מדוע מכשיר אולטרסוני מסוג סונדה הוא הטוב ביותר למיצוי פטריות?

תוהים מדוע מיצוי הפטריות שלכם באמצעות אמבט אולטרסוני או מכל ניקוי אולטרסוני אינו מספק את תפוקת המיצוי הרצויה? כאן תוכלו ללמוד את כל מה שצריך לדעת על דופנות התאים הנוקשות המכילות כיטין של פטריות, על שיטת המיצוי הטובה ביותר ועל ממסים מתאימים!

מדוע נדרשים כוחות עזים למיצוי פטריות?

לכל פטריות המאכל יש דופנות תאים העשויות מכיטין, אותו חומר המרכיב את השריונות של סרטנאים וחרקים. כיטין הוא חומר חזק מאוד, המעניק לתאי הפטריות עמידות מכנית גבוהה. דופן התא יוצרת מחסום בפני המדורים התוך־תאיים, המכילים את המולקולות הפעילות ביולוגית של הפטריות. מולקולות חשובות בפטריות הן, למשל, גלוקנים מסוג α ו־β, רב־סוכרים, טרפנים, נוגדי חמצון, ויטמינים או תרכובות מעוררות הזיות. כל מין של פטרייה מתאפיין במערך ייחודי של תרכובות פעילות ביולוגית. כדי לשחרר חומרים אלה, התורמים לבריאות, מתאי הפטריות, יש לפרק את דופנות התאים. בשל תכולת הכיטין שלהם, פירוק תאי הפטריות הוא משימה מאתגרת הדורשת ידע מסוים וציוד מתוחכם.

פירוק דופנות תאים של פטריות המכילות כיטין באמצעות סוניקציה

אף שכיטין הוא מקור מצוין לסיבים תזונתיים, לחומרים פרה־ביוטיים ולנוגדי חמצון, הבעיה היא שבני אדם אינם מסוגלים לפרק כיטין. משמעות הדבר היא גם שכאשר אתם צורכים פטריות נאות שלא עברו טיפול, לא תפיקו תועלת מרבות מהתרכובות הפעילות ביולוגית שבפטריות, משום שהן כלואות בתוך תאים המוגנים בדופנות חזקות המכילות כיטין.
מיצוי אולטרסוני הופך תרכובות פעילות ביולוגית מפטריות לזמינות ביולוגית, כך שגוף האדם יכול לספוג את רכיב התזונה במהירות ובמלואו. נוסף על כך, בתמציות פטריות המופקות במיצוי אולטרסוני, רכיבי התזונה המועילים מרוכזים, כך שאפילו כמות קטנה של תמצית הפטריות מספקת את התוצאות הרצויות התורמות לבריאות.

סוניקציה למיצוי פטריות

סוניקציה היא תהליך שבו משתמשים בגלי קול בתדר גבוה ליצירת בועות קוויטציה בנוזל. כאשר בועות אלה קורסות, הן יוצרות כוחות גזירה מקומיים עזים שיכולים לפרק תאים ולשחרר את תוכנם אל הנוזל.
במיצוי פטריות, ניתן להשתמש בסוניקציה כדי לפרק את דופנות התאים של הפטריות ולשחרר את התרכובות הפעילות ביולוגית שלהן אל ממס. קיימים שני סוגים של מכשירים אולטרסוניים: מסוג אמבט ומסוג סונדה.

מדוע האמבט האולטרסוני שלי מניב תוצאות מיצוי פטריות ירודות?

מכשיר אולטרסוני מסוג אמבט הוא מכשיר שבו הדגימה מונחת בכלי מלא בממס, וגלים אולטרסוניים מופעלים על הכלי כולו. שיטה זו ידועה כבלתי יעילה למדי, מכיוון שאמבט אולטרסוני מפזר את האנרגיה האולטרסונית באופן לא אחיד ובעוצמה נמוכה. מאחר שבאמבט אולטרסוני דגימת הפטריות עוברת סוניקציה בעקיפין, האולטרסאונד אינו יכול לחדור לעומק הדגימה. הגלים האולטרסוניים צריכים לעבור דרך דופנות הכלי לפני שהם מגיעים לחומר הפטריות. עקב כך, עוצמת הגלים האולטרסוניים של המכל האולטרסוני, הנמוכה ממילא, נחלשת עוד יותר.

מדידות UV-Vis אלה מראות את ההבדל המשמעותי במיצוי בין סונדה אולטרסונית לאמבט אולטרסוני. המכשיר האולטרסוני מסוג סונדה UP100H (הגרף השחור) מניב תפוקה גבוהה משמעותית של תמצית פטריות צ'אגה בהשוואה לאמבט האולטרסוני (הגרף האדום).

מיצוי באולטרסאונד בעוצמה גבוהה באמצעות סונדה אולטרסונית

לעומת זאת, מכשיר אולטרסוני מסוג סונדה מצויד בקצה – המכונה סונוטרודה או סונדה – שניתן להחדיר ישירות לדגימה, וכך לאפשר הפעלה ממוקדת ומקומית יותר של אנרגיה אולטרסונית. התוצאה היא פירוק תאים ומיצוי של תרכובות פעילות ביולוגית ביעילות גבוהה משמעותית, במיוחד באזורים צפופים או קשים לגישה בדגימה.
ההפעלה הממוקדת והמקומית של אנרגיה אולטרסונית באמצעות מכשיר אולטרסוני מסוג סונדה מבטיחה שהכיטין ייחשף לכמות אנרגיה מספקת לפירוקו.
בנוסף, ניתן להזיז את הסונדה לאזורים שונים בדגימה וליצור ערבול נוסף בקנה מידה מקרוסקופי, כדי להבטיח שכל חלקי הפטרייה יעברו סוניקציה במידה מספקת. הדבר חשוב במיוחד בפטריות בעלות דופנות תאים עבות או מבנים צפופים, שבהן עשוי להיות קשה להבטיח מיצוי מלא בשיטות אחרות.

