Extraction par ultrasons des champignons médicinaux
Les champignons médicinaux sont connus depuis l’Antiquité pour leurs bienfaits exceptionnels sur la santé. Récemment, les champignons médicinaux sont devenus un produit grand public pour améliorer la santé et stimuler l’énergie. Pour profiter de tout le spectre des effets bénéfiques des champignons médicinaux sur la santé, des composés tels que les polysaccharides, les triterpénoïdes et d’autres substances bioactives doivent être libérés des cellules du champignon. L’extraction par ultrasons est une excellente technique pour isoler les composés bioactifs de matières botaniques telles que le Reishi, la crinière de lion, le Cordyceps, le Shiitake, le Chaga, etc.
Extraits de champignons médicinaux – fabriqués par ultrasons
Les champignons médicinaux ont établi leur statut de superaliment et de nootropique grâce à leurs effets extraordinaires sur les fonctions cognitives et le système immunitaire. Outre leurs effets stimulants sur la santé et les capacités cognitives, les champignons médicinaux sont utilisés pour prévenir et traiter des maladies (p. ex. cancer, diabète, inflammation, etc.). Les espèces de champignons comestibles les plus connues sont le Chaga, le Reishi, la crinière de lion, le Cordyceps, le Shiitake et le Maitake.
L’UP100H, un puissant extracteur à ultrasons de 100 watts, est utilisé pour extraire des composés bioactifs du champignon chaga (Inonotus obliquus).
En ce qui concerne les effets les plus marquants des champignons sur la santé, il a été démontré que les composés bioactifs des champignons renforcent l’immunité, augmentent le facteur de croissance nerveuse (NGF), améliorent l’endurance lors de l’activité physique ainsi que la longévité. Les composés bioactifs responsables de ces effets bénéfiques pour la santé sont par exemple des polysaccharides tels que les α-glucanes et les β-glucanes. Le profil des glucanes diffère selon les espèces de champignons et explique l’utilisation spécifique des différents champignons pour obtenir des effets variés. Par exemple, la crinière de lion favorise le facteur de croissance nerveuse (NGF), tandis que le champignon Cordyceps améliore l’endurance et que le Reishi soutient le système immunitaire et la longévité.
Cliquez sur les liens suivants pour en savoir plus sur l’extraction à partir de champignons spécifiques, y compris des protocoles d’extraction et des démonstrations vidéo :
Pourquoi des extraits de champignons ?
Les extraits de champignons sont avantageux car il suffit d’en consommer de petites quantités pour obtenir les mêmes effets qu’en ingérant de grandes quantités de poudres de champignons, ce qui est nécessaire pour obtenir les effets souhaités. Les extraits de champignons isolés par ultrasons vous apportent tous les nutriments importants et toutes les substances bioactives sous une forme très concentrée !
Extraction par ultrasons des polysaccharides
Pour isoler les polysaccharides (tels que les alpha-glucanes et les bêta-glucanes), les triterpènes et d’autres composés bioactifs des champignons médicinaux, l’extraction par ultrasons est la technique la plus pratique, la plus efficace et la plus performante.
D’autres composants bénéfiques présents dans de nombreux champignons comestibles sont le sélénium, la vitamine D et la vitamine B3. Grâce à une sonication intense, les parois cellulaires des champignons (constituées de chitine) sont perforées et lysées, de sorte que les composés chimiques tels que les polysaccharides, les vitamines, etc. sont libérés dans le solvant environnant. L’extraction par ultrasons est très efficace et libère tout le spectre des composés bioactifs en un temps d’extraction très court par rapport aux techniques d’extraction traditionnelles.
Après l’extraction, les composés bioactifs peuvent être séparés et purifiés par filtration, distillation / évaporation et précipitation afin de préparer des extraits de champignons très concentrés et très efficaces. Ces extraits de champignons sont ensuite transformés en médicaments, compléments alimentaires, ingrédients d’aliments fonctionnels, teintures et toniques.
Extraction par ultrasons à l’eau ou au solvant
Un énorme avantage de l’extraction par ultrasons est le large choix de solvants disponibles. L’isolement assisté par ultrasons de composés phytochimiques et bioactifs peut être réalisé dans des solvants tels que l’eau, l’éthanol, le méthanol, l’isopropanol, les mélanges eau/éthanol, la glycérine, les huiles végétales, etc.
