Ussikarva-seeneekstrakt, mis on valmistatud ultraheli abil

Ussikarva-seene (Hericium erinaceus), tuntud ka kui lõvilakk-seen, ekstrakte toodetakse kõige tõhusamalt ultraheli töötluse abil. Ultraheli ekstraktorid purustavad seenerakkude maatriksi kiiresti ja võimaldavad bioaktiivsete ühendite täielikku ekstraheerimist lõvilakk-seene mütseelist ja viljakehast.

Ultraheli abil toimuv lõvilakk-seene ekstraheerimine

Lõvilakk-seene bioaktiivsed ühendid: Hericium erinaceus, tuntud ka lõvilaka, Jaapani yamabushitake, pom-pom-seene, habemhamba, siilseene või ahvipea-seene nime all, on seen, mida on kasutatud aastakümneid traditsioonilise ravimina ja ravivahendina. Lõvilakk-seen sisaldab paljusid bioaktiivseid ühendeid: polüsahhariide, steroole, glükoproteiine, terpenoide (nt erinatsiinid) ning fenoolseid ja lenduvaid ühendeid (nt hertsenoonid). Neid aineid tuntakse antioksüdatiivse, diabeedivastase, vähivastase, põletikuvastase, antimikroobse, hüperglükeemiavastase ja lipiidide taset langetava toime poolest. Teadusuuringud on näidanud, et lõvilakk-seene ühendid võivad parandada neuronite arengut ja talitlust ning võivad kaitsta närve kahjustumise eest. Seetõttu testitakse seda praegu dementsuse raviks.

See video demonstreerib lõvilakk-korallnarmiku väga tõhusat ekstraheerimist Hielscher UP200Ht ultrahelihomogenisaatoriga. Ultraheliekstraktsioon on ideaalne meetod kvaliteetsete täisspektriga ekstraktide valmistamiseks, mis sisaldavad polüsahhariide, näiteks beetaglükaane, ning heritsenoone ja erinatsiine.

Lõvilakk-seene ekstraheerimine ultrahelil:
Lõvilakk-seene ultraheliekstraktsioon on meetod, mis kasutab suure võimsusega ultraheli bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks lõvilakk-seene (Hericium erinaceus) viljakehast või mütseelist. Lõvilakk-seen on tuntud ravimseen ning see sisaldab mitmesuguseid tervist edendavaid bioaktiivseid ühendeid, näiteks polüsahhariide, beetaglükaane, hertsenoone, erinatsiine ja antioksüdante.
Ultraheliga seeneekstraktsiooni protsessis kasutatakse nõeltüüpi ultraheli seadmeid (sonikaatoreid), mis tekitavad seenematerjali sisaldavas vedelas keskkonnas (näiteks vees, etanoolis või metanoolis) intensiivset kavitatsiooni. Tekkiv ultraheli kavitatsioon põhjustab seenematerjali rakuseinte lagunemise, vabastades bioaktiivsed ühendid vedelikku / lahustisse. Ultrahelilained parandavad ka bioaktiivsete ühendite massiülekannet seenematerjalist lahustisse, mis suurendab ekstraktsiooni tõhusust.
Ultraheliga seeneekstraktsioon on väga tõhus ja kiire isoleerimismeetod, mis ei nõua kõrgeid temperatuure ega kahjulikke kemikaale. Ekstraheeritud bioaktiivseid ühendeid saab kasutada mitmesugustes rakendustes, näiteks toidulisandites, funktsionaalsetes toitudes ja nutraseutikumides. Lisaks on lõvilakk-seene ultraheliekstraktsiooni meetod keskkonnasõbralik ja jätkusuutlik, mistõttu on see ideaalne valik bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks looduslikest allikatest.

Need eelised teevad ultraheli töötlusest (sonikeerimisest) suurepärase ekstraktsioonimeetodi kvaliteetsete seeneekstraktide jaoks ning on põhjus, miks Hielscheri ultraheli seadmeid (sonikaatoreid) kasutatakse kogu maailmas laborites ja tööstuses seeneekstraktide tootmiseks.

