תמצית רעמת האריה המופקת באמצעות אולטרסאונד

תמציות מהפטרייה מהמין Hericium erinaceus, המוכרת בשם רעמת האריה, מופקות בצורה היעילה ביותר באמצעות סוניקציה. מכשירי מיצוי אולטרסוניים מבקעים במהירות את מטריצת תאי הפטרייה ומאפשרים מיצוי מלא של תרכובות פעילות ביולוגית מהתפטיר ומגוף הפרי של רעמת האריה.

מיצוי פטריית רעמת האריה בסיוע אולטרסאונד

תרכובות פעילות ביולוגית ברעמת האריה: Hericium erinaceus, המוכרת גם בשמות העממיים רעמת האריה, ימאבושיטאקה ביפנית, פונפון, שן מזוקנת, קיפוד או פטריית ראש הקוף, היא פטרייה המשמשת זה עשרות שנים ברפואה המסורתית וכאמצעי טיפולי. רעמת האריה מכילה תרכובות רבות בעלות פעילות ביולוגית: רב־סוכרים, סטרולים, גליקופרוטאינים, טרפנואידים (למשל ארינצינים), וכן תרכובות פנוליות ונדיפות (למשל הריצנונים). חומרים אלה ידועים בהשפעותיהם נוגדות החמצון, הסוכרת, הסרטן, הדלקת והמיקרואורגניזמים, וכן בהשפעותיהם המפחיתות רמות גבוהות של גלוקוז בדם ומורידות את רמות השומנים בדם. מחקרים מדעיים הראו כי התרכובות ברעמת האריה יכולות לשפר את ההתפתחות והתפקוד של תאי עצב ועשויות להגן על עצבים מפני נזק. לכן היא נבחנת כיום כאמצעי טיפולי לדמנציה.

סרטון זה מדגים מיצוי יעיל ביותר של פטריות רעמת האריה באמצעות ההומוגנייזר העל־קולי UP200Ht של Hielscher. מיצוי על־קולי הוא הטכניקה האידיאלית להפקת תמציות איכותיות המכילות את מלוא קשת הרכיבים, ובהם רב־סוכרים כגון בטא־גלוקנים, וכן הריצנונים וארינצינים.

מיצוי אולטרסוני של רעמת האריה:
מיצוי אולטרסוני של רעמת האריה הוא שיטה המשתמשת באולטרסאונד בהספק גבוה כדי למצות תרכובות פעילות ביולוגית מגוף הפרי או מהתפטיר של פטריית רעמת האריה (Hericium erinaceus). פטריית רעמת האריה היא פטריית מרפא מוכרת, והיא מכילה מגוון תרכובות פעילות ביולוגית התורמות לבריאות, כגון רב־סוכרים, בטא־גלוקנים, הריצנונים, ארינצינים ונוגדי חמצון.
תהליך המיצוי האולטרסוני של פטריות כולל שימוש במכשירים אולטרסוניים מסוג גשוש, היוצרים קוויטציה עזה בתווך נוזלי (כגון מים, אתנול או מתנול) המכיל את חומר הפטרייה. הקוויטציה האולטרסונית הנוצרת גורמת לפירוק דופנות התאים של חומר הפטרייה ולשחרור התרכובות הפעילות ביולוגית אל הנוזל / הממס. הגלים האולטרסוניים גם מגבירים את מעבר המסה של התרכובות הפעילות ביולוגית מחומר הפטרייה אל הממס, ובכך מעלים את יעילות המיצוי.
מיצוי אולטרסוני של פטריות הוא שיטת בידוד יעילה מאוד ומהירה, שאינה דורשת טמפרטורות גבוהות או כימיקלים מזיקים. התרכובות הפעילות ביולוגית שמוצו יכולות לשמש במגוון יישומים, כגון תוספי תזונה, מזונות פונקציונליים ומוצרי תזונה בעלי תועלת רפואית. נוסף על כך, שיטת המיצוי האולטרסוני של רעמת האריה ידידותית לסביבה ובת־קיימא, ולכן היא בחירה אידיאלית למיצוי תרכובות פעילות ביולוגית ממקורות טבעיים.

יתרונות אלה הופכים את הסוניקציה לשיטת מיצוי מצוינת להפקת תמציות פטריות באיכות גבוהה, והם הסיבה לכך שמכשירים אולטרסוניים של Hielscher משמשים ברחבי העולם במעבדות ובתעשייה לייצור תמציות פטריות.

