عصارهٔ یال شیر تهیه‌شده با فراصوت
عصاره‌های گونهٔ قارچی Hericium erinaceus، معروف به قارچ یال شیر، با استفاده از فراصوت‌دهی با بیشترین کارایی تولید می‌شوند. استخراج‌کننده‌های فراصوتی به‌سرعت ماتریس سلولی قارچ را می‌شکنند و امکان استخراج کامل ترکیبات زیست‌فعال را از میسلیوم و اندام بارده یال شیر فراهم می‌کنند.
استخراج از قارچ یال شیر به کمک فراصوت
ترکیبات زیست‌فعال یال شیر: Hericium erinaceus که با نام‌های رایج یال شیر، یامابوشیتاکهٔ ژاپنی، پوم‌پوم، دندان‌ریش‌دار، جوجه‌تیغی یا قارچ سرمیمونی نیز شناخته می‌شود، قارچی است که دهه‌هاست به‌عنوان داروی سنتی و عامل درمانی استفاده می‌شود. یال شیر حاوی ترکیبات زیست‌فعال متعددی از جمله پلی‌ساکاریدها، استرول‌ها، گلیکوپروتئین‌ها، ترپنوئیدها (مانند اریناسین‌ها) و همچنین ترکیبات فنولی و فرّار (مانند هریسنون‌ها) است. این مواد به‌دلیل اثرات آنتی‌اکسیدانی، ضد‌دیابتی، ضدسرطانی، ضدالتهابی، ضدمیکروبی، مقابله با افزایش قند خون و کاهش چربی خون شناخته شده‌اند. پژوهش‌های علمی نشان داده‌اند که ترکیبات یال شیر می‌توانند رشد و عملکرد نورون‌ها را بهبود دهند و ممکن است از آسیب‌دیدن اعصاب جلوگیری کنند. ازاین‌رو، در حال حاضر این قارچ به‌عنوان عامل درمانی زوال عقل در دست بررسی است.
استخراج فراصوتی از یال شیر با دستگاه فراصوت UP200Ht: بازده بالاتر، عصارهٔ طیف‌کامل.
استخراج فراصوتی از یال شیر روشی است که در آن از فراصوت پرتوان برای استخراج ترکیبات زیست‌فعال از اندام بارده یا میسلیوم قارچ یال شیر (Hericium erinaceus) استفاده می‌شود. قارچ یال شیر یک قارچ دارویی شناخته‌شده است و ترکیبات زیست‌فعال گوناگون و مفید برای سلامت، مانند پلی‌ساکاریدها، بتاگلوکان‌ها، هریسنون‌ها، اریناسین‌ها و آنتی‌اکسیدان‌ها را در خود دارد.
فرایند استخراج فراصوتی از قارچ شامل استفاده از دستگاه‌های فراصوت پروبی است که در محیط مایع (مانند آب، اتانول یا متانول) حاوی مادهٔ قارچی، کاویتاسیون شدیدی ایجاد می‌کنند. کاویتاسیون فراصوتی ایجادشده باعث شکستن دیواره‌های سلولی مادهٔ قارچی و آزادشدن ترکیبات زیست‌فعال در مایع / حلال می‌شود. امواج فراصوت همچنین انتقال جرم ترکیبات زیست‌فعال از مادهٔ قارچی به حلال را افزایش می‌دهند و در نتیجه کارایی استخراج بیشتر می‌شود.
استخراج فراصوتی از قارچ یک روش جداسازی بسیار کارآمد و سریع است که به دماهای بالا یا مواد شیمیایی مضر نیاز ندارد. ترکیبات زیست‌فعال استخراج‌شده را می‌توان در کاربردهای گوناگون، مانند مکمل‌های غذایی، غذاهای فراسودمند و فرآورده‌های تغذیه‌ای‌درمانی به کار برد. افزون بر این، روش استخراج فراصوتی از یال شیر سازگار با محیط‌زیست و پایدار است و ازاین‌رو انتخابی ایدئال برای استخراج ترکیبات زیست‌فعال از منابع طبیعی به شمار می‌رود.
