अल्ट्रासोनिक्स से तैयार लायन्स मेन अर्क

लायन्स मेन मशरूम के नाम से जानी जाने वाली कवक प्रजाति Hericium erinaceus के अर्क अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके सबसे अधिक कुशलता से तैयार किए जाते हैं। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक कवकीय कोशिका मैट्रिक्स को तेजी से तोड़कर खोल देते हैं और लायन्स मेन के कवकजाल तथा फलनकाय से जैवसक्रिय यौगिकों का पूर्ण निष्कर्षण संभव बनाते हैं।

अल्ट्रासाउंड की सहायता से लायन्स मेन मशरूम का निष्कर्षण

लायन्स मेन में जैवसक्रिय यौगिक: Hericium erinaceus, जिसे लायन्स मेन, जापानी यामाबुशिताके, पॉम पॉम, बियर्डेड टूथ, हेजहॉग या मंकी हेड मशरूम जैसे सामान्य नामों से भी जाना जाता है, एक कवक है जिसका उपयोग दशकों से पारंपरिक औषधि और उपचारकारी औषधि के रूप में किया जाता रहा है। लायन्स मेन में अनेक जैवसक्रिय यौगिक होते हैं: पॉलीसैकराइड, स्टेरॉल, ग्लाइकोप्रोटीन, टरपेनॉइड (जैसे एरिनासीन), साथ ही फीनॉलिक और वाष्पशील यौगिक (जैसे हेरिसेनोन)। ये पदार्थ अपने एंटीऑक्सीडेंट, मधुमेहरोधी, कैंसररोधी, सूजनरोधी, रोगाणुरोधी, उच्च रक्त शर्करारोधी और रक्त में लिपिड कम करने वाले प्रभावों के लिए जाने जाते हैं। वैज्ञानिक अनुसंधान से पता चला है कि लायन्स मेन के यौगिक न्यूरॉनों के विकास और कार्य में सुधार कर सकते हैं तथा संभवतः तंत्रिकाओं को क्षतिग्रस्त होने से बचा सकते हैं। इसलिए, वर्तमान में मनोभ्रंश के उपचार के लिए इसका परीक्षण किया जा रहा है।

यह वीडियो Hielscher UP200Ht अल्ट्रासोनिक समांगीकारक से लायन्स मेन मशरूम का अत्यंत कुशल निष्कर्षण प्रदर्शित करता है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उच्च गुणवत्ता वाले पूर्ण-स्पेक्ट्रम अर्क बनाने की आदर्श तकनीक है, जिनमें बीटा ग्लूकान जैसे पॉलीसैकराइडों के साथ-साथ हेरिसेनोन और एरिनासिन भी होते हैं।

लायन्स मेन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण:
लायन्स मेन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक ऐसी तकनीक है जिसमें लायन्स मेन मशरूम (Hericium erinaceus) के फलनकाय या कवकजाल से जैवसक्रिय यौगिक निकालने के लिए उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड का उपयोग किया जाता है। लायन्स मेन मशरूम एक सुप्रसिद्ध औषधीय मशरूम है और इसमें पॉलीसैकराइड, बीटा-ग्लूकान, हेरिसेनोन, एरिनासीन और एंटीऑक्सीडेंट जैसे विभिन्न स्वास्थ्यवर्धक जैवसक्रिय यौगिक होते हैं।
मशरूम की अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रिया में प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटरों का उपयोग किया जाता है, जो मशरूम सामग्री वाले द्रव माध्यम (जैसे पानी, एथेनॉल या मेथेनॉल) में तीव्र कैविटेशन उत्पन्न करते हैं। उत्पन्न अल्ट्रासोनिक कैविटेशन से मशरूम सामग्री की कोशिका भित्तियाँ टूट जाती हैं और जैवसक्रिय यौगिक द्रव / विलायक में मुक्त हो जाते हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगें मशरूम सामग्री से विलायक में जैवसक्रिय यौगिकों के द्रव्यमान स्थानांतरण को भी बढ़ाती हैं, जिससे निष्कर्षण की दक्षता बढ़ती है।
मशरूम का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक अत्यंत कुशल और तीव्र पृथक्करण तकनीक है, जिसमें उच्च तापमान या हानिकारक रसायनों की आवश्यकता नहीं होती। निकाले गए जैवसक्रिय यौगिकों का उपयोग आहार पूरकों, कार्यात्मक खाद्य पदार्थों और न्यूट्रास्यूटिकल्स जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। इसके अलावा, लायन्स मेन की अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण विधि पर्यावरण के अनुकूल और टिकाऊ है, जिससे यह प्राकृतिक स्रोतों से जैवसक्रिय यौगिक निकालने के लिए एक आदर्श विकल्प बनती है।

