Pitate li se zašto vam ekstrakcija gljiva pomoću ultrazvučne kupke ili ultrazvučnog spremnika za čišćenje ne daje željeni prinos ekstrakta? Ovdje saznajte sve što trebate znati o krutim staničnim stijenkama gljiva koje sadrže hitin, najboljoj tehnici ekstrakcije i prikladnim otapalima!

Zašto su mi potrebne intenzivne sile za vađenje gljiva?

Sve jestive gljive imaju stanične stijenke od hitina, istog materijala koji čini rakove i školjke insekata. Hitin je vrlo jak materijal koji stanicama gljiva daje visoku žilavost. Stanična stijenka stvara barijeru unutarstaničnim odjeljcima koji sadrže bioaktivne molekule gljiva. Važne molekule gljiva su, na primjer, α i β-glukana, polisaharida, terpena, antioksidansa, vitamina ili halucinogenih spojeva. Svaka vrsta gljiva ima jedinstveni niz bioaktivnih spojeva. Da bi se te tvari koje promiču zdravlje oslobodile iz stanica gljiva, stanične stijenke moraju se razgraditi. Zbog sadržaja hitina, poremećaj stanica gljiva izazovan je zadatak i zahtijeva određeno znanje i sofisticiranu opremu.

Razbijanje staničnih stijenki gljiva koje sadrže hitin ultrazvukom

Iako je hitin izvrstan izvor vlakana, prebiotika i antioksidansa, problem je u tome što ljudi nemaju sposobnost razgradnje hitina. To također znači da kada konzumirate sirove neobrađene gljive, nećete imati koristi od mnogih bioaktivnih spojeva u gljivama, jer su zarobljeni unutar stanica, koje su zaštićene jakim staničnim stijenkama koje sadrže hitin.
Ultrazvučna ekstrakcija čini bioaktivne spojeve iz gljiva bioraspoloživim, tako da ljudsko tijelo može brzo i potpuno apsorbirati hranjivu tvar. Osim toga, u ultrazvučnim ekstraktima gljiva korisne hranjive tvari su koncentrirane tako da čak i mala količina ekstrakta gljiva daje željene rezultate koji promiču zdravlje.

Ultrasonication za vađenje gljiva

Ultrasonication je proces u kojem se visokofrekventni zvučni valovi koriste za stvaranje kavitacijskih mjehurića u tekućini. Kada se ti mjehurići uruše, stvaraju intenzivne lokalizirane sile smicanja koje mogu razgraditi stanice i osloboditi sadržaj stanica u tekućinu.
U ekstrakciji gljiva, ultrazvuka se može koristiti za razgradnju staničnih stijenki gljiva i oslobađanje njihovih bioaktivnih spojeva u otapalo. Postoje dvije vrste ultrasonicators: kupka tipa i sonda tipa.

Zašto moja ultrazvučna kupka daje loše rezultate ekstrakcije gljiva?

Tip kupke ultrasonicator je uređaj u kojem se uzorak stavlja u posudu napunjenu otapalom, a ultrazvučni valovi se nanose na cijeli spremnik. Ova metoda je poznata kao prilično neučinkovita, jer ultrazvučna kupka distribuira ultrazvučnu energiju neravnomjerno i s niskim intenzitetom. Kao iu ultrazvučnoj kupki uzorak gljiva je ultrazvukom neizravno, ultrazvuk ne može prodrijeti duboko u uzorak. Ultrazvučni valovi moraju proći kroz zidove posude prije nego što udare u materijal gljiva. Time su ultrazvučni valovi već niskog intenziteta ultrazvučnog spremnika još više smanjeni.

Ova UV-Vis mjerenja pokazuju značajnu razliku u ekstrakciji između ultrazvučne sonde i ultrazvučne kupke. Sonda tipa ultrasonicator UP100H (crni grafikon) daje znatno veći prinos ekstrakt chaga gljiva od ultrazvučne kupke (crveni grafikon).

Intenzivna ultrazvučna ekstrakcija pomoću ultrazvučne sonde

S druge strane, ultrasonicator tipa sonde opremljen je savjetom – takozvana sonotoda ili sonda – koji se mogu umetnuti izravno u uzorak, omogućujući fokusiraniju i lokaliziraniju primjenu ultrazvučne energije. To rezultira znatno učinkovitijim poremećajem stanica i ekstrakcijom bioaktivnih spojeva, posebno u gustim ili teško dostupnim područjima uzorka.
Fokusirana i lokalizirana primjena ultrazvučne energije koju pruža ultrasonicator tipa sonde osigurava da je hitin podvrgnut dovoljnoj količini energije koju treba razgraditi.
Osim toga, sonda se može premjestiti u različita područja uzorka stvarajući dodatno makro-miješanje kako bi se osiguralo da su svi dijelovi gljive adekvatno sonificirani. To je posebno važno za gljive s debelim staničnim stijenkama ili gustim strukturama, gdje može biti izazovno osigurati potpunu ekstrakciju drugim metodama.

