Ekstrakt lavlje grive dobiven ultrazvukom

Ekstrakti gljive vrste Hericium erinaceus, poznate kao lavlja griva, najučinkovitije se proizvode primjenom ultrazvuka. Ultrazvučni ekstraktori brzo razaraju stanični matriks gljive i omogućuju potpunu ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz micelija i plodišta lavlje grive.

Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija gljive lavlje grive

Bioaktivni spojevi u lavljoj grivi: Hericium erinaceus, poznata i pod uobičajenim nazivima lavlja griva, japanski yamabushitake, pom pom, bradati zub, jež ili majmunska glava, gljiva je koja se desetljećima upotrebljava u tradicionalnoj medicini i kao terapijsko sredstvo. Lavlja griva sadrži mnoge bioaktivne spojeve: polisaharide, sterole, glikoproteine, terpenoide (npr. erinacine), kao i fenolne i hlapljive spojeve (npr. hericenone). Te su tvari poznate po svojim antioksidacijskim, antidijabetičkim, antikancerogenim, protuupalnim, antimikrobnim, antihiperglikemijskim i hipolipidemijskim učincima. Znanstvena istraživanja pokazala su da spojevi iz lavlje grive mogu poboljšati razvoj i funkciju neurona te bi mogli zaštititi živce od oštećenja. Stoga se trenutačno ispituje kao terapijsko sredstvo za demenciju.

Ovaj videozapis prikazuje visokoučinkovitu ekstrakciju gljive lavlja griva ultrazvučnim homogenizatorom Hielscher UP200Ht. Ultrazvučna ekstrakcija idealna je tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata punog spektra koji sadrže polisaharide poput beta-glukana te hericenone i erinacine.

Ultrazvučna ekstrakcija lavlje grive:
Ultrazvučna ekstrakcija lavlje grive tehnika je kojom se primjenjuje ultrazvuk velike snage za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz plodišta ili micelija gljive lavlje grive (Hericium erinaceus). Lavlja griva dobro je poznata ljekovita gljiva koja sadrži različite bioaktivne spojeve koji povoljno djeluju na zdravlje, poput polisaharida, beta-glukana, hericenona, erinacina i antioksidansa.
Postupak ultrazvučne ekstrakcije gljiva uključuje upotrebu ultrazvučnih uređaja sa sondom koji stvaraju intenzivnu kavitaciju u tekućem mediju (poput vode, etanola ili metanola) koji sadrži materijal gljive. Nastala ultrazvučna kavitacija uzrokuje razaranje staničnih stijenki materijala gljive, čime se bioaktivni spojevi oslobađaju u tekućinu / otapalo. Ultrazvučni valovi također pospješuju prijenos mase bioaktivnih spojeva iz materijala gljive u otapalo, čime se povećava učinkovitost ekstrakcije.
Ultrazvučna ekstrakcija gljiva vrlo je učinkovita i brza tehnika izolacije koja ne zahtijeva visoke temperature ni štetne kemikalije. Ekstrahirani bioaktivni spojevi mogu se upotrebljavati u različite svrhe, primjerice u dodacima prehrani, funkcionalnoj hrani i nutraceuticima. Nadalje, metoda ultrazvučne ekstrakcije lavlje grive ekološki je prihvatljiva i održiva, što je čini idealnim izborom za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz prirodnih izvora.

Te prednosti čine sonikaciju izvrsnom tehnikom ekstrakcije za dobivanje visokokvalitetnih ekstrakata gljiva i razlog su zbog kojeg se ultrazvučni uređaji Hielscher upotrebljavaju diljem svijeta u laboratorijima i industriji za proizvodnju ekstrakata gljiva.