Lõvilakk-seene ultraheliekstraktsiooni protokoll

Valu et al. (2020) demonstreerisid väga tõhusa ekstraheerimismeetodi H. erinaceus’e biomassi bioaktiivsete saaduste saamiseks ja kontsentreerimiseks, mis põhineb ultrahelilise ekstraheerimise põhimõtetel. Ekstraheerimiseks kasutatud seade oli Hielscheri ultraheliprotsessor (Hielscher UIP1000hdT, 1000 vatti, 20 kHz) sonotroodiga BS4d40 (läbimõõt 40 mm). Enne ekstraheerimiskatseid kalibreeriti ultraheliprotsessor netovõimsustarbe määramiseks. Ultraheli töötlemise (sonikeerimise) ajal lahutati see väärtus automaatselt brutoenergiatarbest, mis võimaldas leida ekstraheerimiskeskkonda edastatud netovõimsuse. Katsete ajal asetati proovid jääkotti pideva magnetsegamisega, et hoida proovi temperatuur madal. Pärast ekstraheerimise lõppu proovid vaakumfiltriti ja seejärel tsentrifuugiti (2500× g 5 min). Supernatantidest vee ja alkoholi eemaldamiseks kasutati rotatsioonaurustit. Proovide allesjäänud vee- ja alkoholijäägid allutati lüofiliseerimisele, et saada pulbriline ekstrakt. Teise võimalusena saab lahusti eemaldada vaakumfiltri ja rotatsioonvaakumaurusti abil, et saada seenekontsentraat.

Ultraheli abil optimeeritud ekstraheerimistingimused olid järgmised:

• ultraheli homogenisaator UIP1000hdT sonotroodiga BS4d40: 100% amplituud, 100% tsükkel)
• kuivatatud, jahvatatud Hericium erinaceus
• lahusti: 80% vesi-etanool
• lahusti–materjali suhe: 1:30 (g/mL)
• ekstraheerimisaeg: 45 min

Fenoolsete ühendite kogusisaldus selles optimeeritud H. erinaceus’e ekstraktis oli 23,2 mg GAE/g DM ning DPPH-testis saavutas antioksüdantne aktiivsus IC50 väärtuse 87,2 μg/mL.
Uurimisrühm näitas edukalt, et ultraheliline ekstraheerimine soodustab tõhusalt antioksüdantide eraldamist Hericium erinaceus’est, eriti polüfenoolide ja flavonoidide, mis korreleeruvad diterpenoidse erinatsiin A-ga, mis on tuntud oma kõrge antioksüdantse aktiivsuse poolest.
(vrd Valu et al., 2020)

Selles videos näitame musta pässiku ultraheliekstraktsiooni külma veega. Hielscher UP100H on 100 vati võimsusega ultrahelihomogenisaator. See 14mm sond – MS14 – sobib väga hästi väikeste taimse materjali partiide ekstraheerimiseks. Intensiivsust saab reguleerida amplituudinupuga. Selles ekstraheerimisnäites kasutame 100% intensiivsust.

Leidke ideaalne ultraheli homogenisaator siili-lehtsarvik-seene ekstraheerimiseks!

Siili-torbikseen on rikas kitiini poolest. Nagu kõigil seentel, on ka siili-torbikseene rakuseintes palju kitiini. Kitiin on tugev biopolümeer, mis annab rakuseintele suure jäikuse ja tugevuse. Kõrge kitiinisisalduse tõttu ei tohiks siili-torbikseent süüa toorelt, kuna kitiin on raskesti seeditav ja võib põhjustada maoärritust.
Siili-torbikseene rakuseinte lõhkumiseks ja rakusiseste bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks on vaja intensiivseid jõude. Seetõttu ei anna ultraheli vannid ega puhastusvannid soovitud ekstraheerimistulemusi.
Lugege lähemalt sondtüüpi ultraheli homogenisaatori ja ultraheli vanni tõhususe võrdluse kohta!
Seevastu ultrahelisondid tekitavad lokaalselt suure intensiivsusega ultrahelilaineid ja kavitatsiooni, mis annavad vajaliku energia seente kitiini sisaldavate rakuseinte lõhkumiseks. Lisaks on sondtüüpi ultraheli töötlus (sonikeerimine) mittetermiline ekstraheerimismeetod, mis hoiab ära bioaktiivsete ühendite termilise lagunemise kuumuse toimel. Seetõttu on sondtüüpi ultraheli homogenisaatorid kõige tõhusam ekstraheerimistehnika ravimseente ekstraheerimiseks.

Küsige meilt oma seente ekstraheerimiseks sobivat sondtüüpi ultraheli homogenisaatorit!

Alljärgnev tabel annab ülevaate meie ultraheli homogenisaatorite ligikaudsest töötlemismahust:

Võtke meiega kohe ühendust ja saage rohkem teavet ultraheli homogenisaatorite kohta seenteekstraktsiooniks! Meie pikaajalise kogemusega ja hästi koolitatud töötajad soovitavad teile heameelega sobivaima ultraheli ekstraktori teie seenteekstraktsiooni protsessiks!

