Perché un sonicatore a sonda è la scelta migliore per l’estrazione dei funghi?

Ti chiedi perché l’estrazione dei funghi con un bagno a ultrasuoni o una vasca di pulizia a ultrasuoni non ti dia la resa desiderata? Scopri qui tutto ciò che devi sapere sulle rigide pareti cellulari 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 costituite da chitina, lo stesso materiale che compone i gusci dei crostacei e l’esoscheletro degli insetti. La chitina è un materiale molto resistente, che conferisce alle cellule dei funghi un’elevata tenacità. La parete cellulare crea una barriera che protegge i compartimenti intracellulari, nei quali si trovano le molecole bioattive dei funghi. Tra le molecole importanti dei funghi vi sono, ad esempio, α- e β-glucani, polisaccaridi, terpeni, antiossidanti, vitamine o composti allucinogeni. Ogni specie di fungo presenta un insieme unico di composti bioattivi. Per liberare dalle cellule dei funghi queste sostanze benefiche per la salute, è necessario disgregare le pareti cellulari. A causa del contenuto di chitina, la disgregazione cellulare dei funghi è un’operazione impegnativa e richiede conoscenze specifiche e apparecchiature sofisticate.

Disgregazione delle pareti cellulari dei funghi contenenti chitina mediante sonicazione

Sebbene la chitina sia un’ottima fonte di fibre, prebiotici e antiossidanti, il problema è che gli esseri umani non sono in grado di degradarla. Ciò significa anche che, consumando funghi crudi non trattati, non si beneficia di molti dei loro composti bioattivi, perché questi sono intrappolati all’interno delle cellule, protette da resistenti pareti cellulari contenenti chitina.
L’estrazione a ultrasuoni rende biodisponibili i composti bioattivi dei funghi, consentendo all’organismo umano di assorbire i nutrienti rapidamente e completamente. Inoltre, negli estratti di funghi ottenuti mediante ultrasuoni i nutrienti benefici sono concentrati, cosicché anche piccole quantità di estratto producono gli effetti benefici per la salute desiderati.

Sonicazione per l’estrazione dei funghi

La sonicazione è un processo in cui si utilizzano onde sonore ad alta frequenza per creare bolle di cavitazione in un liquido. Quando queste bolle collassano, generano intense forze di taglio localizzate che possono disgregare le cellule e liberarne il contenuto nel liquido.
Nell’estrazione dei funghi, la sonicazione può essere utilizzata per disgregare le pareti cellulari dei funghi e liberare i loro composti bioattivi in un solvente. Esistono due tipi di sonicatori: a bagno e a sonda.

Perché il mio bagno a ultrasuoni dà scarsi risultati nell’estrazione dei funghi?

Un sonicatore a bagno è un dispositivo nel quale il campione viene posto in un contenitore riempito con il solvente e le onde ultrasoniche vengono applicate all’intero contenitore. Questo metodo è noto per essere piuttosto inefficace, poiché il bagno a ultrasuoni distribuisce l’energia ultrasonica in modo non uniforme e con bassa intensità. Poiché in un bagno a ultrasuoni il campione di funghi viene sottoposto a sonicazione indirettamente, gli ultrasuoni non possono penetrare in profondità nel campione. Le onde ultrasoniche devono attraversare le pareti del recipiente prima di raggiungere il materiale fungino. Di conseguenza, le onde ultrasoniche della vasca, già di bassa intensità, vengono ulteriormente attenuate.

Queste misurazioni UV-Vis mostrano la notevole differenza nell’estrazione tra una sonda a ultrasuoni e un bagno a ultrasuoni. Il sonicatore a sonda UP100H (grafico nero) consente di ottenere un estratto di fungo chaga con una resa significativamente superiore rispetto al bagno a ultrasuoni (grafico rosso).