Ultrazvučna sonda vs ultrazvučna kupka za ekstrakciju gljiva

Ukratko, visoki intenzitet ultrazvukom tipa sonde potreban je za razgradnju hitina u stijenkama stanica gljiva i oslobađanje bioaktivnih spojeva. Fokusirana i lokalizirana primjena ultrazvučne energije koju pruža sonda tipa ultrasonicator osigurava da je hitin adekvatno ultrazvukom, što rezultira učinkovitijom i temeljitijom ekstrakcijom bioaktivnih spojeva iz gljiva.
Sonda-tip ultrasonicator općenito se smatra učinkovitijim za ekstrakciju gljiva, jer može pružiti ujednačeniju i temeljitiju ekstrakciju bioaktivnih spojeva u usporedbi s tipom kupanja ultrasonicator.
Pročitajte više o razlikama u ultrazvučnoj obradi pomoću ultrazvučne sonde vs ultrazvučne kupke!
 

Koje je idealno otapalo za ultrazvučnu ekstrakciju gljiva?

Ultrasonication kao metoda ekstrakcije kompatibilan je s bilo kojim otapalom. To znači da se odabir pravog otapala mora provesti s obzirom na vrste gljiva i bioaktivne spojeve, koje treba ekstrahirati.
Gljive sadrže razne bioaktivne spojeve kao što su polisaharidi, beta-glukani, triterpenoidi, fenolni spojevi i ergosterol, za koje se pokazalo da posjeduju različite zdravstvene prednosti. Ekstrakcija ovih bioaktivnih spojeva iz gljiva može se postići pomoću različitih otapala, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke. Evo nekih od najčešće korištenih otapala za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz gljiva:

• Voda: Voda je uobičajeno otapalo za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz gljiva. Polisaharidi i beta-glukani topljivi su u vodi, što ga čini idealnim otapalom za ekstrakciju tih spojeva. Voda je također sigurno i netoksično otapalo, što ga čini idealnim otapalom za hranu i lijekove.
• Etanol: Etanol je polarno otapalo koje se obično koristi za ekstrakciju fenolnih spojeva i triterpenoida iz gljiva. Etanol se također može koristiti za ekstrakciju polisaharida i beta-glukana, ali pri manjem prinosu od vode.
• Vodeni etanol: Vodeni etanol znači mješavinu vode i etanola. Omjer vode i etanola može se prilagoditi zahtjevima. Upotreba vodenog etanola kao otapala ima nekoliko prednosti u odnosu na samo korištenje vode ili etanola. Prvo, dodavanje etanola u vodu može poboljšati topljivost određenih bioaktivnih spojeva koji nisu jako topljivi samo u vodi, kao što su neki fenolni spojevi i triterpenoidi. Drugo, uporaba vodenog etanola može rezultirati većim prinosima ekstrakcije u usporedbi sa samom vodom ili etanolom, jer može izvući širi raspon bioaktivnih spojeva.
  Izbor koncentracije etanola u vodenom etanolnom otapalu ovisi o polaritetu bioaktivnih spojeva koji se ekstrahiraju. Veća koncentracija etanola (70-100%) može se koristiti za ekstrakciju manje polarnih spojeva, dok se niža koncentracija etanola (30-50%) može koristiti za ekstrakciju više polarnih spojeva.
• Metanol: Metanol je još jedno polarno otapalo koje se može koristiti za ekstrakciju fenolnih spojeva iz gljiva. Metanol je toksičan, pa ga treba koristiti s oprezom. Za uklanjanje metanola nakon ekstrakcije potrebno je sofisticirano pročišćavanje.
• Aceton: Aceton je nepolarno otapalo koje se obično koristi za ekstrakciju ergosterola iz gljiva. Aceton je zapaljiv i toksičan, pa ga treba koristiti s oprezom.
• Hexane: Heksan je nepolarno otapalo koje se može koristiti za ekstrakciju lipofilnih spojeva iz gljiva. Heksan je zapaljiv i toksičan, pa ga treba koristiti s oprezom.

Izbor otapala za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz gljiva ovisi o vrsti spoja koji se ekstrahira i predviđenoj primjeni. Voda i vodeni etanol općenito su najsigurnija i najčešće korištena otapala za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz gljiva. Međutim, druga otapala kao što su etanol, metanol, aceton i heksan mogu se koristiti za određene primjene ili kada ekstrakcija vode nije dovoljna. Važno je koristiti ova otapala s oprezom i slijediti odgovarajuće sigurnosne postupke.