- کارایی بالا
- اثرات کاملاً مکانیکی استخراج که فرایند استخراج را ملایم می‌کنند
- کاربری ساده
- زمان پردازش بسیار کوتاه
- صرفه‌جویی در انرژی
این مزایا، فراصوت‌دهی را به روشی عالی برای تولید عصاره‌های قارچی باکیفیت تبدیل می‌کنند و دلیل استفاده از دستگاه‌های فراصوت Hielscher در آزمایشگاه‌ها و صنایع سراسر جهان برای تولید عصارهٔ قارچ هستند.
اندازه‌گیری UV-Vis عصارهٔ یال شیر که با استفاده از پروب فراصوتی UP200Ht جداسازی شده است.
دستورالعمل استخراج فراصوتی از یال شیر
Valu et al. (2020) یک روش استخراج بسیار کارآمد برای به‌دست‌آوردن و تغلیظ فرآورده‌های زیست‌فعال زیست‌تودهٔ H. erinaceus بر پایهٔ اصول استخراج فراصوتی ارائه کردند. دستگاه مورد استفاده برای استخراج، یک پردازشگر فراصوتی Hielscher (Hielscher UIP1000hdT، 1000 وات، 20 kHz) با سونوتْرود BS4d40 (به قطر 40 mm) بود. پیش از آزمایش‌های استخراج، پردازشگر فراصوتی برای تعیین توان مصرفی خالص کالیبره شد. طی فرایند فراصوت‌دهی، این مقدار به‌طور خودکار از انرژی مصرفی ناخالص کم شد و بدین ترتیب امکان تعیین توان خالص تحویل‌داده‌شده به محیط استخراج فراهم شد. طی آزمایش‌ها، نمونه‌ها در کیسهٔ یخ قرار گرفتند و به‌طور پیوسته با همزن مغناطیسی هم زده شدند تا دمای نمونه پایین بماند. پس از پایان استخراج، نمونه‌ها تحت خلأ صاف و سپس سانتریفیوژ شدند (2500× g به‌مدت 5 min). برای حذف آب و الکل از مایع‌های رویی، از تبخیرکنندهٔ چرخشی استفاده شد. بقایای آب و الکل باقی‌مانده در نمونه‌ها تحت خشک‌کردن انجمادی قرار گرفتند تا عصارهٔ پودری به دست آید. به‌عنوان روش جایگزین، می‌توان حلال را با استفاده از صافی خلأ و تبخیرکنندهٔ چرخشی تحت خلأ حذف کرد تا کنسانترهٔ قارچ حاصل شود.
استخراج فراصوتی اریناسین A و پلی‌فنول‌های دارای فعالیت آنتی‌اکسیدانی از زیست‌تودهٔ قارچی Hericium erinaceus
(مطالعه و نمودار: ©Valu et al. 2020)
شرایط بهینه‌شدهٔ استخراج با استفاده از فراصوت به شرح زیر بود:
- دستگاه فراصوت UIP1000hdT با سونوتْرود BS4d40: دامنهٔ 100%، چرخهٔ 100%)
- Hericium erinaceus خشک و آسیاب‌شده
- حلال: اتانول آبی 80%
- نسبت حلال به ماده: 1:30 (g/mL)
- زمان استخراج: 45 min
محتوای کل ترکیبات فنولی در این عصارهٔ بهینه‌شدهٔ H. erinaceus برابر با 23٫2 mg GAE/g DM بود و در آزمون DPPH، فعالیت آنتی‌اکسیدانی به IC50 برابر با 87٫2 μg/mL رسید.
تیم پژوهشی با موفقیت نشان داد که استخراج فراصوتی، جداسازی آنتی‌اکسیدان‌های موجود در Hericium erinaceus را به‌طور مؤثری پیش می‌برد؛ به‌ویژه پلی‌فنول‌ها و فلاونوئیدهایی که با دی‌ترپنوئید اریناسین A، شناخته‌شده به‌دلیل فعالیت آنتی‌اکسیدانی بالای خود، همبستگی دارند.
(رجوع کنید به Valu et al., 2020)
استخراج‌کنندهٔ فراصوتی UIP1000hdT مجهز به همزن برای استخراج ترکیبات زیست‌فعال از قارچ‌ها.
دستگاه فراصوت ایدئال برای استخراج از یال شیر را پیدا کنید!
