Perché un ultrasuonatore a sonda è il migliore per l'estrazione dei funghi?
Vi state chiedendo perché la vostra estrazione di funghi con un bagno a ultrasuoni o una vasca di pulizia a ultrasuoni non vi dà la resa desiderata? Scoprite qui tutto quello che c'è da sapere sulle pareti cellulari rigide dei funghi contenenti chitina, sulla migliore tecnica di estrazione e sui solventi adatti!
Perché servono forze intense per l'estrazione dei funghi?
Tutti i funghi commestibili hanno pareti cellulari fatte di chitina, lo stesso materiale che compone i gusci di crostacei e insetti. La chitina è un materiale molto resistente, che conferisce alle cellule dei funghi un'elevata tenacità. La parete cellulare crea una barriera ai compartimenti intracellulari, che contengono le molecole bioattive dei funghi. Importanti molecole dei funghi sono, ad esempio, α- e β-glucani, polisaccaridi, terpeni, antiossidanti, vitamine o composti allucinogeni. Ogni specie di fungo presenta una gamma unica di composti bioattivi. Per liberare queste sostanze benefiche per la salute dalle cellule del fungo, è necessario rompere le pareti cellulari. A causa del contenuto di chitina, la rottura delle cellule dei funghi è un compito impegnativo e richiede conoscenze e attrezzature sofisticate.

Ultrasuonatore portatile UP100H per un'efficiente estrazione dei funghi.
Rottura delle pareti cellulari dei funghi contenenti chitina con la sonicazione
Sebbene la chitina sia un'ottima fonte di fibre, prebiotici e antiossidanti, il problema è che gli esseri umani non hanno la capacità di scomporre la chitina. Questo significa anche che quando si consumano funghi crudi non trattati, non si può beneficiare di molti dei composti bioattivi presenti nei funghi, perché sono intrappolati all'interno delle cellule, che sono protette da forti pareti cellulari contenenti chitina.
L'estrazione a ultrasuoni rende biodisponibili i composti bioattivi dei funghi, in modo che il corpo umano possa assorbire i nutrienti in modo rapido e completo. Inoltre, negli estratti di funghi a ultrasuoni i nutrienti benefici sono concentrati, in modo che anche piccole quantità di estratto di funghi diano i risultati desiderati per la salute.
Ultrasuoni per l'estrazione dei funghi
L'ultrasonicazione è un processo in cui le onde sonore ad alta frequenza vengono utilizzate per creare bolle di cavitazione in un liquido. Quando queste bolle collassano, creano intense forze di taglio localizzate che possono rompere le cellule e rilasciarne il contenuto nel liquido.
Nell'estrazione dei funghi, gli ultrasuoni possono essere utilizzati per rompere le pareti cellulari dei funghi e rilasciare i loro composti bioattivi in un solvente. Esistono due tipi di ultrasuonatori: a bagno e a sonda.
Perché il mio bagno a ultrasuoni dà scarsi risultati nell'estrazione dei funghi?
Un ultrasuonatore a bagno è un dispositivo in cui il campione viene posto in un contenitore pieno di solvente e le onde ultrasoniche vengono applicate all'intero contenitore. Questo metodo è noto come piuttosto inefficace, in quanto il bagno a ultrasuoni distribuisce l'energia ultrasonica in modo non uniforme e con una bassa intensità. Poiché in un bagno a ultrasuoni il campione di funghi viene sonicato indirettamente, gli ultrasuoni non possono penetrare in profondità nel campione. Le onde ultrasonore devono attraversare le pareti del recipiente prima di colpire il materiale del fungo. In questo modo, le onde ultrasonore della vasca a ultrasuoni, già di bassa intensità, vengono ulteriormente ridotte.

