Extrait de crinière de lion obtenu par ultrasons

Les extraits de l’espèce fongique Hericium erinaceus, connue sous le nom de crinière de lion, sont produits le plus efficacement par ultrasonication. Les extracteurs à ultrasons brisent rapidement la matrice cellulaire fongique et permettent l’extraction complète des composés bioactifs du mycélium et du corps fructifère de la crinière de lion.

Extraction de la crinière de lion assistée par ultrasons

Composés bioactifs de la crinière de lion : Hericium erinaceus, également connu sous les noms communs de crinière de lion, yamabushitake japonais, pom pom, dent barbue, champignon hérisson ou tête de singe, est un champignon utilisé depuis des décennies comme remède traditionnel et agent thérapeutique. La crinière de lion contient de nombreux composés bioactifs : polysaccharides, stérols, glycoprotéines, terpénoïdes (p. ex. érinacines), ainsi que des composés phénoliques et volatils (p. ex. héricénones). Ces substances sont connues pour leurs effets antioxydants, antidiabétiques, anticancéreux, anti-inflammatoires, antimicrobiens, antihyperglycémiants et hypolipidémiants. La recherche scientifique a montré que les composés de la crinière de lion peuvent améliorer le développement et le fonctionnement neuronaux et pourraient protéger les nerfs contre les lésions. C’est pourquoi elle est actuellement testée comme agent thérapeutique contre la démence.

Cette vidéo présente l’extraction hautement efficace du champignon crinière de lion à l’aide de l’homogénéisateur à ultrasons Hielscher UP200Ht. L’extraction par ultrasons est la technique idéale pour produire des extraits de haute qualité à spectre complet contenant des polysaccharides tels que les bêta-glucanes, ainsi que des héricénones et des érinacines.

Extraction de la crinière de lion par ultrasons :
L’extraction de la crinière de lion par ultrasons est une technique qui utilise des ultrasons de haute puissance afin d’extraire les composés bioactifs du corps fructifère ou du mycélium de la crinière de lion (Hericium erinaceus). La crinière de lion est un champignon médicinal bien connu qui contient divers composés bioactifs bénéfiques pour la santé, tels que polysaccharides, bêta-glucanes, héricénones, érinacines et antioxydants.
Le procédé d’extraction de champignons par ultrasons repose sur l’utilisation d’ultrasonicateurs de type sonde qui génèrent une cavitation intense dans un milieu liquide (tel que l’eau, l’éthanol ou le méthanol) contenant la matière fongique. La cavitation ultrasonore ainsi générée provoque la rupture des parois cellulaires de la matière fongique, libérant les composés bioactifs dans le liquide / solvant. Les ondes ultrasonores améliorent également le transfert de masse des composés bioactifs de la matière fongique vers le solvant, ce qui augmente l’efficacité de l’extraction.
L’extraction de champignons par ultrasons est une technique d’isolement très efficace et rapide qui ne nécessite ni températures élevées ni produits chimiques nocifs. Les composés bioactifs extraits peuvent être utilisés pour diverses applications, telles que les compléments alimentaires, les aliments fonctionnels et les nutraceutiques. En outre, la méthode d’extraction de la crinière de lion par ultrasons est respectueuse de l’environnement et durable, ce qui en fait un choix idéal pour l’extraction de composés bioactifs à partir de sources naturelles.

Ces avantages font de la sonication une excellente technique d’extraction pour des extraits de champignons de haute qualité et expliquent pourquoi les ultrasonicateurs Hielscher sont utilisés dans le monde entier, en laboratoire comme dans l’industrie, pour la production d’extraits de champignons.

