Miks on sondtüüpi ultrahelitöötlusseade seente ekstraheerimiseks parim?

Kas te imestate, miks teie seente ekstraheerimine ultrahelivanni või ultraheli puhastusvanni abil ei anna soovitud ekstrakti saagist? Siit leiate kõik, mida peate teadma seente jäikade kitiini sisaldavate rakuseinte, parima ekstraheerimistehnika ja sobivate lahustite kohta!

Miks on seente ekstraheerimiseks vaja intensiivseid jõude?

Kõigil söögiseentel on rakuseinad, mis koosnevad kitiinist – samast materjalist, millest koosnevad ka koorikloomade ja putukate kestad. Kitiin on väga tugev materjal, mis annab seenerakkudele suure vastupidavuse. Rakusein moodustab barjääri rakusiseste kompartmentide ees, mis sisaldavad seente bioaktiivseid molekule. Olulised seenemolekulid on näiteks α- ja β-glükaanid, polüsahhariidid, terpeenid, antioksüdandid, vitamiinid või hallutsinogeensed ühendid. Igal seeneliigil on ainulaadne bioaktiivsete ühendite kogum. Selleks et vabastada need tervist edendavad ained seenerakkudest, tuleb rakuseinad lõhkuda. Kitiinisisalduse tõttu on seenerakkude lõhkumine keeruline ülesanne, mis nõuab teatud teadmisi ja keerukat varustust.

Kitiini sisaldavate seente rakuseinte lõhkumine ultraheli töötlusega (sonikeerimisega)

Kuigi kitiin on suurepärane kiudainete, prebiootikumide ja antioksüdantide allikas, on probleem selles, et inimesed ei suuda kitiini lagundada. See tähendab ka seda, et kui tarbite töötlemata toorseeni, ei saa te kasu paljudest seente bioaktiivsetest ühenditest, sest need on lõksus rakkudes, mida kaitsevad tugevad kitiini sisaldavad rakuseinad.
Ultrahelietraheerimine muudab seente bioaktiivsed ühendid biosaadavaks, nii et inimorganism suudab toitaineid kiiresti ja täielikult omastada. Lisaks on ultraheli abil saadud seeneekstraktides kasulikud toitained kontsentreeritud, nii et isegi väike kogus seeneekstrakti annab soovitud tervist edendavaid tulemusi.

Ultraheli töötlus (sonikeerimine) seente ekstraheerimiseks

Ultraheli töötlus (sonikeerimine) on protsess, mille käigus kasutatakse kõrgsageduslikke helilaineid kavitatsioonimullide tekitamiseks vedelikus. Kui need mullid kollabeeruvad, tekitavad nad intensiivseid lokaalseid nihkejõude, mis võivad rakke lõhkuda ja vabastada rakkude sisu vedelikku.
Seente ekstraheerimisel saab ultraheli töötlust kasutada seente rakuseinte lõhkumiseks ja nende bioaktiivsete ühendite vabastamiseks lahustisse. Ultraheli töötlusseadmeid on kahte tüüpi: vanntüüpi ja sondtüüpi.

Miks annab minu ultrahelivann seente ekstraheerimisel kehvu tulemusi?

Vanntüüpi ultraheli töötlusseade on seade, milles proov asetatakse lahustiga täidetud anumasse ja ultrahelilained rakendatakse kogu anumale. See meetod on tuntud kui üsna ebatõhus, sest ultrahelivann jaotab ultraheli energiat ebaühtlaselt ja väikese intensiivsusega. Kuna ultrahelivannis sonikeeritakse seeneproovi kaudselt, ei suuda ultraheli proovi sügavale tungida. Ultrahelilained peavad läbima anuma seinad, enne kui need seenematerjalini jõuavad. Seeläbi nõrgeneb ultrahelivanni juba niigi väikese intensiivsusega ultrahelilainete mõju veelgi.

Need UV-Vis mõõtmised näitavad olulist ekstraheerimise erinevust ultraheli sondi ja ultrahelivanni vahel. Sondtüüpi ultraheli töötlusseade UP100H (must graafik) annab oluliselt suurema saagisega tšaga-seeneekstrakti kui ultrahelivann (punane graafik).

Intensiivne ultraheliekstraheerimine ultraheli sondiga

Teisalt on sondtüüpi ultraheli seade varustatud otsikuga – nn sonotroodiga ehk sondiga –, mille saab sisestada otse proovi, võimaldades ultrahelienergia fokuseeritumat ja lokaalsemat rakendamist. See tagab märkimisväärselt tõhusama rakkude lõhkumise ja bioaktiivsete ühendite ekstraheerimise, eriti proovi tihedates või raskesti ligipääsetavates piirkondades.
Sondtüüpi ultraheli seadme pakutav ultrahelienergia fokuseeritud ja lokaalne rakendamine tagab, et kitiinile antakse selle lõhkumiseks piisavalt energiat.
Lisaks saab sondi liigutada proovi eri piirkondades, tekitades täiendavat makrosegunemist, et kõik seene osad saaksid piisavalt ultraheli töödeldud (sonikeeritud). See on eriti oluline paksude rakuseinte või tihedate struktuuridega seente puhul, kus täieliku ekstraktsiooni tagamine muude meetoditega võib olla keeruline.