Protokol za ultrazvučnu ekstrakciju lavlje grive

Valu i sur. (2020) demonstrirali su vrlo učinkovit postupak ekstrakcije za dobivanje i koncentriranje bioaktivnih proizvoda iz biomase H. erinaceus koji se temelji na načelima ultrazvučne ekstrakcije. Uređaj korišten za ekstrakciju bio je ultrazvučni procesor Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 Watts, 20 kHz) sa sonotrodom BS4d40 (promjera 40 mm). Prije pokusa ekstrakcije ultrazvučni procesor kalibriran je radi određivanja neto potrošnje snage. Tijekom postupka sonikacije ta se vrijednost automatski oduzimala od bruto potrošnje energije, čime je omogućeno određivanje neto snage predane mediju za ekstrakciju. Tijekom pokusa uzorci su stavljeni u vrećicu s ledom uz neprekidno magnetsko miješanje kako bi se održala niska temperatura uzoraka. Nakon završetka ekstrakcije uzorci su filtrirani pod vakuumom, a zatim centrifugirani (2500× g tijekom 5 min). Za uklanjanje vode i alkohola iz supernatanata korišten je rotacijski isparivač. Preostali ostaci vode i alkohola iz uzoraka podvrgnuti su liofilizaciji kako bi se dobio ekstrakt u prahu. Alternativno, otapalo se može ukloniti vakuumskim filtrom i rotacijskim vakuumskim isparivačem kako bi se dobio koncentrat gljive.
 

 
Optimizirani uvjeti ekstrakcije ultrazvukom bili su sljedeći:

• ultrazvučni uređaj UIP1000hdT sa sonotrodom BS4d40: 100% amplitude, 100% radnog ciklusa)
• osušena, samljevena gljiva Hericium erinaceus
• otapalo: 80% vodena otopina etanola
• omjer otapalo–materijal: 1:30 (g/mL)
• vrijeme ekstrakcije: 45 min

Ukupni sadržaj fenolnih spojeva u ovom optimiziranom ekstraktu H. erinaceus iznosio je 23,2 mg GAE/g DM, a u DPPH testu antioksidacijsko djelovanje dosegnulo je IC50 od 87,2 μg/mL.
Istraživački tim uspješno je pokazao da ultrazvučna ekstrakcija učinkovito potiče izolaciju antioksidansa iz gljive Hericium erinaceus, osobito polifenola i flavonoida povezanih s diterpenoidom erinacinom A, poznatim po snažnom antioksidacijskom djelovanju.
(usp. Valu i sur., 2020)

U ovom videozapisu prikazujemo ultrazvučnu ekstrakciju gljive čage hladnom vodom. Hielscher UP100H ultrazvučni je homogenizator snage 100 vata. Ova sonda od 14mm – MS14 – vrlo je prikladna za ekstrakciju biljnog materijala u malim šaržama. Intenzitet možete prilagoditi regulatorom amplitude. Za ovu demonstraciju ekstrakcije upotrebljavamo intenzitet od 100%.

Pronađite idealan ultrazvučni uređaj za ekstrakciju lavlje grive!

Lavlja griva bogata je hitinom. Kao i sve gljive, lavlja griva sadrži mnogo hitina u svojim staničnim stijenkama. Hitin je žilav biopolimer koji staničnim stijenkama daje veliku krutost i čvrstoću. Zbog visokog sadržaja hitina lavlja griva ne bi se trebala jesti sirova jer je hitin teško probavljiv i može izazvati želučane tegobe.
Za razaranje staničnih stijenki lavlje grive i ekstrakciju unutarstaničnih bioaktivnih spojeva potrebne su snažne sile. Stoga ultrazvučne kupelji ili spremnici za čišćenje ne daju željene rezultate ekstrakcije.
Pročitajte više o usporedbi učinkovitosti ultrazvučnog uređaja sa sondom i ultrazvučne kupelji!
Nasuprot tome, ultrazvučne sonde lokalno stvaraju ultrazvučne valove visokog intenziteta i kavitaciju, koji osiguravaju potrebnu energiju za razaranje staničnih stijenki gljiva koje sadrže hitin. Osim toga, sonikacija sondom netoplinska je metoda ekstrakcije koja sprječava toplinsku razgradnju bioaktivnih spojeva uslijed zagrijavanja. Stoga su ultrazvučni uređaji sa sondom najučinkovitija tehnika ekstrakcije ljekovitih gljiva.
 
Obratite nam se za odgovarajući ultrazvučni uređaj sa sondom za vašu ekstrakciju gljiva!
 
Tablica u nastavku daje pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Kontaktirajte nas sada i saznajte više o ultrazvučnim uređajima za ekstrakciju gljiva! Naše dobro obučeno osoblje s dugogodišnjim iskustvom rado će vam preporučiti najprikladniji ultrazvučni ekstraktor za vaš postupak ekstrakcije gljiva!