یال شیر سرشار از کیتین است. مانند همهٔ قارچ‌ها، یال شیر نیز در دیواره‌های سلولی خود مقدار زیادی کیتین دارد. کیتین یک زیست‌بسپار مقاوم است که به دیواره‌های سلولی سختی و استحکام بالایی می‌بخشد. به‌دلیل محتوای بالای کیتین، یال شیر نباید خام خورده شود، زیرا کیتین به‌سختی هضم می‌شود و می‌تواند باعث ناراحتی معده شود.
برای شکستن دیواره‌های سلولی یال شیر و استخراج ترکیبات زیست‌فعال درون‌سلولی، نیروهای شدیدی لازم است. بنابراین، حمام‌های فراصوتی یا مخازن شست‌وشوی فراصوتی نتایج استخراج مطلوب را به دست نمی‌دهند.
دربارهٔ مقایسهٔ کارایی دستگاه فراصوت پروبی و حمام فراصوتی بیشتر بخوانید!
در مقابل، پروب‌های فراصوتی به‌صورت موضعی امواج فراصوت با شدت بالا و کاویتاسیون ایجاد می‌کنند که انرژی لازم برای تخریب دیواره‌های سلولی حاوی کیتین قارچ‌ها را تأمین می‌کنند. افزون بر این، فراصوت‌دهی پروبی یک روش استخراج غیرحرارتی است که از تخریب حرارتی ترکیبات زیست‌فعال بر اثر گرما جلوگیری می‌کند. بنابراین، دستگاه‌های فراصوت پروبی کارآمدترین روش استخراج از قارچ‌های دارویی هستند.
برای انتخاب دستگاه فراصوت پروبی مناسب برای استخراج از قارچ، از ما راهنمایی بخواهید!
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوت ما را در اختیار شما قرار می‌دهد:
| حجم بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 10L | 0٫1 تا 2L/min | UIP1000hdT |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از UIP16000 |
همین حالا با ما تماس بگیرید و اطلاعات بیشتری دربارهٔ دستگاه‌های فراصوت برای استخراج از قارچ دریافت کنید! کارکنان آموزش‌دیدهٔ ما با سال‌ها تجربه، با کمال میل مناسب‌ترین استخراج‌کنندهٔ فراصوتی را برای فرایند استخراج شما از قارچ پیشنهاد می‌کنند!
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
منابع علمی / مراجع
- 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
دانستنی‌های مفید
ترکیبات زیست‌فعال قارچ از میسلیوم در مقایسه با اندام بارده
عصاره‌های میسلیوم و اندام بارده هر دو با استخراج فراصوتی قابل تولید هستند و هرکدام مزایای منحصربه‌فرد خود را دارند. اینکه کدام‌یک بهتر است، به کاربرد مشخص و نتایج مورد نظر بستگی دارد.
عصاره‌های میسلیوم عموماً ارزان‌تر از عصاره‌های اندام بارده هستند و تولید آن‌ها در مقادیر زیاد آسان‌تر است؛ بنابراین دسترسی به آن‌ها بیشتر است. میسلیوم همچنین حاوی بسیاری از ترکیبات مفید مانند پلی‌ساکاریدها، ارگوسترول و آنزیم‌هاست.
از سوی دیگر، عصاره‌های اندام بارده مقادیر بیشتری از بتاگلوکان‌ها، تری‌ترپنوئیدها و سایر ترکیباتی دارند که با فواید سلامت مرتبط دانسته شده‌اند. اندام‌های بارده همچنین معمولاً طیف متنوع‌تری از ترکیبات دارند و ممکن است در برخی موارد قوی‌تر باشند.
در نهایت، انتخاب میان عصارهٔ میسلیوم و عصارهٔ اندام بارده به کاربرد مشخص و اثرات مورد نظر بستگی خواهد داشت. برای مثال، اگر به دنبال پشتیبانی از سیستم ایمنی هستید، عصارهٔ میسلیوم به‌دلیل محتوای بالای پلی‌ساکارید می‌تواند گزینهٔ مناسبی باشد. اگر به دنبال پشتیبانی از عملکرد شناختی هستید، عصارهٔ اندام بارده به‌دلیل محتوای بالای تری‌ترپنوئید می‌تواند انتخاب بهتری باشد. همچنین باید توجه داشت که عصاره‌های باکیفیت از هر دو منبع میسلیوم و اندام بارده می‌توانند برای اهداف گوناگون مؤثر و مفید باشند.
