なぜ プローブ型超音波装置 キノコ抽出に最適ですか?

超音波浴または超音波洗浄タンクを使用したキノコ抽出が、なぜあなたに望ましい抽出物の収量をもたらさないのか疑問に思っていますか?ここでは、キノコの硬質キチン含有細胞壁、最高の抽出技術、適切な溶媒について知る必要があるすべてを学びましょう!

キノコの抽出になぜ強い力が必要なのですか?

すべての食用キノコの細胞壁は、甲殻類や昆虫の殻を構成するのと同じ材料であるキチン質でできています。キチンは非常に丈夫な素材であるため、キノコ細胞に高い靭性が与えられます。細胞壁は、キノコの生理活性分子を含む細胞内コンパートメントに対する障壁を作り出します。重要なキノコ分子は、例えば、αグルカンおよびβグルカン、多糖類、テルペン、抗酸化物質、ビタミン、幻覚誘発性化合物です。各キノコ種は、生物活性化合物のユニークな配列を特徴としています。これらの健康増進物質をキノコ細胞から放出するためには、細胞壁を壊す必要があります。キチン質が含まれているため、キノコ細胞の破壊は困難な作業であり、ある程度の知識と高度な機器が必要です。

超音波処理によるキチン含有キノコ細胞壁の破壊

キチンは食物繊維、プレバイオティクス、抗酸化物質の優れた供給源ですが、問題は、人間にはキチンを分解する能力がないということです。これはまた、生の未処理のキノコを消費すると、キノコに含まれる多くの生理活性化合物の恩恵を受けられないことも意味します、なぜなら、それらは強力なキチン含有細胞壁によって保護されている細胞内に閉じ込められているからです。
超音波抽出は、キノコからの生理活性化合物を生物学的に利用可能にし、人体が栄養素を迅速かつ完全に吸収できるようにします。さらに、超音波キノコ抽出物では、有益な栄養素が濃縮されているため、少量のキノコ抽出物でも望ましい健康増進結果が得られます。

きのこ抽出のための超音波処理

超音波処理は、高周波音波を使用して液体中にキャビテーション気泡を生成するプロセスです。これらの気泡が崩壊すると、細胞を分解し、細胞の内容物を液体に放出する可能性のある強い局所的なせん断力が発生します。
キノコ抽出では、超音波処理を使用してキノコの細胞壁を破壊し、それらの生理活性化合物を溶媒に放出することができます。超音波装置には、バスタイプとプローブタイプの2種類があります。

超音波浴がキノコの抽出結果が悪いのはなぜですか?

浴型超音波装置は、試料を溶媒で満たされた容器に入れ、超音波を容器全体に印加する装置である。この方法は、超音波浴が超音波エネルギーを不均一に、そして低強度で分配するので、かなり効果がないことが知られています。超音波浴のように、キノコのサンプルは間接的に超音波処理され、超音波はサンプルの奥深くまで浸透することはできません。超音波は、キノコの材料に当たる前に血管の壁を通過する必要があります。これにより、超音波タンクのすでに低強度の超音波はさらに減少します。

このUV-Vis測定は、超音波プローブと超音波浴との間の大きな抽出差を示しています。 プローブ型超音波装置UP100H (黒グラフ)は、超音波浴(赤グラフ)よりも大幅に高い収量のチャーガキノコ抽出物を示しています。

超音波プローブを使用したインテンス超音波抽出

一方、プローブ型超音波装置には先端が装備されています – いわゆるソノトードまたはプローブ – これはサンプルに直接挿入できるため、超音波エネルギーのより集中的かつ局所的な適用が可能になります。これにより、特にサンプルの密集した領域や手の届きにくい領域において、細胞破壊と生理活性化合物の抽出が大幅に効率化されます。
プローブ型超音波装置によって提供される超音波エネルギーの焦点を絞った局所的な適用により、キチン質が分解されるのに十分な量のエネルギーを受けることが保証されます。
さらに、プローブをサンプルの異なる領域に移動させることで、キノコのすべての部分が適切に超音波処理されるように追加のマクロミキシングを行うことができます。これは、細胞壁が厚いキノコや密な構造を持つキノコにとって特に重要であり、他の方法を使用して完全な抽出を確実に行うのが難しい場合があります。

