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では、なぜ目的の抽出結果が得られないのか疑問に思っていますか?キノコの硬いキチン含有細胞壁、最高の抽出技術、適切な溶媒について知っておくべきことをここですべて学びましょう!

キノコの抽出に強い力が必要なのはなぜですか?

すべての食用キノコは、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で作られた細胞壁を持っています。キチンは非常に強い材料で、キノコ細胞に高い靭性を与えます。細胞壁は、キノコの生理活性分子を含む細胞内区画への障壁を作り出す。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、ビタミンまたは幻覚性化合物である。各キノコ種は、独自の生物活性化合物の配列を備えています。キノコ細胞からこれらの健康促進物質を放出するためには、細胞壁を分解する必要があります。そのキチン含有量のために、きのこ細胞の破壊は挑戦的な仕事であり、そしていくらかの知識と洗練された装置を必要とする。

超音波処理でキチン含有キノコ細胞壁を破る

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、キノコに含まれる生理活性化合物の多くは、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ため、恩恵を受けられないことを意味します。
超音波抽出は、人体が迅速かつ完全に栄養素を吸収できるように、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促進結果が得られます。

キノコ抽出のための超音波処理

超音波は、高周波音波が液体中にキャビテーション気泡を作成するために使用されるプロセスです。これらの気泡が崩壊すると、細胞を破壊し、細胞の内容物を液体に放出する可能性のある強い局所せん断力を生み出します。
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。超音波装置の2つのタイプがあります:バスタイプとプローブタイプ。

なぜ私の超音波浴はキノコの抽出結果が悪いのですか?

浴型超音波処理器は、溶媒で満たされた容器に試料を入れ、容器全体に超音波を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低強度で分配するため、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する。

このUV-Vis測定は、超音波プローブと超音波浴の間の有意な抽出差を示しています。 プローブ型超音波装置 UP100H (黒のグラフ)は超音波浴(赤のグラフ)よりも有意に高い収率のチャーガキノコ抽出物を与える。

超音波プローブを使用した強烈な超音波抽出

一方、プローブ型超音波装置は先端を備えています – いわゆるソノトードまたはプローブ – それはサンプルに直接挿入することができ、超音波エネルギーのより集中的で局所的な適用を可能にします。これにより、特にサンプルの密集した領域や届きにくい領域で、生理活性化合物の細胞破壊と抽出が大幅に効率的になります。
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集中的かつ局所的な適用は、キチンが分解されるのに十分な量のエネルギーにさらされることを保証します。
さらに、プローブは、キノコのすべての部分が適切に超音波処理されていることを確認するために、追加のマクロ混合を作成するサンプルの異なる領域に移動することができます。これは、厚い細胞壁または密な構造を持つキノコにとって特に重要であり、他の方法で完全な抽出を確実にすることは困難です。

超音波プローブvsキノコ抽出用超音波浴

要約すると、プローブ型超音波処理の高強度は、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す。プローブ型超音波処理器によって提供される超音波エネルギーの集中的かつ局所的な適用は、キチンが適切に超音波処理され、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ことを保証します。
プローブ型超音波処理器は、バス型超音波処理器と比較して生理活性化合物のより均一かつ徹底的な抽出を提供できるため、一般的にキノコ抽出のために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は、任意の溶媒と互換性があります。これは、適切な溶媒を選択することは、抽出されるべきキノコ種と生理活性化合物を考慮して行われなければならないことを意味します。
キノコには、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の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いくつかを次に示します。

• 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。多糖類とベータグルカンは水溶性であり、これらの化合物の抽出に理想的な溶媒となっています。水は安全で毒性のない溶媒でもあるため、食品や医薬品に理想的な溶媒です。
• 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ある。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、水よりも収率は低くなります。
• 水性エタノール: 含水エタノールは、水とエタノールとの混合物を意味する。エタノールに対する水の比率は、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は、水またはエタノール単独の使用に比べていくつかの利点を有する。第一に、水へのエタノールの添加は、いくつかのフェノール化合物およびトリテルペノイドのような、水単独ではあまり溶解しない特定の生理活性化合物の溶解度を改善することができる。第二に、水性エタノールの使用は、より広い範囲の生理活性化合物を抽出できるため、水またはエタノール単独と比較してより高い抽出収率をもたらすことができる。
  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する。より低極性化合物の抽出には、より高い濃度のエタノール(70〜100%)を使用することができるが、より低い濃度のエタノール(30〜50%)は、より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および意図された用途に依存する。水と水性エタノールは、一般的にキノコから生理活性化合物を抽出するための最も安全で最も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不十分な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。