Selon les composés ciblés à isoler, l’extraction de champignons assistée par ultrasons peut être réalisée dans l’eau ou dans des solvants tels que l’éthanol, le méthanol, l’isopropanol, etc. Comme les champignons contiennent principalement des composés cibles hydrosolubles et seulement quelques composants non hydrosolubles, l’extraction à l’eau ou à l’éthanol aqueux est généralement la méthode privilégiée. Les solvants à plus forte teneur en alcool sont utilisés spécifiquement pour isoler des extraits riches en triterpènes.
UP400St L’ultrasonicateur UP400St est très efficace et permet une extraction rapide de composés bioactifs tels que les polysaccharides, les terpènes, les alcaloïdes et d’autres composés mycochimiques à partir du mycélium et du corps fructifère des champignons médicinaux.
- Efficacité maximale
- Extraction rapide
- Extraction plus complète
- Extraits à spectre complet de haute qualité
- Procédé doux et non thermique (extraction à froid)
- Qualité pharmaceutique / alimentaire
- Procédé standardisé
- Choix de divers solvants
- Utilisation sûre et facile
Résultats de l’extraction de champignons par ultrasons
Les paramètres du procédé à ultrasons sont essentiels pour l’isolement et la récupération des composés phytochimiques. Premièrement, les paramètres ultrasonores tels que l’amplitude, la pression et la température sont des facteurs importants pour ajuster le procédé d’extraction afin d’obtenir le rendement et la qualité les plus élevés. Deuxièmement, des conditions de procédé contrôlées avec précision garantissent que les extraits ne sont pas dégradés par des contraintes de procédé trop fortes (p. ex. des températures élevées). Par exemple, les composés botaniques tels que les polysaccharides sont sujets à la dégradation lorsqu’ils sont exposés à des températures élevées.
Les extracteurs de Hielscher Ultrasonics peuvent être contrôlés avec exactitude – en réglant l’amplitude, la pression et la température sur des conditions optimales. Cela permet d’obtenir des résultats reproductibles, une qualité d’extrait constante et une standardisation du procédé.
Des recherches (Alzorqi et al.) ont montré que les (1-3 ; 1-6)-β-d-glucanes de champignons malaisiens extraits par sonication présentent une activité antioxydante plus élevée, un poids moléculaire plus élevé et un degré de ramification optimal par rapport aux extraits produits par des techniques d’extraction conventionnelles.
Extracteurs à ultrasons haute performance
Hielscher Ultrasonics est un fabricant expérimenté de longue date d’ultrasonicateurs haute performance, utilisés avec succès pour l’isolement de composants bioactifs à partir de matières botaniques et de champignons. Avec une gamme de produits couvrant tout l’éventail, des petits ultrasonicateurs portatifs aux systèmes de paillasse et pilotes jusqu’aux unités entièrement industrielles, Hielscher Ultrasonics est votre partenaire qui vous accompagne du premier test de faisabilité et de l’optimisation du procédé jusqu’à l’installation finale de votre ligne de production industrielle. Pour libérer des composés bioactifs de matières botaniques, des amplitudes élevées peuvent être nécessaires – en particulier lorsque des parois cellulaires robustes doivent être perforées et lysées. Les processeurs à ultrasons de Hielscher Ultrasonics, p. ex. UIP500hdT ou UIP2000hdT, peuvent fonctionner à des amplitudes très élevées allant jusqu’à 200µm. Ces amplitudes élevées peuvent bien entendu être maintenues en continu, en fonctionnement 24/7. La robustesse des ultrasonicateurs Hielscher garantit un fonctionnement 24/7 sans souci en service intensif et dans des environnements exigeants.
- Extracteurs à ultrasons haute performance
- Contrôle précis
- Résultats reproductibles
- Évolutivité linéaire
- Robustes et nécessitant peu d’entretien
- Conseil et service
- Utilisation facile et sûre
SonoStation – un système à ultrasons composé de 2x ultrasonicateurs de 2kW, d’une cuve agitée et d’une pompe – est excellente pour l’extraction de grandes quantités.
| Volume du lot | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 à 20L | 0,2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | plus grand | cluster de UIP16000 |
Extracteurs à ultrasons de haute puissance, du laboratoire à l’échelle pilote et industrielle.