ये लाभ सोनिकेशन को उच्च गुणवत्ता वाले मशरूम अर्कों के लिए एक उत्कृष्ट निष्कर्षण तकनीक बनाते हैं और यही कारण है कि मशरूम अर्कों के उत्पादन के लिए दुनिया भर की प्रयोगशालाओं और उद्योगों में Hielscher अल्ट्रासोनिकेटरों का उपयोग किया जाता है।

लायन्स मेन के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का प्रोटोकॉल

Valu et al. (2020) ने अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के सिद्धांतों के आधार पर H. erinaceus के जैवभार से जैवसक्रिय उत्पाद प्राप्त करने और उन्हें सांद्रित करने की एक अत्यंत कुशल निष्कर्षण प्रक्रिया प्रदर्शित की। निष्कर्षण के लिए सोनोट्रोड BS4d40 (40 mm व्यास) से युक्त Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर (Hielscher UIP1000hdT, 1000 Watts, 20 kHz) का उपयोग किया गया। निष्कर्षण प्रयोगों से पहले, शुद्ध विद्युत शक्ति खपत निर्धारित करने के लिए अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर का अंशांकन किया गया। सोनिकेशन प्रक्रिया के दौरान, यह मान कुल ऊर्जा खपत से स्वचालित रूप से घटाया गया, जिससे निष्कर्षण माध्यम को प्रदान की गई शुद्ध शक्ति निर्धारित की जा सकी। प्रयोगों के दौरान, नमूनों का तापमान कम बनाए रखने के लिए उन्हें बर्फ की थैली में रखा गया और लगातार चुंबकीय विलोडन किया गया। निष्कर्षण पूरा होने के बाद, नमूनों को निर्वात निस्यंदन से छाना गया और फिर अपकेंद्रित किया गया (2500× g पर 5 min के लिए)। अधिप्लवी द्रवों से पानी और अल्कोहल हटाने के लिए एक रोटरी वाष्पित्र का उपयोग किया गया। चूर्ण रूप में अर्क प्राप्त करने के लिए नमूनों में बचे पानी और अल्कोहल के अवशेषों का हिमशुष्कन किया गया। वैकल्पिक रूप से, मशरूम का सांद्र अर्क प्राप्त करने के लिए निर्वात फ़िल्टर और रोटरी निर्वात वाष्पित्र का उपयोग करके विलायक हटाया जा सकता है।
 

 
अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हुए निष्कर्षण की अनुकूलित परिस्थितियाँ निम्नलिखित थीं:

• अल्ट्रासोनिकेटर UIP1000hdT सोनोट्रोड BS4d40 के साथ: 100% आयाम, 100% चक्र)
• सुखाया और पीसा हुआ Hericium erinaceus
• विलायक: 80% जलीय एथेनॉल
• विलायक–सामग्री अनुपात: 1:30 (g/mL)
• निष्कर्षण समय: 45 min

इस अनुकूलित H. erinaceus अर्क में फीनोलिक यौगिकों की कुल मात्रा 23.2 mg GAE/g DM थी, और DPPH परीक्षण में एंटीऑक्सीडेंट सक्रियता का IC50 मान 87.2 μg/mL तक पहुँचा।
शोध दल ने सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया कि अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण Hericium erinaceus से एंटीऑक्सीडेंट के पृथक्करण को कुशलतापूर्वक बढ़ावा देता है, विशेष रूप से उन पॉलीफीनॉल और फ्लेवोनॉइड के पृथक्करण को, जो अपनी उच्च एंटीऑक्सीडेंट सक्रियता के लिए ज्ञात डाइटरपेनॉइड erinacine A से सहसंबद्ध हैं।
(तुलना करें: Valu et al., 2020)

इस वीडियो में हम ठंडे पानी में चागा मशरूम का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रदर्शित करते हैं। Hielscher UP100H एक 100 वाट का अल्ट्रासोनिक समांगीकारक है। यह 14mm प्रोब – MS14 – छोटे बैचों के वानस्पतिक निष्कर्षण के लिए अत्यंत उपयुक्त है। आप आयाम समायोजन घुंडी से तीव्रता समायोजित कर सकते हैं। इस निष्कर्षण प्रदर्शन के लिए हम 100% तीव्रता का उपयोग करते हैं।

लायन्स मेन के निष्कर्षण के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिकेटर पाएँ!

