Miksi koetintyyppinen ultraäänilaite on paras sienten uuttamiseen?

Mietitkö, miksi sienen uuttaminen ultraäänihauteella tai ultraäänipuhdistussäiliöllä ei anna sinulle haluttua uutteen tuottoa? Opi täältä kaikki mitä sinun tarvitsee tietää sienien jäykistä kitiiniä sisältävistä soluseinistä, parhaasta uuttotekniikasta ja sopivista liuottimista!

Miksi tarvitsen voimakkaita voimia sienten uuttamiseen?

Kaikissa syötävissä sienissä on kitiinistä valmistetut soluseinät, sama materiaali, joka muodostaa äyriäisten ja hyönteisten kuoret. Kitiini on erittäin vahva materiaali, joka antaa sienisoluille suuren sitkeyden. Soluseinä luo esteen solunsisäisille osastoille, jotka sisältävät sienien bioaktiivisia molekyylejä. Tärkeitä sienimolekyylejä ovat esimerkiksi α- ja β-glukaanit, polysakkaridit, terpeenit, antioksidantit, vitamiinit tai hallusinogeeniset yhdisteet. Jokaisella sienilajilla on ainutlaatuinen valikoima bioaktiivisia yhdisteitä. Näiden terveyttä edistävien aineiden vapauttamiseksi sienisoluista soluseinät on hajotettava. Kitiinipitoisuutensa vuoksi sienisolun hajoaminen on haastava tehtävä ja vaatii jonkin verran tietoa ja kehittyneitä laitteita.

Kitiiniä sisältävien sienisolujen seinien rikkominen sonikaatiolla

Vaikka kitiini on loistava kuidun, prebioottien ja antioksidanttien lähde, ongelmana on, että ihmisillä ei ole kykyä hajottaa kitiiniä. Tämä tarkoittaa myös sitä, että kun syöt raakoja käsittelemättömiä sieniä, et hyödy monista sienen bioaktiivisista yhdisteistä, koska ne ovat loukussa soluissa, joita suojaavat vahvat kitiiniä sisältävät soluseinät.
Ultraääniuutto tekee bioaktiivisista yhdisteistä sienistä biologisesti saatavilla, jotta ihmiskeho voi imeä ravintoaineen nopeasti ja kokonaan. Lisäksi ultraäänisieniuutteissa hyödylliset ravintoaineet ovat keskittyneet siten, että jopa pieni määrä sieniuutetta antaa halutut terveyttä edistävät tulokset.

Ultrasonication sienen uuttamiseen

Ultrasonication on prosessi, jossa korkeataajuisia ääniaaltoja käytetään kavitaatiokuplien luomiseen nesteessä. Kun nämä kuplat romahtavat, ne luovat voimakkaita paikallisia leikkausvoimia, jotka voivat hajottaa soluja ja vapauttaa solujen sisällön nesteeseen.
Sienen uuttamisessa ultrasonicationia voidaan käyttää sienien soluseinien hajottamiseen ja niiden bioaktiivisten yhdisteiden vapauttamiseen liuottimeksi. Ultraäänilaitteita on kahta tyyppiä: kylpytyyppi ja koetintyyppi.

Miksi ultraäänikylpyni antaa huonoja sieniuuttotuloksia?

Kylpytyyppinen ultraäänilaite on laite, jossa näyte asetetaan liuottimella täytettyyn astiaan ja ultraääniaallot levitetään koko säiliöön. Tätä menetelmää kutsutaan melko tehottomaksi, koska ultraäänihaude jakaa ultraäänienergian epätasaisesti ja alhaisella intensiteetillä. Kuten ultraäänihauteessa, sieninäyte sonikoidaan epäsuorasti, ultraääni ei voi tunkeutua syvälle näytteeseen. Ultraääniaaltojen on kuljettava aluksen seinämien läpi ennen kuin ne osuvat sienimateriaaliin. Näin ollen ultraäänisäiliön jo matalan intensiteetin ultraääniaallot vähenevät entisestään.

Nämä UV-Vis-mittaukset osoittavat merkittävän uuttoeron ultraäänianturin ja ultraäänihauteen välillä. Koetintyyppinen ultraäänilaite UP100H (musta kaavio) antaa huomattavasti korkeamman saannon pakurikääpäuutteen kuin ultraäänikylpy (punainen kaavio).

Intensiivinen ultraääniuutto ultraäänianturilla

Toisaalta koetintyyppinen ultraäänilaite on varustettu kärjellä – niin kutsuttu sonotodi tai koetin – Se voidaan lisätä suoraan näytteeseen, mikä mahdollistaa ultraäänienergian keskittyneemmän ja paikallisemman käytön. Tämä johtaa merkittävästi tehokkaampaan solujen hajoamiseen ja bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen, erityisesti näytteen tiheillä tai vaikeapääsyisillä alueilla.
Koetintyyppisen ultraäänilaitteen tarjoama ultraäänienergian keskittynyt ja paikallinen käyttö varmistaa, että kitiiniin kohdistetaan riittävä määrä energiaa hajotettavaksi.
Lisäksi koetinta voidaan siirtää näytteen eri alueille, mikä luo lisää makrosekoitusta sen varmistamiseksi, että sienen kaikki osat ovat riittävän sonikoituja. Tämä on erityisen tärkeää sienille, joilla on paksut soluseinät tai tiheät rakenteet, joissa voi olla haastavaa varmistaa täydellinen uuttaminen muilla menetelmillä.

