Béta-glükánok kinyerése gombákból ultrahangos kezeléssel

A béta-glükánok gombákból történő kinyerése laboratóriumi vizsgálatokhoz vagy termelési célokra a gombák aprításának, őrlésének vagy zúzásának, az ultrahanggal segített extrakciónak és a béta-glükánok kicsapásának kombinációját foglalja magában. Az alábbiakban a béta-glükánok extrakciós folyamatának egyszerűsített vázlatát ismertetjük, egy laboratóriumi léptékű kísérlethez tartozó térfogat- és tömegpéldákkal együtt. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a konkrét körülmények és mennyiségek a gomba típusától és a béta-glükánok elvárt tisztaságától függően változhatnak.

Anyagok és eszközök

• Gombák (pl. 100g aprított vagy szeletelt gomba)
• Hideg desztillált víz (pl. 500mL)
• Turmixgép vagy őrlő
• Üveg főzőpoharak vagy lombikok
• Szűrőpapír vagy vákuumszűrő berendezés
• Centrifuga (opcionális)
• Alkohol (pl. etanol) a kicsapáshoz
• Hűtőszekrény
• Szárítószekrény

Béta-glükán-extrakciós protokoll

1. Őrölje vagy zúzza a gombákat (pl. chagát vagy süngombát) durva, körülbelül 1–3 milliméteres részecskékké. Használjon például 100g szárított gombarészecskét.
2. Ezután tegye a gombarészecskéket egy üveg főzőpohárba vagy lombikba.
3. Ezután adjon 500mL desztillált vizet az extrahálandó gombarészecskéket tartalmazó főzőpohárhoz. A víz és a gomba aránya az adott gombatípustól és a részecskemérettől függően változhat.
4. A szuszpenzió megkeverése után kezelje a keveréket ultrahangos laboratóriumi homogenizátorral (pl. UP400St 22mm-es szonotró­dával, 100%-os amplitúdó mellett, vagy UP200Ht 14mm-es szonotró­dával, 100%-os amplitúdó mellett), és tartsa a hőmérsékletet 90°C alatt. Az alacsonyabb hőmérséklet segít megőrizni a hőérzékeny vegyületeket, például a béta-glükánokat az extrakció során. Az UP400St használatakor körülbelül 5–10 percig, az UP200Ht használatakor pedig 10–… percig végezze az ultrahangos kezelést. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a hőmérséklet és az extrakciós idő az alkalmazott ultrahangos teljesítménytől függően változhat. Természetesen a nagyobb térfogatok hosszabb ultrahangos kezelési időt igényelnek.
5. Szűrje át az ultrahanggal kezelt keveréket szűrőpapíron, vagy használjon vákuumszűrő berendezést a folyadék (amely a kinyert béta-glükánokat tartalmazza) és a szilárd gombamaradék elválasztására.
6. Ezután alkohol (pl. etanol) hozzáadásával csapja ki a béta-glükánokat a folyadékból. A kicsapáshoz általában a folyadék térfogatának 2–3-szorosát kitevő alkoholmennyiséget használhat.
7. Ezt követően tárolja a keveréket több órán át hűtőszekrényben, hogy a béta-glükánok kicsapódhassanak.
8. A kicsapás után óvatosan leöntheti a folyadékot, és összegyűjtheti a béta-glükán-csapadékot.
9. Végül szárítsa a béta-glükánokat szárítószekrényben, alacsony hőmérsékleten (pl. 40–50°C-on), amíg az összes alkohol eltávozik, és száraz port kap.

Ez a videó a süngomba rendkívül hatékony extrakcióját mutatja be a Hielscher UP200Ht ultrahangos homogenizátorával.

A gombák jellemzői eltérőek. Ezért a béta-glükánok extrakciós folyamata olyan tényezőktől függően különbözhet, mint az adott gombafaj, a gombák állapota (szárított vagy friss), a részecskeméret és az extrakciós hőmérséklet. Az extrakciós eljárás optimalizálása érdekében érdemes különböző paraméterekkel kísérletezni, többek között változtatni a szilárd anyag és a folyadék arányát, módosítani a hőmérsékletet, kipróbálni különféle oldószereket, valamint tesztelni az ultrahangos kezelés különböző időtartamait és amplitúdóbeállításait.

Béta-glükán ultrahanggal segített enzimes extrakciója

Az ultrahanggal segített enzimes extrakció olyan módszer, amellyel enzimek és ultrahanghullámok kombinációjával béta-glükánokat nyernek ki gombákból. Ez a folyamat a gombák sejtfalainak lebontásával és a béta-glükánok felszabadulásának elősegítésével növeli az extrakció hatékonyságát.

A gombákból történő béta-glükán-extrakció léptéknövelése

Miután kidolgozott egy, az igényeinek megfelelő béta-glükán-extrakciós protokollt, az extrakciós folyamat léptéknövelése egyszerű feladat lehet.

A szakaszos extrakció léptéknövelése

Ha szakaszos extrakciós módszerrel tervezi a léptéknövelést, javasoljuk az adag térfogatának növelését, miközben a szilárd anyag és a folyadék arányát, valamint az összes többi paramétert állandó értéken tartja. Ha továbbra is ugyanazt az ultrahangos homogenizátort használja, ügyeljen arra, hogy arányosan növelje az ultrahangos kezelés idejét. Az 1 litert meghaladó adagok esetében érdemes lehet lassú keverőt alkalmazni a részecskék szuszpenzióban tartása és az extrakció egyenletességének javítása érdekében. Az alábbi kép egy 8 literes szakaszos extrakciós összeállítást mutat be, amely UP400St ultrahangos homogenizátort használ laboratóriumi keverővel együtt.

Gombák folyamatos átfolyású extrakciója

Azok számára, akik nagyobb mennyiségű béta-glükánt szeretnének folyamatosan kinyerni gombákból, a Hielscher Ultrasonics növényi anyagok extrakciójára tervezett átfolyócellás reaktorokat kínál. Ha ez az Ön számára is érdekes, javasoljuk, hogy további információért közvetlenül vegye fel velünk a kapcsolatot. Műszaki csapatunk örömmel segít meghatározni az Ön egyedi igényeinek leginkább megfelelő összeállítást. Ugyanakkor a korábban említett laboratóriumi léptékű kísérlet elvégzése az Ön által használt gombafajjal felbecsülhetetlen értékű lehet a folyamat pontos követelményeinek megértésében. Az alábbi kép egy nagy átfolyócellás reaktort mutat be UIP4000hdT ultrahangos homogenizátorral, amely óránként körülbelül 50–200 liter gomba–oldószer szuszpenzióból nyeri ki a béta-glükánokat.

Gombafajok empirikusan meghatározott béta-glükán-koncentrációja

Az alábbiakban a különböző gombafajokból kinyert béta-glükánok empirikusan meghatározott koncentrációit soroljuk fel.

Mushroom Species	Total 1,3-1,6-β-D-glucan (g/100g dry mass)
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%

1,3-1,6-β-D-glucan content in the analyzed wild-growing and cultivated mushrooms, Source:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Quantitative Evaluation of 1,3-1,6-Β-D-Glucan Contents in Wild–Growing Species of Edible Polish Mushrooms. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.