लायन्स मेन में काइटिन प्रचुर मात्रा में होता है। सभी मशरूम की तरह, लायन्स मेन की कोशिका भित्तियों में भी बहुत अधिक काइटिन होता है। काइटिन एक सुदृढ़ जैवबहुलक है, जो कोशिका भित्तियों को उच्च कठोरता और मजबूती देता है। काइटिन की उच्च मात्रा के कारण लायन्स मेन को कच्चा नहीं खाना चाहिए, क्योंकि काइटिन का पाचन कठिन होता है और इससे पेट में तकलीफ़ हो सकती है।
लायन्स मेन की कोशिका भित्तियों को तोड़ने और कोशिकाओं के भीतर के जैवसक्रिय यौगिकों को निकालने के लिए तीव्र बलों की आवश्यकता होती है। इसलिए, अल्ट्रासोनिक बाथ या सफ़ाई टैंक निष्कर्षण के वांछित परिणाम नहीं देते।
प्रोब प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर और अल्ट्रासोनिक बाथ की दक्षता की तुलना के बारे में और पढ़ें!
इसके विपरीत, अल्ट्रासोनिक प्रोब स्थानीय रूप से उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासाउंड तरंगें और कैविटेशन उत्पन्न करते हैं, जो मशरूम की काइटिन युक्त कोशिका भित्तियों को विघटित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं। इसके अतिरिक्त, प्रोब प्रकार का सोनिकेशन एक गैर-तापीय निष्कर्षण विधि है, जो ऊष्मा के कारण जैवसक्रिय यौगिकों के तापीय अपघटन को रोकती है। इसलिए, औषधीय मशरूम के निष्कर्षण के लिए प्रोब प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर सबसे कुशल निष्कर्षण तकनीक हैं।
 
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साहित्य / संदर्भ

• 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

जानने योग्य तथ्य

कवकजाल बनाम फलनकाय से प्राप्त जैवसक्रिय मशरूम यौगिक

कवकजाल और फलनकाय, दोनों के अर्क अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण से तैयार किए जा सकते हैं और दोनों के अपने विशिष्ट लाभ हैं। कौन-सा बेहतर है, यह उपयोग की विशिष्ट स्थिति और वांछित परिणामों पर निर्भर करता है।
फलनकाय के अर्क की तुलना में कवकजाल के अर्क आम तौर पर कम महँगे होते हैं और बड़ी मात्रा में उनका उत्पादन अधिक आसान होता है, जिससे वे अधिक सुलभ होते हैं। कवकजाल में पॉलीसैकेराइड, एर्गोस्टेरॉल और एंजाइम जैसे कई लाभकारी यौगिक भी होते हैं।
दूसरी ओर, फलनकाय के अर्क में बीटा-ग्लूकान, ट्राइटरपेनॉइड और अन्य ऐसे यौगिकों की मात्रा अधिक होती है, जिनका संबंध स्वास्थ्य लाभों से पाया गया है। फलनकाय में यौगिकों की विविधता भी आम तौर पर अधिक होती है और कुछ मामलों में वे अधिक प्रभावशाली हो सकते हैं।
अंततः, कवकजाल और फलनकाय के अर्क के बीच चुनाव विशिष्ट अनुप्रयोग और वांछित प्रभावों पर निर्भर करेगा। उदाहरण के लिए, यदि आप प्रतिरक्षा को समर्थन देना चाहते हैं, तो कवकजाल का अर्क अपनी उच्च पॉलीसैकेराइड मात्रा के कारण एक अच्छा विकल्प हो सकता है। यदि आप संज्ञानात्मक कार्यों को समर्थन देना चाहते हैं, तो फलनकाय का अर्क अपनी उच्च ट्राइटरपेनॉइड मात्रा के कारण एक बेहतर विकल्प हो सकता है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि कवकजाल और फलनकाय, दोनों स्रोतों से प्राप्त उच्च गुणवत्ता वाले अर्क विभिन्न उद्देश्यों के लिए प्रभावी और लाभकारी हो सकते हैं।

लायन्स मेन से बीटा-ग्लूकान के निष्कर्षण की सर्वोत्तम विधि कौन-सी है?