פרוטוקול למיצוי אולטרסוני של רעמת האריה

Valu et al. (2020) הדגימו הליך מיצוי יעיל ביותר לקבלת התוצרים הפעילים ביולוגית של הביומסה של H. erinaceus ולריכוזם, המבוסס על עקרונות המיצוי האולטרסוני. המכשיר ששימש למיצוי היה מעבד אולטרסוני של Hielscher ‏(Hielscher UIP1000hdT, 1000 Watts, 20 kHz) עם סונוטרודה BS4d40 (בקוטר 40 mm). לפני ניסויי המיצוי, המעבד האולטרסוני כויל כדי לקבוע את צריכת ההספק נטו. במהלך תהליך הסוניקציה, ערך זה הופחת אוטומטית מצריכת האנרגיה ברוטו, וכך ניתן היה לקבוע את ההספק נטו שהועבר לתווך המיצוי. במהלך הניסויים הונחו הדגימות בשקית קרח תוך ערבול מגנטי רציף כדי לשמור על טמפרטורה נמוכה של הדגימות. לאחר השלמת המיצוי, הדגימות סוננו בוואקום ולאחר מכן עברו צנטריפוגה (2500× g למשך 5 min). מאייד סיבובי שימש לסילוק מים ואלכוהול מהנוזלים העליונים. שאריות המים והאלכוהול שנותרו מהדגימות עברו ייבוש בהקפאה כדי לקבל תמצית אבקתית. לחלופין, ניתן להסיר את הממס באמצעות מסנן ואקום ומאייד ואקום סיבובי כדי לקבל תרכיז פטריות.
 

 
תנאי המיצוי המיטביים באמצעות אולטרסאונד היו כדלקמן:

• המכשיר האולטרסוני UIP1000hdT עם סונוטרודה BS4d40: משרעת של 100%, מחזור פעולה של 100%)
• Hericium erinaceus מיובש וטחון
• ממס: אתנול מימי בריכוז 80%
• יחס ממס–חומר: 1:30 (g/mL)
• זמן מיצוי: 45 min

התכולה הכוללת של תרכובות פנוליות בתמצית מיטבית זו של H. erinaceus הייתה 23.2 mg GAE/g DM, ובבדיקת DPPH הגיעה הפעילות נוגדת החמצון לערך IC50 של 87.2 μg/mL.
צוות המחקר הדגים בהצלחה כי מיצוי אולטרסוני מקדם ביעילות את בידודם של נוגדי חמצון ב-Hericium erinaceus, ובייחוד פוליפנולים ופלבונואידים שיש להם מתאם עם הדיטרפנואיד ארינצין A, הידוע בפעילותו נוגדת החמצון הגבוהה.
(ראו Valu et al., 2020)

בסרטון זה אנו מדגימים מיצוי על־קולי של פטריות צ'אגה במים קרים. מכשיר Hielscher UP100H הוא הומוגנייזר על־קולי בהספק של 100 ואט. גשושית זו בקוטר 14mm – MS14 – מתאימה מאוד למיצוי צמחי באצוות קטנות. ניתן לכוונן את העוצמה באמצעות חוגת המשרעת. בהדגמת מיצוי זו אנו משתמשים בעוצמה של 100%.

מצאו את המכשיר האולטרסוני האידיאלי למיצוי רעמת האריה!

רעמת האריה עשירה בכיטין. כמו כל הפטריות, גם רעמת האריה מכילה כמות רבה של כיטין בדופנות התאים שלה. כיטין הוא ביופולימר קשיח, המעניק לדופנות התאים קשיחות וחוזק גבוהים. בשל תכולת הכיטין הגבוהה שלה, אין לאכול את רעמת האריה כשהיא נאה, שכן הכיטין קשה לעיכול ועלול לגרום לאי-נוחות בקיבה.
כדי לפרק את דופנות התאים של רעמת האריה ולמצות את התרכובות הפעילות ביולוגית שבתוך התאים, נדרשים כוחות עזים. לכן, אמבטיות אולטרסוניות או מכלי ניקוי אינם מניבים את תוצאות המיצוי הרצויות.
קראו עוד על השוואת היעילות בין מכשיר אולטרסוני מסוג גשושית לבין אמבטיה אולטרסונית!
לעומת זאת, גשושיות אולטרסוניות יוצרות באופן מקומי גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה וקוויטציה, המספקים את האנרגיה הדרושה לפירוק דופנות התאים המכילות כיטין של הפטריות. נוסף על כך, סוניקציה באמצעות גשושית היא שיטת מיצוי לא תרמית המונעת את הפירוק התרמי של התרכובות הפעילות ביולוגית עקב חום. לכן, מכשירים אולטרסוניים מסוג גשושית הם טכניקת המיצוי היעילה ביותר למיצוי פטריות מרפא.
 
בקשו מאיתנו את המכשיר האולטרסוני מסוג גשושית המתאים למיצוי הפטריות שלכם!
 
