Beetaglükaanide ekstraheerimine seentest ultraheli abil

Beetaglükaanide ekstraheerimine seentest laboratoorseks testimiseks või tootmiseks hõlmab seente hakkimise, jahvatamise või purustamise, ultraheliga toetatud ekstraheerimise ja beetaglükaanide sadestamise kombinatsiooni. Siin on lihtsustatud ülevaade beetaglükaani ekstraheerimise protsessist koos näidiskoguste ja -kaaludega laborimastaabis katse jaoks. Palun arvestage, et konkreetsed tingimused ja mõõtmised võivad sõltuda seene liigist ja nõutavast beetaglükaani puhtusest.

Materjalid ja seadmed

• Seened (nt 100 g hakitud või viilutatud seeni)
• Külm destilleeritud vesi (nt 500 mL)
• Blender või veski
• Klaasist keedupokaalid või kolvid
• Filterpaber või vaakumfiltreerimise seadistus
• Tsentrifuug (valikuline)
• Alkohol (nt etanool) sadestamiseks
• Külmik
• Kuivatusahi

Beetaglükaani ekstraheerimise protokoll

1. Jahvatage või purustage seened (nt Chaga või Lion’ Mane seen) jämedaks osakesteks suurusega ligikaudu 1 kuni 3 millimeetrit. Kasutage näiteks 100 g kuivatatud seeneosakesi.
2. Seejärel lisage seeneosakesed klaasist keedupokaali või kolbi.
3. Järgmisena lisage ekstraheeritavaid seeneosakesi sisaldavasse keedupokaali 500 mL destilleeritud vett. Vee ja seene suhe võib varieeruda olenevalt konkreetsest seeneliigist ja osakeste suurusest.
4. Pärast suspensiooni segamist töödelge segu ultraheliga (sonikeerimine) ultraheli laborihomogenisaatoriga (nt UP400St 22 mm sonotroodiga 100% amplituudil või UP200Ht 14 mm sonotroodiga 100% amplituudil) ning hoidke temperatuuri alla 90°C. Madalamad temperatuurid aitavad säilitada kuumustundlikke ühendeid, näiteks beetaglükaane, ekstraheerimise ajal. Sonikeerige ligikaudu 5 kuni 10 minutit UP400St kasutamisel ja 10 kuni … minutit UP200Ht kasutamisel, vastavalt. Palun arvestage, et temperatuur ja ekstraheerimisaeg võivad varieeruda olenevalt kasutatavast ultraheli võimsusest. Loomulikult nõuavad suuremad mahud pikemat ultraheli töötlusaega.
5. Filtreerige ultraheliga töödeldud segu läbi filterpaberi või kasutage vaakumfiltreerimise seadistust, et eraldada vedelik (mis sisaldab ekstraheeritud beetaglükaane) tahkest seentejäägist.
6. Seejärel sadestage beetaglükaanid vedelikust alkoholi (nt etanooli) lisamisega. Tavaliselt võib sadestamiseks kasutada 2–3 mahuosa alkoholi.
7. Pärast seda hoidke segu mitu tundi külmikus, et beetaglükaanid saaksid sadestuda.
8. Pärast sadestumist võite vedeliku ettevaatlikult ära kallata ja beetaglükaani sademe koguda.
9. Lõpuks kuivatage beetaglükaanid ahjus madalal temperatuuril (nt 40–50°C), kuni kogu alkohol on eemaldatud ja saate kuiva pulbri.

See video demonstreerib lõvilakk-korallnarmiku väga tõhusat ekstraheerimist Hielscher UP200Ht ultrahelihomogenisaatoriga.

Seened on oma omadustelt erinevad. Seetõttu võib beetaglükaani ekstraheerimise protsess erineda sõltuvalt teguritest nagu konkreetne seeneliik, seente seisund (kuivatatud või värske), osakeste suurus ja ekstraheerimistemperatuur. Ekstraheerimismenetluse optimeerimiseks kaaluge erinevate parameetritega katsetamist, sealhulgas tahke aine ja vedeliku suhete varieerimist, temperatuuride kohandamist, erinevate lahustite uurimist ning erinevate ultraheli töötluse kestuste ja amplituudi sätete testimist.

Ultraheliga toetatud ensümaatiline beetaglükaani ekstraheerimine

Ultraheliga toetatud ensümaatiline ekstraheerimine on meetod beetaglükaanide ekstraheerimiseks seentest, kasutades ensüümide ja ultraheli lainete kombinatsiooni. See protsess suurendab ekstraheerimise efektiivsust, lõhkudes seente rakuseinu ja hõlbustades beetaglükaanide vabanemist.

Beetaglükaani ekstraheerimise suurendamine seentest tööstuslikku mastaapi

Kui olete välja töötanud teie nõuetele vastava beetaglükaani ekstraheerimise protokolli, võib ekstraheerimisprotsessi mastaabi suurendamine olla lihtne ettevõtmine.

Perioodilise ekstraheerimise mastaabi suurendamine

Kui plaanite mastaapi suurendada perioodilise ekstraheerimise meetodiga, soovitame suurendada partii mahtu, hoides tahke aine ja vedeliku suhted ning kõik muud parameetrid konstantsena. Kui jätkate sama ultraheli homogenisaatori kasutamist, suurendage kindlasti proportsionaalselt ka ultraheli töötluse aega. Üle 1 liitri partiide puhul võiksite kaaluda aeglase segisti kasutamist, et hoida osakesed suspensioonis ja parandada ekstraheerimise ühtlust. Allpool olev pilt näitab 8-liitrist perioodilise ekstraheerimise seadistust, milles kasutatakse UP400St ultraheli homogenisaatorit koos laborisegistiga.

Seente voolu-ekstraheerimine

Neile, kes soovivad pidevalt ekstraheerida suuremaid koguseid beetaglükaane seentest, pakub Hielscher Ultrasonics botaanilise materjali ekstraheerimiseks mõeldud läbivoolukambriga reaktoreid. Kui see kehtib teie kohta, julgustame teid meiega otse ühendust võtma, et saada lisateavet. Meie tehnikameeskond aitab hea meelega määrata teie konkreetsetele vajadustele kõige sobivama seadistuse. Siiski võib eespool mainitud laborimastaabis katse läbiviimine teie konkreetse seeneliigiga olla hindamatu väärtusega täpsete protsessinõuete mõistmisel. Allpool olev pilt näitab suurt läbivoolukambriga reaktorit koos UIP4000hdT ultraheli homogenisaatoriga beetaglükaanide ekstraheerimiseks umbes 50 kuni 200 liitri seente ja lahusti suspensiooni töötlemiseks tunnis.

Seeneliikide empiirilised beetaglükaanide kontsentratsioonid

Allpool leiate loendi empiirilistest beetaglükaanide kontsentratsioonidest, mis on ekstraheeritud erinevatest seeneliikidest.

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.