キノコ抽出のための超音波プローブと超音波浴

要約すると、高強度のプローブ型超音波処理は、キノコ細胞壁のキチンを分解し、生理活性化合物を放出するために必要である。プローブ型超音波装置によって提供される超音波エネルギーの焦点を絞った局所的な適用は、キチンが適切に超音波処理されることを確実にし、キノコからの生理活性化合物のより効率的かつ徹底的な抽出をもたらす。
プローブ型超音波装置は、浴型超音波装置と比較して生物活性化合物のより均一で徹底的な抽出を提供できるため、一般にキノコ抽出にとってより効率的であると考えられています。
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超音波キノコ抽出のための理想的な溶媒は何ですか?

抽出方法としての超音波処理は、あらゆる溶媒に適合します。これは、抽出すべきキノコの種と生物活性化合物を考慮して、適切な溶媒を選択する必要があることを意味します。
きのこには、多糖類、ベータグルカン、トリテルペノイド、フェノール化合物、エルゴステロールなど、さまざまな生理活性化合物が含まれており、さまざまな健康上の利点があることが示されています。キノコからのこれらの生理活性化合物の抽出は、それぞれに長所と短所があるさまざまな溶媒を使用して達成できます。キノコから生理活性化合物を抽出するために一般的に使用される溶媒の一部を次に示します。

• 水： 水は、キノコから生理活性化合物を抽出するための一般的な溶媒です。多糖類とβ-グルカンは水溶性であるため、これらの化合物の抽出に理想的な溶媒です。また、水は安全で毒性のない溶媒であるため、食品や医薬品の理想的な溶媒となっています。
• エタノール： エタノールは、キノコからのフェノール化合物およびトリテルペノイドの抽出に一般的に使用される極性溶媒です。エタノールは、多糖類やベータグルカンの抽出にも使用できますが、水よりも収率が低くなります。
• 水性エタノール: 水性エタノールとは、水とエタノールの混合物を意味します。水とエタノールの比率は、要件に合わせて調整できます。溶媒としての水性エタノールの使用には、水またはエタノールのみの使用に比べていくつかの利点があります。まず、水にエタノールを添加すると、一部のフェノール化合物やトリテルペノイドなど、水だけではあまり溶けない特定の生理活性化合物の溶解度を向上させることができます。第二に、水性エタノールを使用すると、水またはエタノールのみの場合と比較して、より広範な生理活性化合物を抽出できるため、抽出収率が高くなる可能性があります。
  水性エタノール溶媒中のエタノール濃度の選択は、抽出される生理活性化合物の極性に依存します。高濃度のエタノール(70〜100%)は、低濃度のエタノール(30〜50%)を、より極性の低い化合物の抽出に使用することができるが、低濃度のエタノール(30〜100%)を、低極性化合物の抽出に使用することができる。
• メタノール： メタノールは、キノコからのフェノール化合物の抽出に使用できる別の極性溶媒です。メタノールは有毒であるため、注意して使用する必要があります。抽出後にメタノールを除去するためには、高度な精製が必要です。
• アセトン： アセトンは、キノコからのエルゴステロールの抽出に一般的に使用される非極性溶媒です。アセトンは可燃性で有毒であるため、注意して使用する必要があります。
• ヘキサン： ヘキサンは、キノコからの親油性化合物の抽出に使用できる非極性溶媒です。ヘキサンは可燃性で有毒であるため、注意して使用する必要があります。

キノコから生理活性化合物を抽出するための溶媒の選択は、抽出される化合物の種類と意図された用途によって異なります。水と水性エタノールは、一般的にキノコからの生理活性化合物の抽出に最も安全で一般的に使用される溶媒です。ただし、エタノール、メタノール、アセトン、ヘキサンなどの他の溶媒は、特定の用途や水抽出が十分でない場合に使用できます。これらの溶剤は注意して使用し、適切な安全手順に従うことが重要です。