Miksi sondityyppinen ultraäänilaite on paras sienien uuttamiseen?

Mietitkö, miksi sienien uuttaminen ultraäänihauteessa tai ultraäänipuhdistusaltaassa ei tuota haluamaasi uutesaantoa? Lue tästä kaikki tarvittava tieto sienien jäykistä, kitiiniä sisältävistä soluseinistä, parhaasta uuttotekniikasta ja sopivista liuottimista!

Miksi sienien uuttamiseen tarvitaan voimakkaita voimia?

Kaikkien syötävien sienien soluseinät koostuvat kitiinistä, samasta materiaalista, josta äyriäisten ja hyönteisten kuoret muodostuvat. Kitiini on erittäin luja materiaali, joka tekee sienisoluista hyvin sitkeitä. Soluseinä muodostaa esteen solunsisäisiin osastoihin, jotka sisältävät sienien bioaktiiviset molekyylit. Tärkeitä sienien molekyylejä ovat esimerkiksi α- ja β-glukaanit, polysakkaridit, terpeenit, antioksidantit, vitamiinit tai hallusinogeeniset yhdisteet. Jokaisella sienilajilla on oma ainutlaatuinen bioaktiivisten yhdisteiden valikoimansa. Näiden terveyttä edistävien aineiden vapauttaminen sienisoluista edellyttää soluseinien hajottamista. Kitiinipitoisuutensa vuoksi sienisolujen hajotus on haastava tehtävä, joka vaatii jonkin verran tietämystä ja kehittyneitä laitteita.

Sienien kitiiniä sisältävien soluseinien hajottaminen ultraäänikäsittelyllä

Vaikka kitiini on erinomainen kuidun, prebioottien ja antioksidanttien lähde, ongelmana on, ettei ihminen pysty hajottamaan kitiiniä. Tämä tarkoittaa myös sitä, että syödessäsi raakoja, käsittelemättömiä sieniä et hyödy monista sienien bioaktiivisista yhdisteistä, koska ne ovat jääneet solujen sisään, missä vahvat, kitiiniä sisältävät soluseinät suojaavat niitä.
Ultraääniuutto tekee sienien bioaktiivisista yhdisteistä biologisesti hyödynnettäviä, jolloin ihmiskeho voi imeyttää ravintoaineen nopeasti ja täydellisesti. Lisäksi ultraäänellä valmistetuissa sieniuutteissa hyödylliset ravintoaineet ovat väkevöityneet, joten jo pieni määrä sieniuutetta tuottaa halutut terveyttä edistävät vaikutukset.

Ultraäänikäsittely sienien uuttamisessa

Ultraäänikäsittely on prosessi, jossa korkeataajuisilla ääniaalloilla muodostetaan kavitaatiokuplia nesteeseen. Kun nämä kuplat luhistuvat, ne synnyttävät voimakkaita paikallisia leikkausvoimia, jotka voivat hajottaa soluja ja vapauttaa solujen sisällön nesteeseen.
Sienien uuttamisessa ultraäänikäsittelyllä voidaan hajottaa sienien soluseinät ja vapauttaa niiden bioaktiiviset yhdisteet liuottimeen. Ultraäänilaitteita on kahta tyyppiä: haude- ja sondityyppisiä.

Miksi ultraäänihauteeni tuottaa huonoja tuloksia sienien uuttamisessa?

Haudetyyppinen ultraäänilaite on laite, jossa näyte asetetaan liuottimella täytettyyn astiaan ja ultraääniaallot kohdistetaan koko astiaan. Menetelmän tiedetään olevan melko tehoton, sillä ultraäänihaude jakaa ultraäänienergian epätasaisesti ja pienellä intensiteetillä. Koska sieninäytettä käsitellään ultraäänihauteessa epäsuorasti, ultraääni ei pääse tunkeutumaan syvälle näytteeseen. Ultraääniaaltojen on kuljettava astian seinämien läpi ennen kuin ne saavuttavat sienimateriaalin. Näin ultraäänialtaan jo valmiiksi pienitehoiset ultraääniaallot heikkenevät entisestään.

Nämä UV-Vis-mittaukset osoittavat merkittävän eron ultraäänisondilla ja ultraäänihauteella tehtävän uuton välillä. Sondityyppinen ultraäänilaite UP100H (musta käyrä) tuottaa merkittävästi suuremman pakuriuutesaannon kuin ultraäänihaude (punainen käyrä).

Voimakas ultraääniuutto ultraäänisondilla

Sondityyppisessä ultraäänilaitteessa puolestaan on kärki – niin kutsuttu sonotrodi eli sondi – joka voidaan viedä suoraan näytteeseen, jolloin ultraäänienergia voidaan kohdistaa tarkemmin ja paikallisemmin. Tämä tehostaa merkittävästi solujen hajotusta ja bioaktiivisten yhdisteiden uuttoa erityisesti näytteen tiiviissä tai vaikeasti saavutettavissa osissa.
Sondityyppisen ultraäänilaitteen mahdollistama ultraäänienergian tarkka ja paikallinen kohdistaminen varmistaa, että kitiiniin kohdistuu riittävästi energiaa sen hajottamiseksi.
Lisäksi sondia voidaan siirtää näytteen eri osiin, jolloin syntyy lisää makrotason sekoitusta ja varmistetaan, että sienen kaikki osat saavat riittävän ultraäänikäsittelyn. Tämä on erityisen tärkeää sienillä, joilla on paksut soluseinät tai tiiviit rakenteet ja joiden täydellinen uuttaminen muilla menetelmillä voi olla haastavaa.