---

---

Literatura / Reference

• 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

Činjenice koje vrijedi znati

Bioaktivni spojevi gljiva iz micelija u usporedbi s onima iz plodišta

Ultrazvučnom ekstrakcijom mogu se proizvesti i ekstrakti micelija i ekstrakti plodišta, a obje vrste imaju svoje jedinstvene prednosti. Koja je vrsta bolja ovisi o konkretnoj namjeni i željenim rezultatima.
Ekstrakti micelija općenito su jeftiniji i lakše ih je proizvesti u velikim količinama nego ekstrakte plodišta, što ih čini dostupnijima. Micelij također sadrži mnoge korisne spojeve, kao što su polisaharidi, ergosterol i enzimi.
S druge strane, ekstrakti plodišta sadrže veće količine beta-glukana, triterpenoida i drugih spojeva koji su povezani s povoljnim učincima na zdravlje. Plodišta također obično sadrže raznovrsnije spojeve te u nekim slučajevima mogu imati snažnije djelovanje.
U konačnici, izbor između ekstrakata micelija i plodišta ovisit će o konkretnoj primjeni i željenim učincima. Ako, primjerice, tražite potporu imunološkom sustavu, ekstrakt micelija može biti dobra opcija zbog visokog sadržaja polisaharida. Ako tražite potporu kognitivnim funkcijama, ekstrakt plodišta može biti bolji izbor zbog visokog sadržaja triterpenoida. Također vrijedi napomenuti da visokokvalitetni ekstrakti dobiveni i iz micelija i iz plodišta mogu biti učinkoviti i korisni za različite svrhe.

Koja je najbolja metoda ekstrakcije beta-glukana iz lavlje grive?

Ultrazvučna ekstrakcija hladnom vodom najbolja je tehnika za oslobađanje spojeva topljivih u vodi iz gljiva, primjerice iz plodišta lavlje grive. Ultrazvučna ekstrakcija hladnom vodom perforira i razara čvrste stanične stijenke gljiva kako bi se iz staničnog matriksa oslobodili bioaktivni spojevi poput β-glukana. Budući da je sonikacija blag postupak, ne oštećuje fitokemikalije i sprječava razgradnju svih bioaktivnih spojeva koji povoljno djeluju na zdravlje, uključujući beta-glukane.

Koje su prednosti ekstrakta gljiva?

Postupak ekstrakcije, primjerice ultrazvučne ekstrakcije, oslobađa bioaktivne spojeve poput beta-glukana iz staničnog matriksa. Stoga ekstrakti gljiva sadrže veće količine bioaktivnih spojeva u usporedbi s prahom dobivenim mljevenjem gljiva. Glavnina β-glukana, koji su polimeri visoke molekulske mase, topljiva je u vodi. Zato ultrazvučna ekstrakcija hladnom vodom nije samo zdrav i ekološki prihvatljiv način ekstrakcije, nego i učinkovito oslobađa β-glukane iz stanica gljiva u vodu. Ekstrakt omogućuje proizvodnju terapijskih pripravaka i dodataka prehrani koji sadrže ujednačenu količinu bioaktivnih molekula u svakoj dozi.