Bibliographie / Références
- Alzorqi I., Sudheer S., Lu T.J., Manickam S. (2017): Ultrasonically extracted β-d-glucan from artificially cultivated mushroom, characteristic properties and antioxidant activity. Ultrasonic Sonochemistry 2017. 531-540.
- Alzorqi I., Singh A., Manickam S., Al-Qrimli H. (2016): Optimization of ultrasound assisted extraction (UAE) of β-D-glucan polysaccharides from Ganoderma lucidum for prospective scale-up. Resource-Efficient Technologies 2016.
- Khan, A.A., Gani A., Masoodi F., Kousar S., Ahmad M. (2014): Antioxidant and Functional Properties of β-Glucan Extracted from Edible Mushrooms Agaricus Bisporus, Pleurotus Ostreatus and Coprinus Atramentarius. Proceedings of the 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP8) 2014.
- Vardanega R., Santos D.T., Meireles M.A.M. (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Faits à connaître
Extraction par ultrasons – principe de fonctionnement
L’extraction par ultrasons est une technologie simple, peu coûteuse, rapide et efficace, qui intensifie l’extraction liquide-solide et surpasse les techniques d’extraction traditionnelles. Les principaux avantages de l’extraction solide–liquide par ultrasons reposent sur une cinétique d’extraction et un transfert de masse plus rapides ainsi que sur une augmentation du rendement de l’extrait. Un autre avantage est la possibilité de mener le procédé d’extraction à des températures plus basses, ce qui protège les composés thermosensibles de la dégradation. Par rapport à d’autres techniques d’isolement telles que les micro-ondes ou le CO2 supercritique, l’extracteur à ultrasons est moins coûteux (à l’achat comme à l’exploitation), convivial et sûr à utiliser.
L’extraction par ultrasons repose sur la cavitation acoustique et ses forces de cisaillement hydrodynamiques. Les systèmes de Hielscher Ultrasonics génèrent des ondes ultrasonores intenses et une cavitation pour l’extraction de composés phytochimiques à partir de matières botaniques.
Cavitation acoustique – le phénomène du traitement par ultrasons : lorsque des ondes ultrasonores intenses sont couplées dans un milieu liquide, des cycles de compression et d’expansion sont appliqués au fluide. Pendant l’expansion (raréfaction), des bulles de vide ou cavités apparaissent dans le liquide. Ces bulles de vide se forment lorsque la pression négative exercée dépasse la résistance à la traction du fluide. Au fil de plusieurs cycles de compression / raréfaction, les bulles de vide grossissent jusqu’à atteindre un point où elles ne peuvent plus absorber d’énergie, de sorte qu’elles s’effondrent violemment (implosion des bulles). Lors de l’implosion des bulles, des conditions extrêmes telles que des différentiels de température et de pression très élevés, des courants de liquide et des forces de cisaillement apparaissent localement. Ces forces intenses brisent les cellules (de végétaux et de tissus), de sorte que le matériel intracellulaire (p. ex. polysaccharides, terpènes, protéines, flavones, etc.) est libéré dans le solvant. Le processus de formation, de croissance et d’effondrement des bulles de vide est connu sous le nom de cavitation.
Champignon
Le terme « fungus » (pluriel : fungi) est le terme botanique désignant tous les membres du groupe d’organismes eucaryotes qui comprend des micro-organismes tels que les levures et les moisissures, ainsi que les champignons. En particulier dans la médecine traditionnelle (p. ex. médecine asiatique / chinoise), les champignons sont administrés pour produire de multiples effets tels que des améliorations cognitives, un renforcement du système immunitaire ou pour atteindre la longévité. Aujourd’hui, les champignons médicinaux ne sont pas seulement utilisés comme médicament alternatif : les extraits de champignons sont également consommés comme aliments fonctionnels ou superaliments. Par exemple, des champignons tels que le maitake, le cordyceps, la queue de dinde et le reishi sont ingérés pour profiter de leur effet immunomodulateur. Plusieurs espèces de champignons, comme les champignons à psilocybine (appelés familièrement champignons magiques), sont utilisées pour leurs propriétés psychédéliques. Les champignons ne sont pas des plantes et sont classés dans le règne des Fungi.