بهترین روش استخراج بتاگلوکان‌ها از یال شیر چیست؟
استخراج فراصوتی با آب سرد، بهترین روش برای آزادسازی ترکیبات محلول در آب از قارچ‌ها، مانند اندام بارده یال شیر است. استخراج فراصوتی با آب سرد دیواره‌های سلولی مقاوم قارچ‌ها را سوراخ می‌کند و می‌شکند تا ترکیبات زیست‌فعال مانند β-گلوکان‌ها از ماتریس سلولی آزاد شوند. ازآنجاکه فراصوت‌دهی فرایندی ملایم است، به ترکیبات فیتوشیمیایی آسیب نمی‌رساند و از تخریب همهٔ ترکیبات زیست‌فعال مفید برای سلامت، از جمله بتاگلوکان‌ها، جلوگیری می‌کند.
عصارهٔ قارچ چه مزایایی دارد؟
فرایند استخراج، برای مثال استخراج فراصوتی، ترکیبات زیست‌فعال مانند بتاگلوکان‌ها را از ماتریس سلولی آزاد می‌کند. بنابراین، عصاره‌های قارچ در مقایسه با پودر قارچ آسیاب‌شده، مقادیر بیشتری از ترکیبات زیست‌فعال دارند. بخش عمدهٔ β-گلوکان‌ها، که پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند، در آب حل می‌شوند. به همین دلیل، استخراج فراصوتی با آب سرد نه‌تنها روشی سالم و سازگار با محیط‌زیست برای استخراج است، بلکه β-گلوکان‌ها را به‌طور مؤثری از سلول‌های قارچ در آب آزاد می‌کند. با استفاده از عصاره، تولید فرآورده‌های درمانی و مکمل‌های غذایی حاوی مقدار ثابتی از مولکول‌های زیست‌فعال در هر دوز امکان‌پذیر می‌شود.
ترکیبات زیست‌فعال یال شیر
از متابولیت‌های زیست‌فعال بسیار مهمی که به‌خوبی مطالعه شده‌اند، می‌توان به اریناسین‌ها (A–I)، گروهی از دی‌ترپنوئیدهای سیاتین استخراج‌شده از میسلیوم Hericium erinaceus یا یال شیر یا یامابوشیتاکه، و هریسنون‌ها (C–H)، مشتقات بنزیل الکل استخراج‌شده از اندام بارده، اشاره کرد. هر دو گروه ترکیبات به‌آسانی از سد خونی–مغزی عبور می‌کنند و اثرات نوروتروپیک و محافظت‌کنندهٔ عصبی نشان داده‌اند. گزارش شده است که این ترکیبات، سنتز فاکتور رشد عصبی (NGF) را هم در شرایط برون‌تنی و هم در شرایط درون‌تنی القا می‌کنند. بااین‌حال، این قارچ دارویی خواص آنتی‌اکسیدانی، ضدالتهابی، ضدسرطانی، تحریک‌کنندهٔ ایمنی، ضد‌دیابتی، ضدمیکروبی، کاهندهٔ چربی خون و مقابله با افزایش قند خون نیز دارد، هرچند رایج‌ترین کاربرد آن درمان بیماری‌های تحلیل‌برندهٔ عصبی و اختلال شناختی است.
ثابت شده است که اریناسین A، نمایندهٔ اصلی گروه اریناسین‌ها، اثر محافظتی مؤثری در برابر بیماری پارکینسون دارد. در مدل موشی بیماری پارکینسون با 1-متیل-4-فنیل-1,2,3,6-تتراهیدروپیریدین (MPTP)، اریناسین A موجب کاهش ازدست‌رفتن سلول‌های دوپامینرژیک ناشی از MPTP، مرگ سلولی آپوپتوتیک ناشی از استرس اکسیداتیو و سطوح گلوتاتیون، نیتروتیروزین و 4-هیدروکسی-2-نوننال (4-HNE) شد؛ همچنین نقص‌های حرکتی مرتبط با MPTP را برطرف کرد و آسیب ناشی از سمیت سلولی و آپوپتوز سلول‌های عصبی القاشده با 1-متیل-4-فنیل‌پیریدینیوم (MPP) را از طریق فعال‌سازی مسیرهای IRE1α/TRAF2، JNK1/2 و p38 MAPK که با استرس شبکهٔ آندوپلاسمی (ER) تداوم می‌یابد، بیان پروتئین همولوگ C/EBP (CHOP)، IKB-β و NF-κB و نیز Fas و Bax کاهش داد. این متابولیت در برابر سکتهٔ مغزی ایسکمیک نیز مؤثر شناخته شد؛ چنان‌که در مطالعه‌ای روی موش‌های صحرایی گزارش شد، با هدف‌گیری مسیرهای iNOS/گونه‌های فعال نیتروژن (RNS) و پروتئین کیناز فعال‌شونده با میتوژن p38 (MAPK)/پروتئین همولوگ پروتئین متصل‌شونده به تقویت‌کنندهٔ CCAAT (CHOP)، کاهش آپوپتوز نورونی و نیز کاهش اندازهٔ حفرهٔ ناشی از سکته در مغز مشاهده شد.