הטבלה שלהלן נותנת לכם מושג על קיבולת העיבוד המשוערת של המכשירים האולטרסוניים שלנו:

צרו איתנו קשר עכשיו וקבלו מידע נוסף על מכשירים אולטרסוניים למיצוי פטריות! הצוות שלנו, בעל ניסיון רב שנים והכשרה מקיפה, ישמח להמליץ לכם על מכשיר המיצוי האולטרסוני המתאים ביותר לתהליך מיצוי הפטריות שלכם!

---

---

ספרות / מקורות

• 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

עובדות שכדאי לדעת

תרכובות ביו־אקטיביות מפטריות: תפטיר לעומת גוף פרי

ניתן להפיק הן תמציות תפטיר והן תמציות גוף פרי באמצעות מיצוי אולטרסוני, ולכל אחת מהן יתרונות ייחודיים משלה. השאלה איזו מהן טובה יותר תלויה בשימוש המסוים ובתוצאות הרצויות.
תמציות תפטיר בדרך כלל זולות יותר וקלות יותר לייצור בכמויות גדולות בהשוואה לתמציות גוף פרי, ולכן הן נגישות יותר. התפטיר מכיל גם תרכובות מועילות רבות כגון רב־סוכרים, ארגוסטרול ואנזימים.
לעומת זאת, תמציות גוף פרי מכילות רמות גבוהות יותר של בטא־גלוקנים, טריטרפנואידים ותרכובות אחרות שנקשרו ליתרונות בריאותיים. גופי פרי נוטים גם להכיל מגוון רחב יותר של תרכובות, ובמקרים מסוימים עשויה להיות להם עוצמת פעילות גבוהה יותר.
בסופו של דבר, הבחירה בין תמציות תפטיר לתמציות גוף פרי תלויה ביישום המסוים ובהשפעות הרצויות. אם אתם מחפשים תמיכה במערכת החיסון, למשל, תמצית תפטיר עשויה להיות אפשרות טובה בשל תכולת הרב־סוכרים הגבוהה שלה. אם אתם מחפשים תמיכה בתפקוד הקוגניטיבי, תמצית גוף פרי עשויה להיות בחירה טובה יותר בשל תכולת הטריטרפנואידים הגבוהה שלה. כדאי גם לציין שתמציות איכותיות הן מתפטיר והן מגופי פרי יכולות להיות יעילות ומועילות למגוון מטרות.

מהי השיטה הטובה ביותר למיצוי בטא־גלוקנים מרעמת האריה?

מיצוי אולטרסוני במים קרים הוא הטכניקה הטובה ביותר לשחרור התרכובות המסיסות במים מפטריות, כגון גוף הפרי של רעמת האריה. מיצוי אולטרסוני במים קרים מנקב ומפרק את דופנות התאים הקשיחות של הפטריות כדי לשחרר את התרכובות הביו־אקטיביות, כגון β-גלוקנים, ממטריצת התא. מכיוון שסוניקציה היא תהליך עדין, היא אינה פוגעת בפיטוכימיקלים ומונעת את הפירוק של כל התרכובות הביו־אקטיביות התורמות לבריאות, לרבות הבטא־גלוקנים.

מהם היתרונות של תמצית פטריות?

תהליך המיצוי, למשל מיצוי אולטרסוני, משחרר את התרכובות הביו־אקטיביות כגון בטא־גלוקנים ממטריצת התא. לכן תמציות פטריות מכילות כמויות גדולות יותר של תרכובות ביו־אקטיביות בהשוואה לאבקת פטריות טחונה. החלק העיקרי של ה־β-גלוקנים, שהם פולימרים בעלי משקל מולקולרי גבוה, מסיס במים. זו הסיבה שמיצוי אולטרסוני במים קרים הוא לא רק דרך מיצוי בריאה וידידותית לסביבה, אלא גם משחרר ביעילות את ה־β-גלוקנים מתאי הפטריות אל המים. באמצעות התמצית ניתן לייצר תכשירים טיפוליים ותוספי תזונה המכילים כמות אחידה של מולקולות ביו־אקטיביות בכל מנה.