लायन्स मेन के फलनकाय जैसे मशरूम से जल में घुलनशील यौगिकों को मुक्त करने के लिए अल्ट्रासोनिक शीत जल निष्कर्षण सर्वोत्तम तकनीक है। अल्ट्रासोनिक शीत जल निष्कर्षण मशरूम की कठोर कोशिका भित्तियों में छिद्र बनाता है और उन्हें तोड़ता है, जिससे कोशिका मैट्रिक्स से β-ग्लूकान जैसे जैवसक्रिय यौगिक मुक्त होते हैं। चूँकि सोनिकेशन एक सौम्य प्रक्रिया है, इसलिए यह पादप रसायनों को क्षति नहीं पहुँचाता और बीटा-ग्लूकान सहित स्वास्थ्य को बढ़ावा देने वाले सभी जैवसक्रिय यौगिकों के अपघटन को रोकता है।

मशरूम के अर्क के क्या लाभ हैं?

निष्कर्षण की प्रक्रिया, जैसे अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण, कोशिका मैट्रिक्स से बीटा-ग्लूकान जैसे जैवसक्रिय यौगिकों को मुक्त करती है। इसलिए, पिसे हुए मशरूम पाउडर की तुलना में मशरूम के अर्क में जैवसक्रिय यौगिकों की मात्रा अधिक होती है। β-ग्लूकान, जो उच्च आणविक भार वाले बहुलक हैं, का मुख्य अंश जल में घुलनशील होता है। यही कारण है कि अल्ट्रासोनिक शीत जल निष्कर्षण न केवल निष्कर्षण का एक स्वास्थ्यकर और पर्यावरण के अनुकूल तरीका है, बल्कि यह मशरूम की कोशिकाओं से β-ग्लूकान को कुशलतापूर्वक जल में मुक्त भी करता है। अर्क से ऐसे चिकित्सीय उत्पाद और आहार पूरक तैयार करना संभव हो जाता है, जिनकी प्रत्येक खुराक में जैवसक्रिय अणुओं की एक समान मात्रा होती है।