סונדה אולטרסונית לעומת אמבט אולטרסוני למיצוי פטריות

לסיכום, העוצמה הגבוהה של סוניקציה באמצעות סונדה נחוצה לפירוק הכיטין בדופנות תאי הפטריות ולשחרור התרכובות הפעילות ביולוגית. ההפעלה הממוקדת והמקומית של אנרגיה אולטרסונית באמצעות מכשיר אולטרסוני מסוג סונדה מבטיחה שהכיטין יעבור סוניקציה במידה מספקת, והתוצאה היא מיצוי יעיל ויסודי יותר של תרכובות פעילות ביולוגית מהפטריות.
מכשיר אולטרסוני מסוג סונדה נחשב בדרך כלל ליעיל יותר למיצוי פטריות, שכן הוא יכול לספק מיצוי אחיד ויסודי יותר של תרכובות פעילות ביולוגית בהשוואה למכשיר אולטרסוני מסוג אמבט.
קראו עוד על ההבדלים בעיבוד אולטרסוני באמצעות סונדה אולטרסונית לעומת אמבט אולטרסוני!
 

מהו הממס האידיאלי למיצוי אולטרסוני של פטריות?

סוניקציה כשיטת מיצוי מתאימה לשימוש עם כל ממס. משמעות הדבר היא שבבחירת הממס המתאים יש להתחשב במין הפטרייה ובתרכובות הפעילות ביולוגית שיש למצות.
פטריות מכילות מגוון תרכובות פעילות ביולוגית, כגון רב־סוכרים, בטא־גלוקנים, טריטרפנואידים, תרכובות פנוליות וארגוסטרול, שהוכחו כבעלות יתרונות בריאותיים שונים. ניתן למצות תרכובות פעילות ביולוגית אלה מפטריות באמצעות ממסים שונים, שלכל אחד מהם יתרונות וחסרונות משלו. להלן כמה מהממסים הנפוצים למיצוי תרכובות פעילות ביולוגית מפטריות:

• מים: מים הם ממס נפוץ למיצוי תרכובות פעילות ביולוגית מפטריות. רב־סוכרים ובטא־גלוקנים מסיסים במים, ולכן מים הם ממס אידיאלי למיצוי תרכובות אלה. מים הם גם ממס בטוח ולא רעיל, ולכן הם ממס אידיאלי למוצרי מזון ולמוצרים רפואיים.
• אתנול: אתנול הוא ממס קוטבי המשמש בדרך כלל למיצוי תרכובות פנוליות וטריטרפנואידים מפטריות. ניתן להשתמש באתנול גם למיצוי רב־סוכרים ובטא־גלוקנים, אך בתפוקה נמוכה יותר מזו המתקבלת באמצעות מים.
• אתנול מימי: אתנול מימי הוא תערובת של מים ואתנול. ניתן להתאים את היחס בין המים לאתנול לדרישות. לשימוש באתנול מימי כממס יש כמה יתרונות בהשוואה לשימוש במים או באתנול בלבד. ראשית, הוספת אתנול למים יכולה לשפר את המסיסות של תרכובות פעילות ביולוגית מסוימות שאינן מסיסות היטב במים בלבד, כגון תרכובות פנוליות וטריטרפנואידים מסוימים. שנית, השימוש באתנול מימי יכול להניב תפוקות מיצוי גבוהות יותר בהשוואה למים או לאתנול בלבד, שכן הוא יכול למצות מגוון רחב יותר של תרכובות פעילות ביולוגית.
  בחירת ריכוז האתנול בממס האתנול המימי תלויה בקוטביות של התרכובות הפעילות ביולוגית הממוצות. ניתן להשתמש בריכוז גבוה יותר של אתנול (70–100%) למיצוי תרכובות קוטביות פחות, ואילו בריכוז נמוך יותר של אתנול (30–50%) ניתן להשתמש למיצוי תרכובות קוטביות יותר.
• מתנול: מתנול הוא ממס קוטבי נוסף שניתן להשתמש בו למיצוי תרכובות פנוליות מפטריות. מתנול הוא רעיל, ולכן יש להשתמש בו בזהירות. נדרש תהליך טיהור מתקדם להסרת המתנול לאחר המיצוי.
• אצטון: אצטון הוא ממס לא קוטבי המשמש בדרך כלל למיצוי ארגוסטרול מפטריות. אצטון הוא דליק ורעיל, ולכן יש להשתמש בו בזהירות.
• הקסאן: הקסאן הוא ממס לא קוטבי שניתן להשתמש בו למיצוי תרכובות ליפופיליות מפטריות. הקסאן הוא דליק ורעיל, ולכן יש להשתמש בו בזהירות.

בחירת הממס למיצוי תרכובות פעילות ביולוגית מפטריות תלויה בסוג התרכובת הממוצה וביישום המיועד. מים ואתנול מימי הם בדרך כלל הממסים הבטוחים ביותר והנפוצים ביותר למיצוי תרכובות פעילות ביולוגית מפטריות. עם זאת, ניתן להשתמש בממסים אחרים כגון אתנול, מתנול, אצטון והקסאן ליישומים מסוימים או כאשר מיצוי במים אינו מספיק. חשוב להשתמש בממסים אלה בזהירות ולפעול בהתאם לנוהלי בטיחות מתאימים.