תרכובות ביו־אקטיביות ברעמת האריה

בין המטבוליטים הביואקטיביים החשובים מאוד שנחקרו בהרחבה נכללים גם הארינאצינים (A-I), קבוצה של דיטרפנואידים מסוג cyathin המופקים מהתפטיר של Hericium erinaceus, המכונה גם רעמת האריה או ימאבושיטקה, והריצנונים (C-H), נגזרות של בנזיל אלכוהול המופקות מגוף הפרי. שתי קבוצות התרכובות יכולות לעבור בקלות את מחסום הדם–מוח, והודגמו להן השפעות נוירוטרופיות ומגינות על תאי עצב. דווח כי הן משרות סינתזה של גורם גדילה עצבי (NGF), הן במבחנה והן בגוף החי. עם זאת, לפטריית מרפא זו יש גם תכונות נוגדות חמצון, נוגדות דלקת, נוגדות סרטן, ממריצות מערכת חיסון, נוגדות סוכרת, אנטימיקרוביאליות, מפחיתות שומנים בדם ונוגדות היפרגליקמיה, אף שהשימוש הנפוץ ביותר בה הוא לטיפול במחלות ניווניות של מערכת העצבים ובליקוי קוגניטיבי.
הוכח כי ל-Erinacin A, הנציג העיקרי של קבוצת הארינאצינים, יש השפעה מגינה יעילה מפני מחלת פרקינסון. במודל עכברים של מחלת פרקינסון המבוסס על 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), ארינאצין A הביא להפחתה באובדן תאים דופמינרגיים המושרה על ידי MPTP, במוות תאי אפופטוטי המושרה על ידי עקה חמצונית וברמות הגלוטתיון, הניטרוטירוזין ו-4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE); הוא גם הביא להיפוך הליקויים המוטוריים הקשורים ל-MPTP והפחית את הפגיעה הכרוכה בציטוטוקסיות ובאפופטוזיס של תאי עצב המושרות על ידי 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP), באמצעות הפעלה של מסלולי IRE1α/TRAF2, JNK1/2 ו-p38 MAPK, הנמשכת עקב עקה ברשתית האנדופלזמית (ER), ביטוי של החלבון ההומולוגי ל-C/EBP ‏(CHOP), של IKB-β ושל NF-κB, וכן של Fas ו-Bax. מטבוליט זה נמצא יעיל גם נגד שבץ איסכמי, כפי שדווח במחקר בחולדות שבו נצפתה הפחתה באפופטוזיס של תאי עצב וכן בגודל החלל שנוצר במוח בעקבות השבץ, באמצעות פעולה ממוקדת על מסלולי iNOS/צורוני חנקן פעילים (RNS) ו-p38 מיטוגן-אקטיבייטד פרוטאין קינאז (MAPK)/החלבון ההומולוגי לחלבון קושר מגבר CCAAT ‏(CHOP).
עוד דווח כי ל-Erinacin A פעילות משמעותית נגד גידולים בתאי סרטן קיבה אנושיים מסוג TSGH 9201, שבהם הוא השרה אפופטוזיס משמעותי הקשור לזרחון מוגבר של מסלולי קינאז ההיצמדות המוקדית/פרוטאין קינאז FAK/Akt/p70S6K וסרין/תריאונין קינאז PAK-1. הוא גם הביא להגברת הציטוטוקסיות ויצירת ROS, להפחתת הפולשנות והפעלת קספאזות, ולביטוי של הקולטן לנמק גידולי TRAIL. הפעילות החזקה נגד גידולים של מטבוליט זה אושרה בהמשך במחקר עדכני, הן במבחנה בשני קווי תאי סרטן מעי גס אנושיים (DLD-1 ו-HCT-116) והן בגוף החי במודל עכברים, שהבהיר עוד את מנגנוני פעולתו. השפעות הטיפול כללו גירוי של המסלולים החיצוניים להפעלת אפופטוזיס (TNFR, Fas, FasL, קספאזות), דיכוי הביטוי של המולקולות נוגדות האפופטוזיס Bcl-2 ו-Bcl-XL, וזרחון של הקינאז לקצה ה-N של Jun ‏JNK1/2, המגיב לגירויי עקה, של NF-κB p50 ושל p330. כמו כן הודגם כי הגברת הביטוי של מולקולות קולטני מוות דרך מסלול JNK MAPK/p300/NF-κB מתווכת על ידי שינוי של ההיסטון H3K9K14ac; תוצאות הניסוי בגוף החי אכן חשפו רמות מוגברות של ההיסטון H3K9K14ac, וכן אצטילציה של היסטונים באזורי הפרומוטורים של Fas, FasL ו-TNFR.
ארינאצין נוסף, ארינאצין C, מוכר בזכות פעולותיו נוגדות הדלקת העצבית והמגינות על תאי עצב, העשויות להתקבל באמצעות מנגנון של עיכוב ביטוי החלבונים IκB, p-IκBα (המעורב בשלבים המוקדמים של שרשרת העברת האותות של NF-κB) וסינתאז חנקן חד-חמצני מושרה (iNOS), והפעלה של מסלול Nrf2/HO-1 המגן מפני עקה. טיפול בתאי מיקרוגלייה אנושיים מסוג BV2 עם דלקת המושרית על ידי LPS הביא להפחתת רמות החנקן החד-חמצני (NO), IL-6, TNF-α ו-iNOS, לעיכוב הביטוי של NF-κB, ולזרחון חלבוני IκBα (p-IκBα), וכן לעיכוב החלבון Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1), ולעלייה בגורם השעתוק הגרעיני nuclear factor erythroid 2-related factor (Nrf2) ובביטוי החלבון הֵם אוקסיגנאז-1 (HO-1).
(קטע מתוך Venturella et al., 2021)