מיצוי בטא־גלוקנים מפטריות באמצעות אולטרסאונד

מיצוי בטא־גלוקנים מפטריות לצורכי בדיקות מעבדה או ייצור משלב קיצוץ, טחינה או ריסוק של הפטריות, מיצוי בסיוע אולטרסאונד ושיקוע של בטא־גלוקנים. להלן תיאור מפושט של תהליך מיצוי הבטא־גלוקנים, לצד נפחים ומשקלים לדוגמה לניסוי בקנה מידה מעבדתי. שימו לב שהתנאים והמידות הספציפיים עשויים להשתנות בהתאם לסוג הפטרייה ולדרגת הטוהר הנדרשת של הבטא־גלוקן.

חומרים וציוד

• פטריות (למשל, 100g של פטריות קצוצות או פרוסות)
• מים מזוקקים קרים (למשל, 500mL)
• בלנדר או מטחנה
• כוסות כימיות או בקבוקים מעבדתיים מזכוכית
• נייר סינון או מערכת לסינון בוואקום
• צנטריפוגה (אופציונלי)
• אלכוהול (למשל, אתנול) לשיקוע
• מקרר
• תנור ייבוש

פרוטוקול למיצוי בטא־גלוקן

1. טחנו או רסקו את הפטריות (למשל, פטריית צ'אגה או רעמת האריה) לחלקיקים גסים בגודל של כ־1 עד 3 מילימטרים. לדוגמה, השתמשו ב־100g של חלקיקי פטריות מיובשות.
2. לאחר מכן הוסיפו את חלקיקי הפטריות לכוס כימית או לבקבוק מעבדתי מזכוכית.
3. בשלב הבא הוסיפו 500mL של מים מזוקקים לכוס הכימית המכילה את חלקיקי הפטריות המיועדים למיצוי. היחס בין המים לפטריות עשוי להשתנות בהתאם לסוג הפטרייה הספציפי ולגודל החלקיקים.
4. לאחר ערבוב התרחיף, בצעו סוניקציה של התערובת באמצעות הומוגנייזר אולטרסוני מעבדתי (למשל, UP400St עם סונוטרודה של 22mm באמפליטודה של 100% או UP200Ht עם סונוטרודה של 14mm באמפליטודה של 100%) ושמרו על טמפרטורה נמוכה מ־90°C. טמפרטורות נמוכות יותר מסייעות בשימור תרכובות רגישות לחום, כגון בטא־גלוקנים, במהלך המיצוי. בצעו סוניקציה במשך כ־5 עד 10 דקות בשימוש ב־UP400St ובמשך 10 עד … דקות בשימוש ב־UP200Ht, בהתאמה. שימו לב שהטמפרטורה וזמן המיצוי עשויים להשתנות בהתאם להספק האולטרסוני שבו משתמשים. כמובן, נפחים גדולים יותר ידרשו זמני סוניקציה ארוכים יותר.
5. סננו את התערובת שעברה סוניקציה דרך נייר סינון או השתמשו במערכת לסינון בוואקום כדי להפריד את הנוזל (המכיל את הבטא־גלוקנים שמוצו) משאריות הפטריות המוצקות.
6. לאחר מכן שקעו את הבטא־גלוקנים מתוך הנוזל באמצעות הוספת אלכוהול (למשל, אתנול). בדרך כלל ניתן להשתמש ב־2–3 נפחים של אלכוהול לשיקוע.
7. לאחר מכן אחסנו את התערובת במקרר למשך כמה שעות כדי לאפשר לבטא־גלוקנים לשקוע.
8. לאחר השיקוע ניתן למזוג בזהירות את הנוזל ולאסוף את משקע הבטא־גלוקן.
9. לבסוף, יבשו את הבטא־גלוקנים בתנור בטמפרטורה נמוכה (למשל, 40–50°C) עד שכל האלכוהול מסולק ומתקבלת אבקה יבשה.

סרטון זה מדגים מיצוי יעיל ביותר של פטריות רעמת האריה באמצעות ההומוגנייזר העל־קולי UP200Ht של Hielscher.