Queste misure UV-Vis mostrano la significativa differenza di estrazione tra una sonda a ultrasuoni e un bagno a ultrasuoni. L'ultrasuonatore a sonda UP100H (grafico nero) fornisce una resa significativamente superiore di estratto di fungo chaga rispetto al bagno a ultrasuoni (grafico rosso).
Estrazione di ultrasuoni intensi con una sonda a ultrasuoni
D'altra parte, un ultrasuonatore di tipo a sonda è dotato di una punta – il cosiddetto sonotodo o sonda – che possono essere inseriti direttamente nel campione, consentendo un'applicazione più mirata e localizzata dell'energia ultrasonica. Ciò si traduce in una rottura delle cellule e in un'estrazione dei composti bioattivi molto più efficiente, soprattutto nelle aree del campione più dense o difficili da raggiungere.
L'applicazione mirata e localizzata dell'energia ultrasonica fornita dall'ultrasuonatore a sonda garantisce che la chitina sia sottoposta a una quantità di energia sufficiente per essere scissa.
Inoltre, la sonda può essere spostata in diverse aree del campione, creando un'ulteriore macro-miscelazione per garantire che tutte le parti del fungo siano adeguatamente sonicate. Questo è particolarmente importante per i funghi con pareti cellulari spesse o strutture dense, dove può essere difficile garantire un'estrazione completa con altri metodi.
- Eestrazione più completo
- Rendimenti più elevati
- estratti di alta qualità
- Processo rapido
- Processo a freddo/non termico
- Compatibile con qualsiasi solvente
- Facile e sicuro da usare
- Bassa manutenzione