Polysaccharides
Les polysaccharides sont d’importants composés bioactifs présents dans les champignons médicinaux. Ils sont utilisés comme composés biochimiquement actifs dans des applications pharmaceutiques et nutraceutiques et présentent des effets positifs tels que la régulation immunitaire, l’inversion ou la prévention des dommages dus aux radiations, une action anticoagulante, ainsi que des activités anticancéreuses, antivirales et hypoglycémiantes. Les polysaccharides issus de champignons lentinane, schizophyllane et krestin ont été acceptés comme immunoceutiques (médicaments qui renforcent le système immunitaire) au Japon, en Corée et en Chine.
Outre les polysaccharides, les champignons contiennent, entre autres composants bénéfiques, des phénols, des hétéropolysaccharides, des glycogènes, des vitamines et des triterpènes.
Espèces de champignons médicinaux
Dans le champignon Chaga qui est également appelé Inonotus obliquus ou champignon noir des arbres (appelé plus familièrement cinder conk, birch conk, clinker polypore), les polysaccharides sont les composés actifs les plus importants. Les polysaccharides du Chaga possèdent une très forte activité antioxydante qui piège les radicaux libres.
La crinière de lion (Hericium erinaceus) est un champignon comestible et médicinal appartenant au groupe des hydnes. La crinière de lion est connue pour ses effets neuroprotecteurs et nootropiques, ce qui signifie qu’elle est utilisée pour améliorer la mémoire et les fonctions cognitives.
Le Reishi (Ganoderma lucidum, également connu sous les noms de Ling Zhi / Lingzhi, Mannentake, champignon de l’immortalité) est un polypore facilement reconnaissable à son chapeau rouge verni en forme de rein. Le champignon Reishi produit un groupe de triterpènes appelés acides ganodériques. Les acides ganodériques présentent une structure moléculaire semblable à celle des hormones stéroïdes. En outre, d’autres composés présents dans le Reishi comprennent des polysaccharides (p. ex. le bêta-glucane), la coumarine, le mannitol et des alcaloïdes. Les stérols isolés de ce champignon comprennent le ganodérol, l’acide ganodérénique, le ganodériol, le ganodermanontriol, le lucidadiol et le ganodermadiol. D’un point de vue culinaire, le Reishi est connu pour son goût amer et il est souvent consommé dans des boissons à base de café.
Le Shiitake (Lentinula edodes ; appelé familièrement champignon de la Forêt-Noire, Xiang Gu, champignon parfumé) est largement utilisé comme ingrédient dans les plats asiatiques. Lorsqu’il est administré pour des raisons de santé, le Shiitake renforce le système immunitaire et entraîne une diminution significative de l’inflammation.
Coriolus versicolor (Trametes versicolor, Polyporus versicolor ; appelé familièrement queue de dinde, Yun Zhi, Kawaratake) contient les polysaccharides PSK, PSP et Kresin ainsi que des glucanes B-1,3 et B-1,4. Les polysaccharides sont utilisés pour améliorer la fonction immunitaire chez les patients atteints de certains cancers lorsqu’ils sont utilisés en complément d’une chimiothérapie. Dans la médecine traditionnelle chinoise, la queue de dinde est utilisée comme tonique.
Cordyceps sinensis (Ophiocordyceps sinensis ; également connu sous le nom de champignon chenille chinois, Dong Chong Xia Cao, yartsa gunbu) est un autre champignon aux propriétés antioxydantes exceptionnelles. Le Cordyceps contient de puissants antioxydants qui neutralisent les radicaux libres nocifs et renforce également l’activité du système antioxydant inné de l’organisme.
Le Maitake (Grifola frondosa ; champignon nuage, Hui Shu Hua, poule des bois, tête de bélier, tête de mouton) est un polypore dont il a été démontré qu’il stimule à la fois le système immunitaire inné et le système immunitaire adaptatif. Des recherches ont montré que le Maitake stimule le système immunitaire des patientes atteintes d’un cancer du sein. En outre, il présente des effets hypoglycémiants, car ce champignon contient un inhibiteur de l’alpha-glucosidase.
Agaricus subrufescens (également appelé Agaricus blazei, Agaricus brasiliensis, Agaricus rufotegulis ; familièrement champignon amande, champignon du soleil, champignon de Dieu, champignon de vie, agaric royal du soleil, jisongrong ou himematsutake) est un champignon comestible qui se caractérise par son goût sucré et son parfum d’amande. Le champignon Agaricus est un champignon médicinal populaire, principalement utilisé pour ses effets stimulants sur le système immunitaire.