Bioaktivni spojevi u lavljoj grivi

Među vrlo važne i dobro proučene bioaktivne metabolite ubrajaju se i erinacini (A-I), skupina diterpenoida cijatinskog tipa ekstrahiranih iz micelija gljive Hericium erinaceus, odnosno lavlje grive ili yamabushitake, te hericenoni (C-H), derivati benzilnog alkohola ekstrahirani iz plodišta. Obje skupine spojeva mogu lako proći kroz krvno–moždanu barijeru i pokazale su neurotropne i neuroprotektivne učinke. Prema izvješćima, potiču sintezu čimbenika rasta živaca (NGF), kako in vitro tako i in vivo. Međutim, ova ljekovita gljiva ima i antioksidativna, protuupalna, antikancerogena, imunostimulirajuća, antidijabetička, antimikrobna, hipolipidemijska i antihiperglikemijska svojstva, iako se najčešće upotrebljava za liječenje neurodegenerativnih bolesti i kognitivnih oštećenja.
Dokazano je da erinacin A, glavni predstavnik skupine erinacina, ima učinkovit zaštitni učinak protiv Parkinsonove bolesti. U mišjem modelu Parkinsonove bolesti uz primjenu spoja 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), erinacin A smanjio je gubitak dopaminergičkih stanica izazvan MPTP-om, apoptotsku smrt stanica izazvanu oksidativnim stresom te razine glutationa, nitrotirozina i 4-hidroksi-2-nonenala (4-HNE); također je poništio motoričke deficite povezane s MPTP-om i smanjio oštećenje uslijed citotoksičnosti i apoptoze neuronskih stanica izazvanih spojem 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP), putem aktivacije signalnih putova IRE1α/TRAF2, JNK1/2 i p38 MAPK koju održava stres endoplazmatskog retikuluma (ER), ekspresije proteina homolognog C/EBP-u (CHOP), IKB-β i NF-κB, kao i Fas i Bax. Utvrđeno je i da je ovaj metabolit učinkovit protiv ishemijskog moždanog udara, kako je navedeno u istraživanju na štakorima u kojem je opaženo smanjenje neuronske apoptoze, kao i veličine šupljine nastale moždanim udarom u mozgu, djelovanjem na signalne putove iNOS/reaktivne dušikove vrste (RNS) i p38 mitogenom aktivirana proteinska kinaza (MAPK)/protein homologan proteinu koji se veže na pojačivač CCAAT (CHOP).
Također je zabilježeno da erinacin A ima značajno antitumorsko djelovanje u ljudskim stanicama raka želuca TSGH 9201, u kojima je izazvao značajnu apoptozu povezanu s povećanom fosforilacijom signalnih putova kinaze fokalne adhezije/proteinske kinaze FAK/Akt/p70S6K i serinske/treoninske kinaze PAK-1. Također je doveo do povećane citotoksičnosti i stvaranja ROS-a, smanjene invazivnosti i aktivacije kaspaza te ekspresije receptora tumorske nekroze TRAIL. Snažno antitumorsko djelovanje ovog metabolita naknadno je potvrđeno nedavnim istraživanjem provedenim i in vitro na dvjema ljudskim staničnim linijama raka debelog crijeva (DLD-1 i HCT-116) i in vivo na mišjem modelu, koje je dodatno razjasnilo njegove mehanizme. Učinci liječenja uključivali su poticanje vanjskih signalnih putova aktivacije apoptoze (TNFR, Fas, FasL, kaspaze), potiskivanje ekspresije antiapoptotskih molekula Bcl-2 i Bcl-XL te fosforilaciju Jun N-terminalne kinaze JNK1/2, koja reagira na stresne podražaje, NF-κB p50 i p330. Također je dokazano da je povećanje ekspresije molekula receptora smrti putem signalnog puta JNK MAPK/p300/NF-κB posredovano modifikacijom histona H3K9K14ac; rezultati ispitivanja in vivo doista su pokazali povećane razine histona H3K9K14ac, kao i acetilaciju histona na promotorima Fas, FasL i TNFR.
Drugi erinacin, erinacin C, poznat je po svojem djelovanju protiv neuroupale i neuroprotektivnom djelovanju, koji bi se mogli ostvarivati mehanizmom inhibicije ekspresije proteina IκB, p-IκBα (uključenih u uzvodnu kaskadu prijenosa signala NF-κB) i inducibilne sintaze dušikova oksida (iNOS) te aktivacijom signalnog puta Nrf2/HO-1 koji štiti od stresa. Tretiranje ljudskih mikroglijalnih stanica BV2 s upalom izazvanom LPS-om rezultiralo je smanjenim razinama dušikova oksida (NO), IL-6, TNF-α i iNOS-a, inhibicijom ekspresije NF-κB, i fosforilacijom proteina IκBα (p-IκBα), kao i inhibicijom proteina 1 povezanog s ECH-om nalik Kelchu (Keap1) te povećanjem nuklearnog transkripcijskog čimbenika povezanog s eritroidnim čimbenikom 2 (Nrf2) i ekspresije proteina hem-oksigenaze-1 (HO-1).
(izvadak iz Venturella et al., 2021)