Protocole d’extraction de la crinière de lion par ultrasons

Valu et al. (2020) ont démontré une procédure d’extraction très efficace pour obtenir et concentrer les produits bioactifs de la biomasse de H. erinaceus, fondée sur les principes de l’extraction par ultrasons. L’appareil utilisé pour l’extraction était un processeur à ultrasons Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 Watts, 20 kHz) équipé de la sonotrode BS4d40 (40 mm de diamètre). Avant les expériences d’extraction, le processeur à ultrasons a été étalonné afin de déterminer la consommation de puissance nette. Pendant le processus de sonication, cette valeur a été automatiquement déduite de la consommation d’énergie brute, ce qui a permis de déterminer la puissance nette délivrée au milieu d’extraction. Pendant les expériences, les échantillons ont été placés dans un sac de glace sous agitation magnétique continue afin de maintenir une faible température d’échantillon. Une fois l’extraction terminée, les échantillons ont été filtrés sous vide puis centrifugés (2500× g pendant 5 min). Un évaporateur rotatif a été utilisé pour éliminer l’eau et l’alcool des surnageants. Les résidus d’eau et d’alcool restants des échantillons ont été soumis à une lyophilisation afin d’obtenir un extrait en poudre. Alternativement, le solvant peut être éliminé à l’aide d’un filtre sous vide et d’un évaporateur rotatif sous vide afin d’obtenir un concentré de champignon.

Les conditions d’extraction optimisées par ultrasons étaient les suivantes :

• ultrasonicateur UIP1000hdT avec sonotrode BS4d40 : amplitude 100%, cycle 100%)
• Hericium erinaceus séché et broyé
• solvant : éthanol aqueux à 80%
• rapport solvant–matière : 1:30 (g/mL)
• durée d’extraction : 45 min

La teneur totale en composés phénoliques de cet extrait optimisé de H. erinaceus était de 23,2 mg GAE/g DM et, dans le test DPPH, l’activité antioxydante a atteint une IC50 de 87,2 μg/mL.
L’équipe de recherche a démontré avec succès que l’extraction par ultrasons favorise efficacement l’isolement des antioxydants d’Hericium erinaceus, en particulier des polyphénols et des flavonoïdes corrélés au diterpénoïde érinacine A, connu pour sa forte activité antioxydante.
(cf. Valu et al., 2020)

Dans cette vidéo, nous présentons l’extraction de champignons chaga à l’eau froide par ultrasons. Le Hielscher UP100H est un homogénéisateur à ultrasons de 100 watts. Cette sonde de 14mm – MS14 – convient très bien à l’extraction végétale de petits lots. Vous pouvez régler l’intensité à l’aide de la molette de réglage de l’amplitude. Nous utilisons une intensité de 100% pour cette démonstration d’extraction.

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La crinière de lion est riche en chitine. Comme tous les champignons, la crinière de lion contient beaucoup de chitine dans ses parois cellulaires. La chitine est un biopolymère résistant qui confère aux parois cellulaires une grande rigidité et une grande solidité. En raison de sa forte teneur en chitine, la crinière de lion ne doit pas être consommée crue, car la chitine est difficilement digestible et peut provoquer des troubles gastriques.
Pour briser les parois cellulaires de la crinière de lion et extraire les composés bioactifs intracellulaires, des forces intenses sont nécessaires. C’est pourquoi les bains à ultrasons ou les bacs de nettoyage ne donnent pas les résultats d’extraction souhaités.
En savoir plus sur la comparaison d’efficacité entre un ultrasonicateur de type sonde et un bain à ultrasons !
À l’inverse, les sondes à ultrasons génèrent localement des ondes ultrasonores et une cavitation de haute intensité, qui fournissent l’énergie nécessaire pour rompre les parois cellulaires des champignons contenant de la chitine. De plus, la sonication par sonde est une méthode d’extraction non thermique qui empêche la dégradation thermique des composés bioactifs par la chaleur. C’est pourquoi les ultrasonicateurs de type sonde constituent la technique la plus efficace pour l’extraction de champignons médicinaux.