लायन्स मेन में जैवसक्रिय यौगिक

अत्यंत महत्वपूर्ण और भली-भाँति अध्ययन किए गए जैवसक्रिय उपापचयजों में erinacines (A-I) भी शामिल हैं, जो Hericium erinaceus, यानी लायन्स मेन या यामाबुशिताके, के कवकजाल से निकाले गए सायथिन डाइटरपेनॉइड्स का एक समूह हैं; इनके साथ ही फलनकाय से निकाले गए बेंज़िल अल्कोहल व्युत्पन्न hericenones (C-H) भी शामिल हैं। यौगिकों के दोनों समूह आसानी से रक्त–मस्तिष्क अवरोध को पार कर सकते हैं और उन्होंने तंत्रिका-आकर्षी तथा तंत्रिका-संरक्षी प्रभाव प्रदर्शित किए हैं। बताया गया है कि वे इन विट्रो और इन विवो, दोनों स्थितियों में तंत्रिका वृद्धि कारक (NGF) के संश्लेषण को प्रेरित करते हैं। हालाँकि, इस औषधीय मशरूम में एंटीऑक्सीडेंट, सूजनरोधी, कैंसररोधी, प्रतिरक्षा-उत्तेजक, मधुमेहरोधी, रोगाणुरोधी, रक्त में लिपिड घटाने वाले और उच्च रक्त शर्करा को कम करने वाले गुण भी हैं, फिर भी इसका सबसे अधिक उपयोग तंत्रिका-अपक्षयी रोगों और संज्ञानात्मक हानि के उपचार के लिए होता है।
Erinacine समूह के मुख्य प्रतिनिधि Erinacin A का पार्किंसन रोग के विरुद्ध प्रभावी सुरक्षात्मक प्रभाव सिद्ध हुआ है। पार्किंसन रोग के 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) माउस मॉडल में, erinacin A ने MPTP से प्रेरित डोपामिनर्जिक कोशिकाओं की हानि, ऑक्सीडेटिव तनाव से प्रेरित एपोप्टोटिक कोशिका मृत्यु, और ग्लूटाथियोन, नाइट्रोटायरोसीन तथा 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE) के स्तरों में कमी उत्पन्न की; इसने MPTP से जुड़ी गति-संबंधी कमियों को भी उलट दिया और अंतर्द्रव्यी जालिका (ER) के तनाव द्वारा बनाए रखे गए IRE1α/TRAF2, JNK1/2 और p38 MAPK मार्गों के सक्रियण, C/EBP समजात प्रोटीन (CHOP), IKB-β और NF-κB, तथा Fas और Bax की अभिव्यक्ति के माध्यम से 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP) से प्रेरित तंत्रिका कोशिका विषाक्तता और एपोप्टोसिस से होने वाली क्षति को कम किया। यह उपापचयज इस्कीमिक स्ट्रोक के विरुद्ध भी प्रभावी पाया गया, जैसा कि चूहों पर किए गए एक अध्ययन में बताया गया है, जिसमें iNOS/प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन प्रजातियों (RNS) और p38 माइटोजन-सक्रियित प्रोटीन काइनेज़ (MAPK)/CCAAT एन्हांसर-बाइंडिंग प्रोटीन समजात प्रोटीन (CHOP) मार्गों को लक्षित करने से तंत्रिका कोशिकाओं के एपोप्टोसिस तथा मस्तिष्क में स्ट्रोक से बनी गुहा के आकार में कमी देखी गई।
Erinacin A में मानव आमाशय कैंसर की TSGH 9201 कोशिकाओं में उल्लेखनीय ट्यूमररोधी सक्रियता होने की भी सूचना दी गई, जहाँ इसने फोकल एडहीज़न काइनेज़/प्रोटीन काइनेज़ FAK/Akt/p70S6K और सेरीन/थ्रियोनीन काइनेज़ PAK-1 मार्गों के बढ़े हुए फॉस्फोरिलीकरण से जुड़ा उल्लेखनीय एपोप्टोसिस प्रेरित किया। इसके परिणामों में बढ़ी हुई कोशिका विषाक्तता और ROS उत्पादन, कम हुई आक्रामकता और कैस्पेसों का सक्रियण, तथा ट्यूमर नेक्रोसिस रिसेप्टर TRAIL की अभिव्यक्ति भी शामिल थी। इस उपापचयज की प्रबल ट्यूमररोधी क्रिया की बाद में एक हालिया अध्ययन में पुष्टि हुई, जो मानव बृहदान्त्र कैंसर की दो कोशिका लाइनों (DLD-1 और HCT-116) में इन विट्रो तथा एक माउस मॉडल में इन विवो, दोनों स्थितियों में किया गया था और जिसने इसकी कार्यविधियों को और स्पष्ट किया। उपचार के प्रभावों में बाह्य एपोप्टोसिस सक्रियण मार्गों (TNFR, Fas, FasL, कैस्पेस) का उद्दीपन, एपोप्टोसिसरोधी अणुओं Bcl-2 और Bcl-XL की अभिव्यक्ति का दमन, तथा तनाव उद्दीपनों के प्रति अनुक्रियाशील Jun N-terminal kinase JNK1/2, NF-κB p50 और p330 का फॉस्फोरिलीकरण शामिल था। यह भी प्रदर्शित किया गया कि JNK MAPK/p300/NF-κB मार्ग के माध्यम से मृत्यु रिसेप्टर अणुओं की वृद्धि हिस्टोन H3K9K14ac के संशोधन द्वारा मध्यस्थित होती है; वास्तव में, इन विवो परीक्षण के परिणामों में हिस्टोन H3K9K14ac के बढ़े हुए स्तरों के साथ-साथ Fas, FasL और TNFR प्रमोटरों पर हिस्टोन एसिटिलीकरण में वृद्धि सामने आई।
एक अन्य erinacin, erinacin C, अपनी तंत्रिका-सूजनरोधी और तंत्रिका-संरक्षी क्रियाओं के लिए जाना जाता है, जो IκB, p-IκBα (जो अपस्ट्रीम NF-κB संकेत पारगमन श्रृंखला में शामिल हैं), और प्रेरणीय नाइट्रिक ऑक्साइड सिंथेज़ (iNOS) की प्रोटीन अभिव्यक्ति के अवरोध तथा Nrf2/HO-1 तनाव-संरक्षी मार्ग के सक्रियण की कार्यविधि के माध्यम से प्राप्त हो सकती हैं। LPS से प्रेरित सूजन वाली मानव BV2 माइक्रोग्लियल कोशिकाओं के उपचार के परिणामस्वरूप नाइट्रिक ऑक्साइड (NO), IL-6, TNF-α और iNOS के स्तरों में कमी, NF-κB की अभिव्यक्ति का अवरोध, और IκBα (p-IκBα) प्रोटीनों का फॉस्फोरिलीकरण, साथ ही Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1) का अवरोध, तथा नाभिकीय प्रतिलेखन कारक erythroid 2-related factor (Nrf2) में वृद्धि और heme oxygenase-1 (HO-1) प्रोटीन की अभिव्यक्ति में वृद्धि हुई।
(Venturella et al., 2021 से उद्धृत अंश)