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

Miksi tarvitsen voimakkaita voimia sienen uuttamiseen?

Kaikilla syötävillä sienillä 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 joukko bioaktiivisia yhdisteitä. Jotta nämä terveyttä edistävät aineet vapautuisivat sienisoluista, soluseinät on hajoitettava. Kitiinipitoisuutensa vuoksi sienisolujen hajoaminen on haastava tehtävä ja vaatii jonkin verran tietoa ja kehittyneitä laitteita.

Kitiiniä sisältävien sienisoluseinien 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 käytät raakoja käsittelemättömiä sieniä, et hyödy monista sienen bioaktiivisista yhdisteistä, koska ne ovat juuttuneet soluihin, joita suojaavat vahvat kitiiniä sisältävät soluseinät.
Ultraääniuutto tekee bioaktiivisista yhdisteistä sienistä biologisesti saatavilla, jotta ihmiskeho voi imeä ravintoaineen nopeasti ja täydellisesti. Lisäksi ultraäänisieniuutteissa hyödylliset ravintoaineet ovat keskittyneet siten, että jopa pieni määrä sieniuutetta antaa halutut terveyttä edistävät tulokset.

Ultrasonication sieni-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.
Sieni-uuttamisessa ultrasonicationia voidaan käyttää sienien soluseinien hajottamiseen ja niiden bioaktiivisten yhdisteiden vapauttamiseen liuottimeen. Ultraäänilaitteita on kahta tyyppiä: kylpytyyppi ja koetintyyppi.

Miksi ultraäänikylpyni antaa huonoja sienenpoistotuloksia?

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

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

Intensiivinen ultraääniuutto ultraäänianturilla

Toisaalta koetintyyppinen ultraäänilaite on varustettu kärjellä – niin sanottu sonotodi tai koetin – joka voidaan lisätä suoraan näytteeseen, mikä mahdollistaa ultraäänienergian kohdennetumman ja paikallisemman käytön. Tämä johtaa huomattavasti tehokkaampaan solujen hajoamiseen ja bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen, erityisesti näytteen tiheillä tai vaikeasti saavutettavilla alueilla.
Koetintyyppisen ultraäänilaitteen tarjoaman ultraäänienergian keskittynyt ja paikallinen käyttö varmistaa, että kitiini altistetaan riittävälle määrälle energiaa hajoamiseksi.
Lisäksi koetinta voidaan siirtää näytteen eri alueille, jolloin saadaan aikaan makrosekoitusta sen varmistamiseksi, että kaikki sienen osat ovat riittävästi sonikoituja. Tämä on erityisen tärkeää sienille, joilla on paksut soluseinät tai tiheät rakenteet, joissa voi olla haastavaa varmistaa täydellinen uuttaminen muilla menetelmillä.

Ultraäänianturi vs. ultraäänikylpy sienien 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 sieniuuttoon, koska se voi tarjota tasaisemman ja perusteellisemman bioaktiivisten yhdisteiden uuttamisen verrattuna kylpytyyppiseen ultraäänilaitteeseen.
Lue lisää ultraäänikäsittelyn eroista ultraäänianturilla vs. ultraäänihauteella!
 

Mikä on ihanteellinen liuotin ultraäänisienen 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, joten se on ihanteellinen liuotin 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.
• Vesipitoinen etanoli: Vesipitoinen etanoli tarkoittaa veden ja etanolin seosta. Veden ja etanolin suhdetta voidaan säätää vaatimusten mukaan. Vesipitoisen etanolin käytöllä liuottimena on useita etuja verrattuna pelkästään veden tai etanolin käyttöön. Ensinnäkin etanolin lisääminen veteen voi parantaa tiettyjen bioaktiivisten yhdisteiden, jotka eivät ole kovin liukoisia pelkästään veteen, kuten joidenkin fenoliyhdisteiden ja triterpenoidien, liukoisuutta. Toiseksi vesipitoisen etanolin käyttö voi johtaa suurempiin uuttosaantoihin verrattuna veteen tai etanoliin yksinään, 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 polaarisempien 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 uuttamiseen sienistä. Muita liuottimia, kuten etanolia, metanolia, asetonia ja heksaania, voidaan kuitenkin käyttää erityissovelluksissa tai kun veden uuttaminen ei ole riittävää. On tärkeää käyttää näitä liuottimia varoen ja noudattaa asianmukaisia turvallisuusmenettelyjä.