Ultraheli sond vs ultraheli vann seeneekstraktsioonis

Kokkuvõttes on sondtüüpi ultraheli töötluse (sonikeerimise) suur intensiivsus vajalik seente rakuseintes oleva kitiini lõhkumiseks ja bioaktiivsete ühendite vabastamiseks. Sondtüüpi ultraheli seadme pakutav ultrahelienergia fokuseeritud ja lokaalne rakendamine tagab, et kitiin saab piisavalt ultraheli töödeldud (sonikeeritud), mille tulemuseks on bioaktiivsete ühendite tõhusam ja põhjalikum ekstraheerimine seentest.
Sondtüüpi ultraheli seadet peetakse seeneekstraktsiooniks üldiselt tõhusamaks, kuna see tagab bioaktiivsete ühendite ühtlasema ja põhjalikuma ekstraheerimise võrreldes vanntüüpi ultraheli seadmega.
Lugege lähemalt erinevustest ultraheli töötluses ultraheli sondi ja ultraheli vanni kasutamisel!
 

Milline on ideaalne lahusti ultraheli seeneekstraktsiooniks?

Ultraheli töötlus (sonikeerimine) ekstraktsioonimeetodina ühildub mis tahes lahustiga. See tähendab, et õige lahusti valimisel tuleb arvestada seeneliiki ja bioaktiivseid ühendeid, mida tuleb ekstraheerida.
Seened sisaldavad mitmesuguseid bioaktiivseid ühendeid, nagu polüsahhariidid, beeta-glükaanid, triterpenoidid, fenoolsed ühendid ja ergosterool, mille puhul on näidatud mitmesuguseid kasulikke terviseomadusi. Nende bioaktiivsete ühendite ekstraheerimist seentest saab teostada erinevate lahustitega, millest igaühel on oma eelised ja puudused. Siin on mõned seente bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks sageli kasutatavad lahustid:

• Vesi: Vesi on seente bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks levinud lahusti. Polüsahhariidid ja beeta-glükaanid on vees lahustuvad, mistõttu on vesi nende ühendite ekstraheerimiseks ideaalne lahusti. Vesi on ka ohutu ja mittetoksiline lahusti, mistõttu sobib see ideaalselt toidu- ja ravimtoodetele.
• Etanool: Etanool on polaarne lahusti, mida kasutatakse sageli fenoolsete ühendite ja triterpenoidide ekstraheerimiseks seentest. Etanooli saab kasutada ka polüsahhariidide ja beeta-glükaanide ekstraheerimiseks, kuid väiksema saagisega kui vee puhul.
• Vesilahuslik etanool: Vesilahus etanool on vee ja etanooli segu. Vee ja etanooli suhet saab nõuetele vastavalt kohandada. Vesilahusliku etanooli kasutamisel lahustina on mitu eelist võrreldes üksnes vee või üksnes etanooli kasutamisega. Esiteks võib etanooli lisamine veele parandada teatud bioaktiivsete ühendite lahustuvust, mis ei lahustu üksnes vees kuigi hästi, näiteks mõned fenoolühendid ja triterpenoidid. Teiseks võib vesilahusliku etanooli kasutamine anda suurema ekstraktsioonisaagise kui üksnes vee või üksnes etanooli kasutamine, kuna sellega saab ekstraheerida laiemat bioaktiivsete ühendite valikut.
  Etanooli kontsentratsiooni valik vesilahuslikus etanoolis sõltub ekstraheeritavate bioaktiivsete ühendite polaarsusest. Vähempolaarsete ühendite ekstraheerimiseks võib kasutada etanooli kõrgemat kontsentratsiooni (70-100%), polaarsemate ühendite ekstraheerimiseks aga etanooli madalamat kontsentratsiooni (30-50%).
• Metanool: Metanool on veel üks polaarne lahusti, mida saab kasutada fenoolühendite ekstraheerimiseks seentest. Metanool on mürgine, mistõttu tuleb seda kasutada ettevaatusega. Metanooli eemaldamiseks pärast ekstraktsiooni on vaja keerukat puhastamist.
• Atsetoon: Atsetoon on mittepolaarne lahusti, mida kasutatakse tavaliselt ergosterooli ekstraheerimiseks seentest. Atsetoon on tuleohtlik ja mürgine, mistõttu tuleb seda kasutada ettevaatusega.
• Heksaan: Heksaan on mittepolaarne lahusti, mida saab kasutada lipofiilsete ühendite ekstraheerimiseks seentest. Heksaan on tuleohtlik ja mürgine, mistõttu tuleb seda kasutada ettevaatusega.

Seentest bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks kasutatava lahusti valik sõltub ekstraheeritava ühendi tüübist ja kavandatud kasutusotstarbest. Vesi ja vesilahuslik etanool on üldiselt kõige ohutumad ja kõige sagedamini kasutatavad lahustid bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks seentest. Siiski võib muid lahusteid, näiteks etanooli, metanooli, atsetooni ja heksaani, kasutada spetsiifilistes rakendustes või siis, kui veega ekstraheerimisest ei piisa. Neid lahusteid on oluline kasutada ettevaatusega ja järgida asjakohaseid ohutusprotseduure.