanol, metanol, acetona y hexano, para aplicaciones específicas o cuando la extracción con agua no es suficiente. Es importante utilizar estos disolventes con precaución y seguir los procedimientos de seguridad adecuados.