Ekstraksi Beta-Glukan dari Jamur Menggunakan Ultrasonikasi

Ekstraksi beta-glukan dari jamur untuk pengujian laboratorium atau keperluan produksi melibatkan kombinasi pencacahan, penggilingan atau penghancuran jamur, ekstraksi berbantuan ultrasonik, dan pengendapan beta-glukan. Berikut adalah garis besar sederhana proses ekstraksi beta-glukan, beserta contoh volume dan berat untuk percobaan skala laboratorium. Perlu diperhatikan bahwa kondisi dan ukuran spesifik dapat bervariasi tergantung pada jenis jamur dan kemurnian beta-glukan yang diperlukan.

Bahan dan Peralatan

• Jamur (misalnya, 100g jamur yang dicacah atau diiris)
• Air suling dingin (misalnya, 500mL)
• Blender atau penggiling
• Gelas beker atau labu kaca
• Kertas saring atau perangkat filtrasi vakum
• Sentrifus (opsional)
• Alkohol (misalnya, etanol) untuk pengendapan
• Lemari pendingin
• Oven pengering

Protokol Ekstraksi Beta-Glukan

1. Giling atau hancurkan jamur (misalnya, Chaga atau jamur surai singa) menjadi partikel kasar berukuran sekitar 1 hingga 3 milimeter. Misalnya, gunakan 100g partikel jamur kering.
2. Kemudian masukkan partikel jamur ke dalam gelas beker atau labu kaca.
3. Selanjutnya, tambahkan 500mL air suling ke dalam gelas beker yang berisi partikel jamur yang akan diekstraksi. Rasio air terhadap jamur dapat bervariasi tergantung pada jenis jamur tertentu dan ukuran partikelnya.
4. Setelah mengaduk suspensi, sonikasi campuran menggunakan homogenizer ultrasonik laboratorium (misalnya, UP400St dengan sonotrode 22mm pada amplitudo 100% atau UP200Ht dengan sonotrode 14mm pada amplitudo 100%) dan pertahankan suhu di bawah 90°C. Suhu yang lebih rendah membantu menjaga senyawa yang sensitif terhadap panas, seperti beta-glukan, selama ekstraksi. Lakukan sonikasi selama sekitar 5 hingga 10 menit saat menggunakan UP400St dan selama 10 hingga … menit saat menggunakan UP200Ht. Perlu diperhatikan bahwa suhu dan waktu ekstraksi dapat bervariasi tergantung pada daya ultrasonik yang digunakan. Tentu saja, volume yang lebih besar akan memerlukan waktu sonikasi yang lebih lama.
5. Saring campuran yang telah disonikasi melalui kertas saring atau gunakan perangkat filtrasi vakum untuk memisahkan cairan (yang mengandung beta-glukan hasil ekstraksi) dari residu padat jamur.
6. Kemudian endapkan beta-glukan dari cairan dengan menambahkan alkohol (misalnya, etanol). Biasanya, Anda dapat menggunakan alkohol sebanyak 2–3 kali volume cairan untuk pengendapan.
7. Setelah itu, simpan campuran dalam lemari pendingin selama beberapa jam agar beta-glukan mengendap.
8. Setelah pengendapan, Anda dapat mendekantasi cairan dengan hati-hati dan mengumpulkan endapan beta-glukan.
9. Terakhir, keringkan beta-glukan dalam oven pada suhu rendah (misalnya, 40–50°C) hingga seluruh alkohol hilang dan Anda memperoleh bubuk kering.

Video ini memperagakan ekstraksi jamur surai singa yang sangat efisien menggunakan homogenizer ultrasonik Hielscher UP200Ht.

Jamur memiliki karakteristik yang bervariasi. Oleh karena itu, proses ekstraksi beta-glukan dapat berbeda berdasarkan faktor seperti spesies jamur tertentu, kondisi jamur (kering atau segar), ukuran partikel, dan suhu ekstraksi. Untuk mengoptimalkan prosedur ekstraksi Anda, pertimbangkan untuk bereksperimen dengan berbagai parameter, termasuk memvariasikan rasio padatan terhadap cairan, menyesuaikan suhu, mengeksplorasi berbagai pelarut, serta menguji beragam durasi sonikasi dan pengaturan amplitudo.

Ekstraksi Enzimatis Beta-Glukan Berbantuan Ultrasonik

Ekstraksi enzimatis berbantuan ultrasonik adalah metode yang digunakan untuk mengekstraksi beta-glukan dari jamur menggunakan kombinasi enzim dan gelombang ultrasonik. Proses ini meningkatkan efisiensi ekstraksi dengan menguraikan dinding sel jamur dan memfasilitasi pelepasan beta-glukan.

Peningkatan Skala Ekstraksi Beta-Glukan dari Jamur

Setelah Anda menetapkan protokol ekstraksi beta-glukan yang memenuhi kebutuhan Anda, peningkatan skala proses ekstraksi dapat dilakukan dengan mudah.

Peningkatan Skala Ekstraksi Batch

Jika Anda berencana meningkatkan skala menggunakan metode ekstraksi batch, kami menyarankan untuk meningkatkan volume batch sambil menjaga rasio padatan terhadap cairan dan semua parameter lainnya tetap konstan. Jika Anda tetap menggunakan homogenizer ultrasonik yang sama, pastikan untuk meningkatkan waktu sonikasi secara proporsional. Untuk batch yang melebihi 1 liter, Anda dapat mempertimbangkan penambahan pengaduk berkecepatan rendah untuk menjaga partikel tetap tersuspensi dan meningkatkan keseragaman ekstraksi. Gambar di bawah menunjukkan perangkat ekstraksi batch 8 liter yang menggunakan homogenizer ultrasonik UP400St bersama pengaduk laboratorium.

Ekstraksi Jamur dalam Aliran

Bagi Anda yang tertarik mengekstraksi beta-glukan dari jamur secara kontinu dalam jumlah lebih besar, Hielscher Ultrasonics menawarkan reaktor sel alir yang dirancang untuk ekstraksi bahan botani. Jika hal ini sesuai dengan kebutuhan Anda, kami mengundang Anda untuk menghubungi kami langsung guna memperoleh informasi lebih lanjut. Tim teknis kami akan dengan senang hati membantu menentukan konfigurasi yang paling sesuai dengan kebutuhan spesifik Anda. Namun, melakukan percobaan skala laboratorium yang disebutkan sebelumnya dengan spesies jamur yang Anda gunakan dapat sangat bermanfaat untuk memahami kebutuhan proses secara tepat. Gambar di bawah menunjukkan reaktor sel alir besar dengan homogenizer ultrasonik UIP4000hdT untuk mengekstraksi beta-glukan dengan memproses sekitar 50 hingga 200 liter suspensi jamur dalam pelarut per jam.

Konsentrasi Empiris Beta-Glukan pada Spesies Jamur

Di bawah ini, Anda akan menemukan daftar konsentrasi empiris beta-glukan yang diekstraksi dari berbagai spesies jamur.

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.