Ultraäänisondi ja ultraäänihaude sienien uuttamisessa

Yhteenvetona voidaan todeta, että sondityyppisen ultraäänikäsittelyn suuri intensiteetti on välttämätön sienien soluseinien kitiinin hajottamiseksi ja bioaktiivisten yhdisteiden vapauttamiseksi. Sondityyppisen ultraäänilaitteen mahdollistama ultraäänienergian tarkka ja paikallinen kohdistaminen varmistaa kitiinin riittävän ultraäänikäsittelyn, jolloin bioaktiiviset yhdisteet saadaan uutettua sienistä tehokkaammin ja perusteellisemmin.
Sondityyppistä ultraäänilaitetta pidetään yleensä haudetyyppistä ultraäänilaitetta tehokkaampana sienien uuttamisessa, koska sillä voidaan uuttaa bioaktiivisia yhdisteitä tasaisemmin ja perusteellisemmin.
Lue lisää ultraäänisondilla ja ultraäänihauteella tehtävän ultraäänikäsittelyn eroista!
 

Mikä on ihanteellinen liuotin sienien ultraääniuuttoon?

Uuttomenetelmänä ultraäänikäsittely on yhteensopiva minkä tahansa liuottimen kanssa. Tämä tarkoittaa, että oikea liuotin on valittava sienilajin ja uutettavien bioaktiivisten yhdisteiden perusteella.
Sienet sisältävät monenlaisia bioaktiivisia yhdisteitä, kuten polysakkarideja, beetaglukaaneja, triterpenoideja, fenolisia yhdisteitä ja ergosterolia, joilla on osoitettu olevan erilaisia terveyshyötyjä. Näitä bioaktiivisia yhdisteitä voidaan uuttaa sienistä erilaisilla liuottimilla, joilla kullakin on omat etunsa ja haittansa. Seuraavassa esitellään joitakin yleisesti käytettyjä liuottimia sienien bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen:

• Vesi: Vesi on yleinen liuotin sienien bioaktiivisten yhdisteiden uuttamisessa. Polysakkaridit ja beetaglukaanit ovat vesiliukoisia, joten vesi on ihanteellinen liuotin näiden yhdisteiden uuttamiseen. Vesi on myös turvallinen ja myrkytön liuotin, joten se on ihanteellinen liuotin elintarvikkeisiin ja lääkevalmisteisiin.
• Etanoli: Etanoli on polaarinen liuotin, jota käytetään yleisesti fenolisten yhdisteiden ja triterpenoidien uuttamiseen sienistä. Etanolilla voidaan uuttaa myös polysakkarideja ja beetaglukaaneja, mutta saanto on pienempi kuin vedellä.
• Etanolin vesiliuos: Etanolin vesiliuos tarkoittaa veden ja etanolin seosta. Veden ja etanolin suhdetta voidaan säätää vaatimusten mukaan. Etanolin vesiliuoksen käyttämisellä liuottimena on useita etuja pelkän veden tai etanolin käyttöön verrattuna. Ensinnäkin etanolin lisääminen veteen voi parantaa tiettyjen bioaktiivisten yhdisteiden, kuten joidenkin fenolisten yhdisteiden ja triterpenoidien, liukoisuutta, sillä ne eivät liukene kovin hyvin pelkkään veteen. Toiseksi etanolin vesiliuoksella voidaan saavuttaa suurempia uuttosaantoja kuin pelkällä vedellä tai etanolilla, koska sillä voidaan uuttaa laajempi valikoima bioaktiivisia yhdisteitä.
  Etanolipitoisuuden valinta etanolin vesiliuoksessa riippuu uutettavien bioaktiivisten yhdisteiden polaarisuudesta. Suurempaa etanolipitoisuutta (70–100%) voidaan käyttää vähemmän polaaristen yhdisteiden uuttamiseen, kun taas pienempää etanolipitoisuutta (30–50%) voidaan käyttää polaarisempien yhdisteiden uuttamiseen.
• Metanoli: Metanoli on toinen polaarinen liuotin, jota voidaan käyttää fenolisten yhdisteiden uuttamiseen sienistä. Metanoli on myrkyllistä, joten sitä on käytettävä varoen. Metanolin poistaminen uuton jälkeen edellyttää kehittynyttä puhdistusmenetelmää.
• Asetoni: Asetoni on pooliton liuotin, jota käytetään yleisesti ergosterolin uuttamiseen sienistä. Asetoni on syttyvää ja myrkyllistä, joten sitä on käytettävä varoen.
• Heksaani: Heksaani on pooliton liuotin, jota voidaan käyttää lipofiilisten yhdisteiden uuttamiseen sienistä. Heksaani on syttyvää ja myrkyllistä, joten sitä on käytettävä varoen.

Liuottimen valinta sienien bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen riippuu uutettavan yhdisteen tyypistä ja aiotusta käyttötarkoituksesta. Vesi ja etanolin vesiliuos ovat yleensä turvallisimmat ja yleisimmin käytetyt liuottimet sienien bioaktiivisten yhdisteiden uuttamisessa. Muita liuottimia, kuten etanolia, metanolia, asetonia ja heksaania, voidaan kuitenkin käyttää tiettyihin käyttötarkoituksiin tai silloin, kun vesiuutto ei riitä. Näitä liuottimia on tärkeää käyttää varoen ja noudattaa asianmukaisia turvallisuusmenettelyjä.