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Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicateurs :

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Bibliographie / Références

• 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

Bon à savoir

Composés bioactifs des champignons : mycélium ou corps fructifère

Les extraits de mycélium comme ceux de corps fructifère peuvent être produits par extraction par ultrasons, et chacun présente ses propres avantages. Le choix du meilleur dépend du cas d’utilisation spécifique et des résultats souhaités.
Les extraits de mycélium sont généralement moins coûteux et plus faciles à produire en grandes quantités que les extraits de corps fructifère, ce qui les rend plus accessibles. Le mycélium contient également de nombreux composés bénéfiques tels que des polysaccharides, de l’ergostérol et des enzymes.
En revanche, les extraits de corps fructifère contiennent des teneurs plus élevées en bêta-glucanes, triterpénoïdes et autres composés associés à des bienfaits pour la santé. Les corps fructifères présentent également tendance à offrir une gamme de composés plus diversifiée et peuvent être plus puissants dans certains cas.
En définitive, le choix entre extraits de mycélium et extraits de corps fructifère dépendra de l’application spécifique et des effets souhaités. Si vous recherchez un soutien immunitaire, par exemple, un extrait de mycélium peut être une bonne option en raison de sa forte teneur en polysaccharides. Si vous recherchez un soutien cognitif, un extrait de corps fructifère peut être un meilleur choix en raison de sa forte teneur en triterpénoïdes. Il convient également de noter que des extraits de haute qualité issus aussi bien du mycélium que du corps fructifère peuvent être efficaces et bénéfiques pour des usages variés.

Quelle est la meilleure méthode d’extraction des bêta-glucanes de la crinière de lion ?

L’extraction à l’eau froide par ultrasons est la meilleure technique pour libérer les composés hydrosolubles de champignons tels que le corps fructifère de la crinière de lion. L’extraction à l’eau froide par ultrasons perfore et brise les parois cellulaires résistantes des champignons afin de libérer de la matrice cellulaire les composés bioactifs tels que les β-glucanes. La sonication étant un procédé doux, elle n’endommage pas les composés phytochimiques et empêche la dégradation de tous les composés bioactifs bénéfiques pour la santé, y compris les bêta-glucanes.

Quels sont les avantages d’un extrait de champignon ?

Le procédé d’extraction, p. ex. l’extraction par ultrasons, libère de la matrice cellulaire les composés bioactifs tels que les bêta-glucanes. Par conséquent, les extraits de champignons contiennent des quantités plus élevées de composés bioactifs que la poudre de champignon moulue. La fraction principale des β-glucanes, qui sont des polymères de haut poids moléculaire, est soluble dans l’eau. C’est pourquoi l’extraction à l’eau froide par ultrasons n’est pas seulement une méthode d’extraction saine et respectueuse de l’environnement, mais elle libère aussi efficacement les β-glucanes des cellules du champignon dans l’eau. Grâce à l’extrait, il devient possible de produire des agents thérapeutiques et des compléments alimentaires contenant une quantité constante de molécules bioactives dans chaque dose.