פטריות שונות זו מזו במאפייניהן. לכן, תהליך מיצוי הבטא־גלוקן עשוי להשתנות בהתאם לגורמים כגון מין הפטרייה הספציפי, מצב הפטריות (מיובשות או טריות), גודל החלקיקים וטמפרטורת המיצוי. כדי למטב את הליך המיצוי שלכם, שקלו להתנסות בפרמטרים שונים, ובהם שינוי היחסים בין המוצק לנוזל, התאמת הטמפרטורות, בחינת ממסים שונים ובדיקת משכי סוניקציה והגדרות אמפליטודה מגוונים.

מיצוי אנזימטי של בטא־גלוקן בסיוע אולטרסאונד

מיצוי אנזימטי בסיוע אולטרסאונד הוא שיטה למיצוי בטא־גלוקנים מפטריות באמצעות שילוב של אנזימים וגלים אולטרסוניים. תהליך זה מגביר את יעילות המיצוי באמצעות פירוק דופנות התאים של הפטריות והקלה על שחרור הבטא־גלוקנים.

הגדלת קנה המידה של מיצוי בטא־גלוקן מפטריות

לאחר שגיבשתם פרוטוקול למיצוי בטא־גלוקן העונה על דרישותיכם, הגדלת קנה המידה של תהליך המיצוי יכולה להיות משימה פשוטה.

הגדלת קנה המידה של מיצוי במנות

אם אתם מתכננים להגדיל את קנה המידה באמצעות שיטת מיצוי במנות, אנו ממליצים להגדיל את נפח המנה תוך שמירה על יחסים קבועים בין המוצק לנוזל ועל כל שאר הפרמטרים ללא שינוי. אם אתם ממשיכים להשתמש באותו הומוגנייזר אולטרסוני, הקפידו להאריך את זמן הסוניקציה באופן יחסי. עבור מנות העולות על 1 ליטר, כדאי לשקול שילוב של בוחש איטי כדי לשמור על החלקיקים בתרחיף ולשפר את אחידות המיצוי. התמונה שלהלן מציגה מערך למיצוי במנות של 8 ליטרים, המשתמש בהומוגנייזר אולטרסוני UP400St בשילוב בוחש מעבדתי.

מיצוי פטריות בזרימה רציפה

למעוניינים במיצוי רציף של כמויות גדולות יותר של בטא־גלוקנים מפטריות, Hielscher Ultrasonics מציעה כורי תא זרימה המיועדים למיצוי חומר צמחי. אם הדבר רלוונטי עבורכם, אנו מזמינים אתכם לפנות אלינו ישירות לקבלת מידע נוסף. הצוות הטכני שלנו ישמח לסייע בקביעת המערך המתאים ביותר לצרכים הספציפיים שלכם. עם זאת, ביצוע הניסוי בקנה המידה המעבדתי שהוזכר קודם לכן עם מין הפטרייה הספציפי שלכם עשוי להיות בעל ערך רב להבנת הדרישות המדויקות של התהליך. התמונה שלהלן מציגה כור תא זרימה גדול עם הומוגנייזר אולטרסוני UIP4000hdT למיצוי בטא־גלוקנים בהיקף של כ־50 עד 200 ליטרים של תרחיף פטריות וממס בשעה.

ריכוז בטא־גלוקן אמפירי במיני פטריות

להלן רשימה של ריכוזי בטא־גלוקן אמפיריים שהתקבלו במיצוי ממיני פטריות שונים.

Mushroom Species	Total 1,3-1,6-β-D-glucan (g/100g dry mass)
Boletus pinophilus	9,8%
Suillus granulatus	13,3%
Craterellus cornucopioides	4,5%
Suillus variegatus	13,7%
Hydnum repandum	4,1%
Gyroporus cyanescens	14,3%
Tricholomopsis rutilans	10,2%
Agaricus bisporus (portobello)	4%
Agaricus bisporus (cremini)	4%
Auricularia auricular-judae	16,8%

1,3-1,6-β-D-glucan content in the analyzed wild-growing and cultivated mushrooms, Source:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Quantitative Evaluation of 1,3-1,6-Β-D-Glucan Contents in Wild–Growing Species of Edible Polish Mushrooms. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.