---

---

Kirjandus / viited

• 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

Teadmist väärt fakte

Bioaktiivsed seeneühendid mütseelist vs viljakehast

Nii mütseeli kui ka viljakeha ekstrakte saab toota ultraheliekstraktsiooniga ning mõlemal on omad ainulaadsed eelised. Kumb on parem, sõltub konkreetsest kasutusjuhust ja soovitud tulemustest.
Mütseeliekstraktid on üldiselt odavamad ja neid on lihtsam suurtes kogustes toota kui viljakehaekstrakte, mistõttu on need kättesaadavamad. Mütseel sisaldab samuti palju kasulikke ühendeid, näiteks polüsahhariide, ergosterooli ja ensüüme.
Teisest küljest sisaldavad viljakehaekstraktid rohkem beeta-glükaane, triterpenoide ja muid ühendeid, mida on seostatud tervisega seotud eelistega. Viljakehadel on ka kalduvus sisaldada mitmekesisemat ühendite valikut ning need võivad mõnel juhul olla toimelt tugevamad.
Lõppkokkuvõttes sõltub valik mütseeli- ja viljakehaekstraktide vahel konkreetsest rakendusest ja soovitud toimest. Kui otsite näiteks immuuntoetust, võib mütseeliekstrakt olla hea valik tänu oma kõrgele polüsahhariidide sisaldusele. Kui otsite kognitiivset toetust, võib viljakehaekstrakt olla parem valik tänu oma kõrgele triterpenoidide sisaldusele. Väärib märkimist ka seda, et kvaliteetsed ekstraktid nii mütseeli- kui ka viljakehaallikatest võivad olla tõhusad ja kasulikud mitmesugustel eesmärkidel.

Milline on parim ekstraktsioonimeetod beeta-glükaanide eraldamiseks siili-karvikust (lion’s mane)?

Ultraheli külmaveeekstraktsioon on parim meetod seentest, näiteks siili-karviku (Lion’s Mane) viljakehast vees lahustuvate ühendite vabastamiseks. Ultraheli külmaveeekstraktsioon perforeerib ja lõhub seente tugevad rakuseinad, et vabastada rakumaatriksist bioaktiivsed ühendid, näiteks β-glükaanid. Kuna ultraheli töötlus (sonikeerimine) on õrn protsess, ei kahjusta see fütokemikaale ning hoiab ära kõigi tervist toetavate bioaktiivsete ühendite, sealhulgas beeta-glükaanide, lagunemise.

Millised on seeneekstrakti eelised?

Ekstraktsiooniprotsess, nt ultraheliekstraktsioon, vabastab rakumaatriksist bioaktiivsed ühendid, näiteks beeta-glükaanid. Seetõttu sisaldavad seeneekstraktid rohkem bioaktiivseid ühendeid kui jahvatatud seenepulber. β-glükaanide põhifraktsioon, mis on suure molekulmassiga polümeerid, lahustub vees. Seepärast on ultraheli külmaveeekstraktsioon mitte ainult tervislik ja keskkonnasõbralik ekstraktsioonimeetod, vaid see vabastab β-glükaanid seenerakkudest tõhusalt vette. Ekstrakti abil on võimalik toota ravimeid ja toidulisandeid, mis sisaldavad igas annuses püsivat kogust bioaktiivseid molekule.

Bioaktiivsed ühendid siili-karvikus (lion’s mane)

