Ekstrakcija beta-glukana iz gljiva pomoću ultrazvučne obrade

Ekstrakcija beta-glukana iz gljiva za laboratorijsko testiranje ili u svrhu proizvodnje uključuje kombinaciju sjeckanja, mljevenja ili drobljenja gljiva, ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju i taloženje beta-glukana. Ovdje je pojednostavljeni pregled procesa ekstrakcije beta-glukana, zajedno s primjerima volumena i težine za laboratorijski eksperiment. Imajte na umu da specifični uvjeti i mjerenja mogu varirati ovisno o vrsti gljive i potrebnoj čistoći beta-glukana.

Materijali i oprema

• Gljive (npr. 100 g usitnjenih ili narezanih gljiva)
• Hladna destilirana voda (npr. 500 ml)
• Blender ili mlinac
• Staklene čaše ili tikvice
• Filter papir ili uređaj za vakuumsku filtraciju
• Centrifuga (opcionalno)
• Alkohol (npr. etanol) za taloženje
• Hladnjak
• Peć za sušenje

Protokol ekstrakcije beta-glukana

1. Sameljite ili zdrobite gljive (npr. Chaga ili Lion’ Mane gljive) u grube čestice cca. 1 do 3 milimetra. Na primjer, upotrijebite 100 g suhih čestica gljiva.
2. Zatim dodajte čestice gljiva u staklenu čašu ili tikvicu.
3. Zatim dodajte 500 mL destilirane vode u čašu koja sadrži čestice gljive koje želite ekstrahirati. Omjer vode i gljive može varirati ovisno o specifičnoj vrsti gljive i veličini čestica.
4. Nakon što ste promiješali kašu, sonicirate smjesu pomoću ultrazvučnog laboratorijskog homogenizatora (npr. UP400St sa sonotrodom od 22 mm pri 100% amplitudi ili UP200Ht sa sonotrodom od 14 mm pri 100% amplitudi) i održavajte temperaturu ispod 90°C. Niže temperature pomažu u očuvanju spojeva osjetljivih na toplinu, poput beta-glukana tijekom ekstrakcije. Sonicirati cca. 5 do 10 minuta kada koristite UP400St odnosno 10 do minuta kada koristite UP200Ht. Imajte na umu da temperatura i vrijeme ekstrakcije mogu varirati ovisno o korištenoj ultrazvučnoj snazi. Naravno, veće količine će zahtijevati duže vrijeme sonikacije.
5. Filtrirajte sonicirano obrađenu smjesu kroz filter papir ili upotrijebite vakuumsku filtraciju za odvajanje tekućine (koja sadrži ekstrahirane beta-glukane) od krutog ostatka gljive.
6. Zatim istaložite beta-glukane iz tekućine dodavanjem alkohola (npr. etanola). Obično možete koristiti 2-3 volumena alkohola za taloženje.
7. Nakon toga smjesu stavite u hladnjak na nekoliko sati kako bi se beta-glukani istaložili.
8. Nakon taloženja, možete pažljivo dekantirati tekućinu i prikupiti talog beta-glukana.
9. Na kraju, osušite beta-glukane u pećnici na niskoj temperaturi (npr. 40-50°C) dok se sav alkohol ne ukloni i ne dobijete suhi prah.

Gljive pokazuju varijacije u svojim karakteristikama. Stoga se proces ekstrakcije beta-glukana može razlikovati ovisno o čimbenicima kao što su specifične vrste gljiva, stanje gljiva (suhe ili svježe), veličina čestica i temperatura ekstrakcije. Kako biste optimizirali svoj postupak ekstrakcije, razmislite o eksperimentiranju s različitim parametrima, uključujući mijenjanje omjera krutine i tekućine, podešavanje temperatura, istraživanje različitih otapala i testiranje različitih trajanja sonikacije i postavki amplitude.

Ultrazvučno potpomognuta enzimska ekstrakcija beta-glukana

Ultrazvučno potpomognuta enzimska ekstrakcija je metoda koja se koristi za ekstrakciju beta-glukana iz gljiva pomoću kombinacije enzima i ultrazvučnih valova. Ovaj proces povećava učinkovitost ekstrakcije razbijanjem staničnih stijenki gljiva i olakšavanjem oslobađanja beta-glukana.

Povećanje ekstrakcije beta-glukana iz gljiva

Nakon što uspostavite protokol ekstrakcije beta-glukana koji ispunjava vaše zahtjeve, povećanje procesa ekstrakcije može biti jednostavan pothvat.

Povećanje povećanja skupne ekstrakcije

Ako planirate proširiti korištenje metode šaržne ekstrakcije, preporučujemo povećanje volumena šarže uz zadržavanje omjera čvrstog i tekućeg i svih ostalih parametara konstantnim. Ako nastavite koristiti isti ultrazvučni homogenizator, svakako proporcionalno povećajte vrijeme sonikacije. Za šarže veće od 1 litre, razmislite o ugradnji spore miješalice za održavanje suspenzije čestica i poboljšanje ujednačenosti ekstrakcije. Slika u nastavku prikazuje 8-litrenu postavku šaržne ekstrakcije koja koristi ultrazvučni homogenizator UP400St u kombinaciji s laboratorijskom miješalicom.

Inline ekstrakcija gljiva

Za one koji su zainteresirani za kontinuiranu ekstrakciju većih količina beta-glukana iz gljiva, Hielscher Ultrasonics nudi reaktore s protočnim ćelijama dizajnirane za ekstrakciju botaničkog materijala. Ako se ovo odnosi na vas, potičemo vas da nam se izravno obratite za više informacija. Naš tehnički tim rado će vam pomoći u određivanju najprikladnijeg postava za vaše specifične potrebe. Međutim, provođenje ranije spomenutog laboratorijskog eksperimenta s vašom specifičnom vrstom gljiva može biti neprocjenjivo u razumijevanju točnih zahtjeva procesa. Slika ispod prikazuje veliki reaktor s protočnom ćelijom s ultrazvučnim homogenizatorom UIP4000hdT za ekstrakciju beta-glukana pri približno 50 do 200 litara kaše otapala gljiva na sat.

Empirijska koncentracija beta-glukana u vrstama gljiva

U nastavku ćete pronaći popis empirijskih koncentracija beta-glukana koji je ekstrahiran iz različitih vrsta gljiva.

Vrste gljiva	Ukupno 1,3-1,6-β-D-glukan (g/100g suhe mase)
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%

Sadržaj 1,3-1,6-β-D-glukana u analiziranim samoniklim i uzgojenim gljivama, Izvor: Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Kvantitativna procjena sadržaja 1,3-1,6-Β-D-glukana u samoniklim vrstama jestivih poljskih gljiva. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.