Composés bioactifs de la crinière de lion

Parmi les métabolites bioactifs très importants et bien étudiés figurent également les érinacines (A-I), un groupe de diterpénoïdes de type cyathane extraits du mycélium d’Hericium erinaceus, ou crinière de lion, ou yamabushitake, et les héricénones (C-H), des dérivés de l’alcool benzylique extraits du corps fructifère. Ces deux groupes de composés peuvent facilement franchir la barrière hémato-encéphalique et ont démontré des effets neurotropes et neuroprotecteurs. Ils induiraient la synthèse du facteur de croissance nerveuse (NGF), aussi bien in vitro qu’in vivo. Toutefois, ce champignon médicinal possède également des propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires, anticancéreuses, immunostimulantes, antidiabétiques, antimicrobiennes, hypolipidémiantes et antihyperglycémiantes, bien que son usage le plus fréquent soit le traitement des maladies neurodégénératives et des troubles cognitifs.
Il a été prouvé que l’érinacine A, principal représentant du groupe des érinacines, exerce un effet protecteur efficace contre la maladie de Parkinson. Dans un modèle murin de la maladie de Parkinson induit par la 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine (MPTP), l’érinacine A a entraîné une réduction de la perte de cellules dopaminergiques induite par la MPTP, de la mort cellulaire apoptotique induite par le stress oxydatif, et des taux de glutathion, de nitrotyrosine et de 4-hydroxy-2-nonénal (4-HNE) ; elle a également inversé les déficits moteurs associés à la MPTP et réduit l’altération de la cytotoxicité et de l’apoptose des cellules neuronales induites par le 1-méthyl-4-phénylpyridinium (MPP), par une activation soutenue par le stress du réticulum endoplasmique (ER) des voies IRE1α/TRAF2, JNK1/2 et p38 MAPK, l’expression de la protéine homologue de C/EBP (CHOP), d’IKB-β et de NF-κB, ainsi que de Fas et de Bax. Ce métabolite s’est également révélé efficace contre l’accident vasculaire cérébral ischémique, comme le rapporte une étude menée sur des rats, dans laquelle on a observé la réduction de l’apoptose neuronale ainsi que de la taille de la cavité de l’AVC dans le cerveau, par le ciblage des voies iNOS/espèces réactives de l’azote (RNS) et protéine kinase p38 activée par les mitogènes (MAPK)/protéine homologue de la protéine de liaison à l’amplificateur CCAAT (CHOP).
L’érinacine A aurait également une activité antitumorale significative sur les cellules humaines de cancer gastrique TSGH 9201, dans lesquelles elle a induit une apoptose significative associée à une phosphorylation accrue des voies kinase d’adhésion focale/protéine kinase FAK/Akt/p70S6K et sérine/thréonine kinase PAK-1. Elle a également entraîné une augmentation de la cytotoxicité et de la production de ROS, la réduction de l’invasivité et l’activation des caspases, ainsi que l’expression du récepteur de nécrose tumorale TRAIL. La forte action antitumorale de ce métabolite a ensuite été confirmée par une étude récente, à la fois in vitro sur deux lignées cellulaires humaines de cancer du côlon (DLD-1 et HCT-116) et in vivo sur un modèle murin, qui a permis de mieux élucider ses mécanismes. Les effets du traitement comprenaient la stimulation des voies d’activation de l’apoptose extrinsèque (TNFR, Fas, FasL, caspases), la suppression de l’expression des molécules antiapoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL, et la phosphorylation de la kinase Jun N-terminale JNK1/2, sensible aux stimuli de stress, de NF-κB p50 et p330. Il a également été démontré que la régulation positive des molécules de récepteurs de mort via la voie JNK MAPK/p300/NF-κB est médiée par la modification de l’histone H3K9K14ac ; les résultats du test in vivo ont en effet révélé des taux accrus d’histone H3K9K14ac, ainsi qu’une acétylation des histones sur les promoteurs de Fas, FasL et TNFR.
Une autre érinacine, l’érinacine C, est connue pour ses actions anti-neuroinflammatoires et neuroprotectrices, qui pourraient s’exercer par un mécanisme d’inhibition de l’expression des protéines IκB, p-IκBα (impliquée dans la cascade de transduction du signal NF-κB en amont) et oxyde nitrique synthase inductible (iNOS), ainsi que par l’activation de la voie de protection contre le stress Nrf2/HO-1. Le traitement de cellules microgliales humaines BV2 présentant une inflammation induite par le LPS a entraîné une réduction des taux de monoxyde d’azote (NO), d’IL-6, de TNF-α et d’iNOS, l’inhibition de l’expression de NF-κB, et la phosphorylation des protéines IκBα (p-IκBα), ainsi que l’inhibition de la protéine 1 associée à ECH de type Kelch (Keap1), et une augmentation du facteur de transcription nucléaire apparenté au facteur érythroïde 2 (Nrf2) et de l’expression de la protéine hème oxygénase-1 (HO-1).
(extrait de Venturella et al., 2021)