Väga olulised ja hästi uuritud bioaktiivsed metaboliidid hõlmavad ka erinatsiine (A-I), tsüatiin-diterpenoidide rühma, mis ekstraheeritakse Hericium erinaceus’e ehk lõvilehvik-seene ehk yamabushitake mütseelist, ning hertsenoone (C-H), bensüülalkoholi derivaate, mis ekstraheeritakse viljakehast. Mõlemad ühendirühmad läbivad kergesti hematoentsefaalbarjääri ning on näidanud neurotroopseid ja neuroprotektiivseid toimeid. Nende kohta on teatatud, et need indutseerivad närvikasvufaktori (NGF) sünteesi nii in vitro kui ka in vivo. Sellel ravimseenel on aga ka antioksüdatiivsed, põletikuvastased, vähivastased, immunostimuleerivad, diabeedivastased, antimikroobsed, hüpolipideemilised ja hüperglükeemiavastased omadused, kuigi seda kasutatakse kõige sagedamini neurodegeneratiivsete haiguste ja kognitiivse languse raviks.
Erinatsiin A, erinatsiinide rühma peamine esindaja, on tõendatult tõhusa kaitsva toimega Parkinsoni tõve vastu. Parkinsoni tõve 1-metüül-4-fenüül-1,2,3,6-tetrahüdropüridiini (MPTP) hiiremudelis vähendas erinatsiin A MPTP-indutseeritud dopamiinergiliste rakkude kadu, oksüdatiivse stressi poolt indutseeritud apoptootilist rakusurma ning glutatiooni, nitrotürosiini ja 4-hüdroksü-2-noneenaali (4-HNE) tasemeid; samuti pööras see ümber MPTP-ga seotud motoorsed häired ja vähendas 1-metüül-4-fenüülpüridiinium (MPP)-indutseeritud neuronaalsete rakkude tsütotoksilisuse ja apoptoosi kahjustust, endoplasmaatilise retiikulumi (ER) stressi poolt püsivalt säilitatud aktivatsiooni kaudu IRE1α/TRAF2, JNK1/2 ja p38 MAPK radadel, samuti C/EBP homoloogse valgu (CHOP), IKB-β ja NF-κB ning Fas’i ja Bax’i ekspressiooni kaudu. Selle metaboliidi kohta leiti, et see on tõhus ka isheemilise insuldi vastu, nagu teatati rottidega tehtud uuringus, milles täheldati neuronaalse apoptoosi ja insuldiõõne suuruse vähenemist ajus, mõjutades iNOS/reaktiivsete lämmastikuühendite (RNS) ning p38 mitogeen-aktiveeritud proteiinkinaasi (MAPK)/CCAAT-võimendajaga seonduva valgu homoloogse valgu (CHOP) radu.
Erinatsiin A kohta teatati ka olulisest kasvajavastasest toimest inimese maovähi TSGH 9201 rakkudes, milles see indutseeris olulist apoptoosi, mis oli seotud fokaalse adhesioonikinaasi/proteiinkinaasi FAK/Akt/p70S6K ja seriin/treoniinkinaasi PAK-1 radade suurenenud fosforüülimisega. Selle tulemuseks olid ka suurenenud tsütotoksilisus ja ROS-i teke, vähenenud invasiivsus ja kaspaaside aktivatsioon ning kasvaja nekroosi retseptori TRAIL ekspressioon. Selle metaboliidi tugevat kasvajavastast toimet kinnitas hiljem värske uuring nii in vitro kahes inimese käärsoolavähi rakuliinis (DLD-1 ja HCT-116) kui ka in vivo hiiremudelis, mis selgitas selle toimemehhanisme täiendavalt. Ravitoimete hulka kuulusid ekstrinsiivse apoptoosi aktivatsiooniradade (TNFR, Fas, FasL, kaspaasid) stimuleerimine, antiapoptootiliste molekulide Bcl-2 ja Bcl-XL ekspressiooni pärssimine ning stressistiimulitele reageeriva Jun N-terminaalse kinaasi JNK1/2, NF-κB p50 ja p330 fosforüülimine. Samuti tõestati, et surmaretseptori molekulide ülesreguleerimine JNK MAPK/p300/NF-κB raja kaudu toimub histooni H3K9K14ac modifitseerimise vahendusel; in vivo analüüsi tulemused näitasid tegelikult histooni H3K9K14ac tasemete suurenemist ning histooni atsetüülimist Fas’i, FasL-i ja TNFR promootoritel.
Teine erinatsiin, erinatsiin C, on tuntud oma neuroinflammatsioonivastase ja neuroprotektiivse toime poolest, mis võib olla saavutatud IκB, p-IκBα (mis osaleb NF-κB signaaliülekande kaskaadi ülesvoolu osas) ja indutseeritava lämmastikoksiidi süntaasi (iNOS) valgu ekspressiooni pärssimise mehhanismi ning Nrf2/HO-1 stressi vastu kaitsva raja aktiveerimise kaudu. Inimese BV2 mikrogliiarakkude töötlemine LPS-indutseeritud põletikuga tõi kaasa lämmastikoksiidi (NO), IL-6, TNF-α ja iNOS-i tasemete languse, NF-κB ekspressiooni pärssimise ja IκBα (p-IκBα) valkude fosforüülimise, samuti Kelch-tüüpi ECH-ga seotud valgu 1 (Keap1) pärssimise ning tuumase transkriptsioonifaktori erütroidne 2-ga seotud faktor (Nrf2) suurenemise ja hemoksügenaas-1 (HO-1) valgu ekspressiooni suurenemise.
(katkend: Venturella et al., 2021)