Ultraäänianturi vs ultraäänihaude sienen uuttamiseen

Yhteenvetona voidaan todeta, että koetintyyppisen sonikoinnin korkea intensiteetti on välttämätön kitiinin hajottamiseksi sienisoluseinissä ja bioaktiivisten yhdisteiden vapauttamiseksi. Koetintyyppisen ultraäänilaitteen tarjoaman ultraäänienergian keskittynyt ja paikallinen käyttö varmistaa, että kitiini on riittävästi sonikoitu, mikä johtaa bioaktiivisten yhdisteiden tehokkaampaan ja perusteellisempaan uuttamiseen sienistä.
Koetintyyppistä ultraäänilaitetta pidetään yleensä tehokkaampana sienten uuttamisessa, koska se voi tarjota tasaisemman ja perusteellisemman bioaktiivisten yhdisteiden uuttamisen verrattuna kylpytyyppiseen ultraäänilaitteeseen.
Lue lisää ultraäänikäsittelyn eroista ultraäänianturilla vs. ultraäänihauteella!
 

Mikä on ihanteellinen liuotin ultraäänisienien uuttamiseen?

Ultrasonication uuttomenetelmänä on yhteensopiva minkä tahansa liuottimen kanssa. Tämä tarkoittaa, että oikean liuottimen valinta on tehtävä ottaen huomioon sienilajit ja bioaktiiviset yhdisteet, jotka tulisi uuttaa.
Sienet sisältävät erilaisia bioaktiivisia yhdisteitä, kuten polysakkarideja, beetaglukaaneja, triterpenoideja, fenolisia yhdisteitä ja ergosterolia, joilla on osoitettu olevan erilaisia terveyshyötyjä. Näiden bioaktiivisten yhdisteiden uuttaminen sienistä voidaan saavuttaa käyttämällä erilaisia liuottimia, joista jokaisella on etuja ja haittoja. Tässä on joitain yleisesti käytettyjä liuottimia bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseksi sienistä:

• Vesi: Vesi on yleinen liuotin bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseksi sienistä. Polysakkaridit ja beetaglukaanit ovat vesiliukoisia, joten se on ihanteellinen liuotin näiden yhdisteiden uuttamiseen. Vesi on myös turvallinen ja myrkytön liuotin, mikä tekee siitä ihanteellisen liuottimen elintarvikkeille ja lääkkeille.
• Etanoli: Etanoli on polaarinen liuotin, jota käytetään yleisesti fenoliyhdisteiden ja triterpenoidien uuttamiseen sienistä. Etanolia voidaan käyttää myös polysakkaridien ja beetaglukaanien uuttamiseen, mutta pienemmällä saannolla kuin vedellä.
• etanolin vesipitoisuus: Vesipitoisella etanolilla tarkoitetaan veden ja etanolin seosta. Veden ja etanolin suhdetta voidaan säätää vaatimuksiin. Vesipitoisen etanolin käytöllä liuottimena on useita etuja verrattuna pelkän veden tai etanolin käyttöön. Ensinnäkin etanolin lisääminen veteen voi parantaa tiettyjen bioaktiivisten yhdisteiden liukoisuutta, jotka eivät liukene kovin hyvin pelkästään veteen, kuten jotkut fenoliyhdisteet ja triterpenoidit. Toiseksi vesipitoisen etanolin käyttö voi johtaa korkeampiin uuttosaantoihin verrattuna pelkkään veteen tai etanoliin, koska se voi uuttaa laajemman valikoiman bioaktiivisia yhdisteitä.
  Etanolipitoisuuden valinta vesipitoisessa etanoliliuottimessa riippuu uutettavien bioaktiivisten yhdisteiden napaisuudesta. Suurempaa etanolipitoisuutta (70–100 %) voidaan käyttää vähemmän polaaristen yhdisteiden uuttamiseen, kun taas pienempää etanolipitoisuutta (30–50 %) voidaan käyttää useampien polaaristen yhdisteiden uuttamiseen.
• Metanoli: Metanoli on toinen polaarinen liuotin, jota voidaan käyttää fenoliyhdisteiden uuttamiseen sienistä. Metanoli on myrkyllistä, joten sitä tulee käyttää varoen. Metanolin poistamiseksi uuttamisen jälkeen tarvitaan hienostunut puhdistus.
• Asetoni: Asetoni on ei-polaarinen liuotin, jota käytetään yleisesti ergosterolin uuttamiseen sienistä. Asetoni on syttyvää ja myrkyllistä, joten sitä tulee käyttää varoen.
• Heksaani: Heksaani on ei-polaarinen liuotin, jota voidaan käyttää lipofiilisten yhdisteiden uuttamiseen sienistä. Heksaani on syttyvää ja myrkyllistä, joten sitä tulee käyttää varoen.

Liuottimen valinta bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseksi sienistä riippuu uutettavan yhdisteen tyypistä ja käyttötarkoituksesta. Vesi ja vesipitoinen etanoli ovat yleensä turvallisimpia ja yleisimmin käytettyjä liuottimia bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseksi sienistä. Muita liuottimia, kuten etanolia, metanolia, asetonia ja heksaania, voidaan kuitenkin käyttää erityisiin sovelluksiin tai kun vedenpoisto ei riitä. On tärkeää käyttää näitä liuottimia varoen ja noudattaa asianmukaisia turvallisuusmenettelyjä.