همچنین گزارش شده است که اریناسین A در سلول‌های سرطان معدهٔ انسانی TSGH 9201 فعالیت ضدتوموری قابل‌توجهی دارد و در آن‌ها آپوپتوز قابل‌توجهی را همراه با افزایش فسفریلاسیون مسیرهای کیناز چسبندگی کانونی/پروتئین کیناز FAK/Akt/p70S6K و کیناز سرین/ترئونین PAK-1 القا می‌کند. این ماده همچنین موجب افزایش سمیت سلولی و تولید ROS، کاهش تهاجم‌پذیری و فعال‌سازی کاسپازها و بیان گیرندهٔ نکروز تومور TRAIL شد. اثر ضدتوموری قوی این متابولیت سپس در مطالعه‌ای جدید، هم در شرایط برون‌تنی در دو ردهٔ سلولی سرطان کولون انسانی (DLD-1 و HCT-116) و هم در شرایط درون‌تنی در یک مدل موشی تأیید شد؛ این مطالعه سازوکارهای آن را نیز بیشتر روشن کرد. اثرات درمان شامل تحریک مسیرهای فعال‌سازی آپوپتوز بیرونی (TNFR، Fas، FasL، کاسپازها)، سرکوب بیان مولکول‌های ضدآپوپتوز Bcl-2 و Bcl-XL و فسفریلاسیون کیناز انتهای N مولکول Jun یعنی JNK1/2، که به محرک‌های استرس پاسخ می‌دهد، و نیز NF-κB p50 و p330 بود. همچنین نشان داده شد که افزایش بیان مولکول‌های گیرندهٔ مرگ از طریق مسیر JNK MAPK/p300/NF-κB با واسطهٔ تغییر هیستون H3K9K14ac رخ می‌دهد؛ در واقع، نتایج آزمون درون‌تنی افزایش سطوح هیستون H3K9K14ac و نیز استیلاسیون هیستون در پروموترهای Fas، FasL و TNFR را نشان داد.
اریناسین دیگری به نام اریناسین C به‌دلیل اثرات ضدالتهاب عصبی و محافظت‌کنندهٔ عصبی شناخته شده است؛ این اثرات می‌توانند از طریق سازوکار مهار بیان IκB، p-IκBα (دخیل در آبشار بالادستی انتقال پیام NF-κB) و پروتئین نیتریک اکسید سنتاز القاپذیر (iNOS) و فعال‌سازی مسیر محافظت در برابر استرس Nrf2/HO-1 حاصل شوند. تیمار سلول‌های میکروگلیای انسانی BV2 دارای التهاب القاشده با LPS، به کاهش سطوح نیتریک اکسید (NO)، IL-6، TNF-α و iNOS، مهار بیان NF-κB و فسفریلاسیون پروتئین‌های IκBα (p-IκBα) و نیز مهار پروتئین 1 وابسته به ECH شبه‌کلچ (Keap1)، و افزایش فاکتور رونویسی هسته‌ای مرتبط با فاکتور اریتروئیدی 2 (Nrf2) و بیان پروتئین هِم‌اکسیژناز-1 (HO-1) منجر شد.
(برگرفته از Venturella et al., 2021)
استخراج‌کنندهٔ فراصوتی UP100H برای جداسازی پلی‌ساکاریدها از قارچ چاگا (Inonotus obliquus).
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در مقیاس‌های مختلف، از آزمایشگاهی تا صنعتی، تولید می‌کند.