Estrattore a ultrasuoni UP400St per la produzione di estratti di funghi biologici.
Sonda a ultrasuoni vs. bagno a ultrasuoni per l'estrazione dei funghi
In sintesi, l'alta intensità della sonicazione a sonda è necessaria per rompere la chitina nelle pareti cellulari dei funghi e rilasciare i composti bioattivi. L'applicazione mirata e localizzata dell'energia ultrasonica fornita dall'ultrasuonatore a sonda garantisce un'adeguata sonicazione della chitina, con conseguente estrazione più efficiente e completa dei composti bioattivi dai funghi.
Un ultrasuonatore a sonda è generalmente considerato più efficiente per l'estrazione dei funghi, in quanto può fornire un'estrazione più uniforme e completa dei composti bioattivi rispetto a un ultrasuonatore a bagno.
Per saperne di più sulle differenze nella lavorazione a ultrasuoni utilizzando una sonda a ultrasuoni rispetto a un bagno a ultrasuoni!
Qual è il solvente ideale per l'estrazione dei funghi a ultrasuoni?
Gli ultrasuoni come metodo di estrazione sono compatibili con qualsiasi solvente. Ciò significa che la scelta del solvente giusto deve essere fatta tenendo conto della specie di fungo e dei composti bioattivi da estrarre.
I funghi contengono una varietà di composti bioattivi come polisaccaridi, beta-glucani, triterpenoidi, composti fenolici ed ergosterolo, che hanno dimostrato di possedere diversi benefici per la salute. L'estrazione di questi composti bioattivi dai funghi può essere ottenuta utilizzando diversi solventi, ciascuno con i suoi vantaggi e svantaggi. Ecco alcuni dei solventi comunemente utilizzati per l'estrazione di composti bioattivi dai funghi:
- Acqua: L'acqua è un solvente comune per l'estrazione di composti bioattivi dai funghi. I polisaccaridi e i beta-glucani sono solubili in acqua, il che la rende un solvente ideale per l'estrazione di questi composti. L'acqua è anche un solvente sicuro e non tossico, quindi ideale per prodotti alimentari e medicinali.
- Etanolo: L'etanolo è un solvente polare comunemente utilizzato per l'estrazione di composti fenolici e triterpenoidi dai funghi. L'etanolo può essere utilizzato anche per estrarre polisaccaridi e beta-glucani, ma con una resa inferiore rispetto all'acqua.
- Etanolo acquoso: Per etanolo acquoso si intende una miscela di acqua ed etanolo. Il rapporto tra acqua ed etanolo può essere regolato in base alle esigenze. L'uso di etanolo acquoso come solvente presenta diversi vantaggi rispetto all'uso di acqua o etanolo da soli. In primo luogo, l'aggiunta di etanolo all'acqua può migliorare la solubilità di alcuni composti bioattivi poco solubili in acqua da soli, come alcuni composti fenolici e triterpenoidi. In secondo luogo, l'uso di etanolo acquoso può portare a rese di estrazione più elevate rispetto all'acqua o all'etanolo da solo, in quanto può estrarre una gamma più ampia di composti bioattivi.
La scelta della concentrazione di etanolo nel solvente acquoso dipende dalla polarità dei composti bioattivi da estrarre. Una concentrazione più alta di etanolo (70-100%) può essere utilizzata per l'estrazione di composti meno polari, mentre una concentrazione più bassa di etanolo (30-50%) può essere utilizzata per l'estrazione di composti più polari. - Metanolo: Il metanolo è un altro solvente polare che può essere utilizzato per l'estrazione dei composti fenolici dai funghi. Il metanolo è tossico, quindi deve essere usato con cautela. È necessaria una purificazione sofisticata per rimuovere il metanolo dopo l'estrazione.
- Acetone: L'acetone è un solvente non polare comunemente utilizzato per l'estrazione dell'ergosterolo dai funghi. L'acetone è infiammabile e tossico, quindi deve essere usato con cautela.
- Esano: L'esano è un solvente non polare che può essere utilizzato per l'estrazione di composti lipofili dai funghi. L'esano è infiammabile e tossico, quindi deve essere usato con cautela.
La scelta del solvente per l'estrazione di composti bioattivi dai funghi dipende dal tipo di composto da estrarre e dall'applicazione prevista. L'acqua e l'etanolo acquoso sono generalmente i solventi più sicuri e più comunemente utilizzati per l'estrazione di composti bioattivi dai funghi. Tuttavia, altri solventi come etanolo, metanolo, acetone ed esano possono essere utilizzati per applicazioni specifiche o quando l'estrazione con acqua non è sufficiente. È importante usare questi solventi con cautela e seguire le procedure di sicurezza appropriate.
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Letteratura / Riferimenti
- 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.
- Asadi, Amin; Pourfattah, Farzad; Miklós Szilágyi, Imre; Afrand, Masoud; Zyla, Gawel; Seon Ahn, Ho; Wongwises, Somchai; Minh Nguyen, Hoang; Arabkoohsar, Ahmad; Mahian, Omid (2019): Effect of sonication characteristics on stability, thermophysical properties, and heat transfer of nanofluids: A comprehensive review. Ultrasonics Sonochemistry 2019.
Particolarità / Cose da sapere
La chitina come elemento costitutivo delle pareti cellulari dei funghi
La chitina è un materiale polimerico ampiamente presente in molte classi di funghi, tra cui Ascomiceti, Basidiomiceti e Ficomiceti. La chitina è una molecola resistente che può formare lunghe catene e maglie, fornendo uno scheletro 3D intorno alle cellule fungine. La chitina fungina è presente nelle membrane strutturali e nelle pareti cellulari di miceli, gambi e spore e conferisce alla struttura cellulare dei funghi elevata resistenza e rigidità. Il biopolimero chitina è un polisaccaride modificato che contiene azoto; è sintetizzato da unità di N-acetil-D-glucosamina (GlcNAc) ed è caratterizzato da un elevato peso molecolare.

La molecola chitina è presente nelle pareti cellulari dei funghi. A causa dell'elevata compattezza, rigidità e rigidità della chitina, le cellule dei funghi richiedono forze intense per rompere le pareti cellulari e rilasciare i composti bioattivi. Gli ultrasuonatori a sonda creano intense forze di cavitazione e di taglio, che estraggono efficacemente le molecole bioattive dai funghi.

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