Estrazione con ultrasuoni intensi mediante una sonda a ultrasuoni

Un sonicatore a sonda, invece, è dotato di una punta – il cosiddetto sonotrodo o sonda – che può essere inserita direttamente nel campione, consentendo un’applicazione più focalizzata e localizzata dell’energia ultrasonica. Ciò permette una disgregazione cellulare e un’estrazione dei composti bioattivi significativamente più efficienti, soprattutto nelle zone dense o difficili da raggiungere del campione.
L’applicazione focalizzata e localizzata dell’energia ultrasonica fornita dal sonicatore a sonda assicura che la chitina sia sottoposta a una quantità di energia sufficiente a disgregarla.
Inoltre, la sonda può essere spostata in diverse zone del campione, generando un’ulteriore miscelazione macroscopica per garantire che tutte le parti del fungo siano adeguatamente sottoposte a sonicazione. Ciò è particolarmente importante per i funghi con pareti cellulari spesse o strutture dense, per i quali può essere difficile garantire un’estrazione completa con altri metodi.

Sonda a ultrasuoni e bagno a ultrasuoni a confronto per l’estrazione dei funghi

In sintesi, l’elevata intensità della sonicazione a sonda è necessaria per disgregare la chitina nelle pareti cellulari dei funghi e liberare i composti bioattivi. L’applicazione focalizzata e localizzata dell’energia ultrasonica fornita dal sonicatore a sonda assicura che la chitina sia adeguatamente sottoposta a sonicazione, consentendo un’estrazione più efficiente e completa dei composti bioattivi dai funghi.
Un sonicatore a sonda è generalmente considerato più efficiente per l’estrazione dei funghi, poiché può fornire un’estrazione dei composti bioattivi più uniforme e completa rispetto a un sonicatore a bagno.
Scopri di più sulle differenze nel trattamento a ultrasuoni con una sonda a ultrasuoni rispetto a un bagno a ultrasuoni!
 

Qual è il solvente ideale per l’estrazione dei funghi a ultrasuoni?

La sonicazione come metodo di estrazione è compatibile con qualsiasi solvente. Ciò significa che la scelta del solvente giusto deve tenere conto della specie di fungo e dei composti bioattivi da estrarre.
I funghi contengono vari composti bioattivi, come polisaccaridi, beta-glucani, triterpenoidi, composti fenolici ed ergosterolo, per i quali sono stati dimostrati diversi benefici per la salute. L’estrazione di questi composti bioattivi dai funghi può essere effettuata utilizzando vari solventi, ciascuno con vantaggi e svantaggi. Ecco alcuni dei solventi comunemente utilizzati per l’estrazione dei composti bioattivi dai funghi:

• Acqua: L’acqua è un solvente comunemente utilizzato per l’estrazione dei composti bioattivi dai funghi. I polisaccaridi e i beta-glucani sono idrosolubili, il che la rende un solvente ideale per l’estrazione di questi composti. L’acqua è anche un solvente sicuro e non tossico, ideale per prodotti alimentari e medicinali.
• Etanolo: L’etanolo è un solvente polare comunemente utilizzato per l’estrazione dei composti fenolici e dei 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 adattato alle esigenze. L’uso dell’etanolo acquoso come solvente presenta diversi vantaggi rispetto all’uso della sola acqua o del solo etanolo. In primo luogo, l’aggiunta di etanolo all’acqua può migliorare la solubilità di alcuni composti bioattivi poco solubili nella sola acqua, come alcuni composti fenolici e triterpenoidi. In secondo luogo, l’uso dell’etanolo acquoso può consentire rese di estrazione più elevate rispetto alla sola acqua o al solo etanolo, poiché permette di 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 elevata di etanolo (70–100%) può essere utilizzata per l’estrazione di composti meno polari, mentre una concentrazione inferiore 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 e deve quindi essere utilizzato con cautela. Dopo l’estrazione è necessaria una purificazione sofisticata per rimuovere il metanolo.
• Acetone: L’acetone è un solvente apolare comunemente utilizzato per l’estrazione dell’ergosterolo dai funghi. L’acetone è infiammabile e tossico e deve quindi essere utilizzato con cautela.
• Esano: L’esano è un solvente apolare che può essere utilizzato per l’estrazione dei composti lipofili dai funghi. L’esano è infiammabile e tossico e deve quindi essere utilizzato con cautela.

La scelta del solvente per l’estrazione dei 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 dei 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 utilizzare questi solventi con cautela e seguire procedure di sicurezza appropriate.