Lion’s Mane Extract Made with Ultrasonics
노루궁뎅이버섯으로 알려진 곰팡이 종 Hericium erinaceus의 추출물은 초음파를 사용하여 가장 효율적으로 생산됩니다. 초음파 추출기는 진균 세포 기질을 빠르게 파괴하고 노루궁뎅이버섯 균사체 및 자실체에서 생체 활성 화합물을 완전히 추출할 수 있습니다.
초음파 보조 노루궁뎅이버섯 추출
노루궁뎅이버섯에 함유된 생체 활성 화합물: Hericium erinaceus는 노루궁뎅이버섯, 일본야마부시타케, 퐁퐁, 턱수염 이빨, 고슴도치 또는 원숭이 머리 버섯의 일반적인 이름으로도 알려져 있으며 수십 년 동안 전통 의학 및 치료법으로 사용되는 곰팡이입니다. 노루궁뎅이버섯에는 다당류, 스테롤, 당단백질, 테르페노이드(예: 에리나신)와 같은 많은 생체 활성 화합물과 페놀 및 휘발성 화합물(예: 헤리세논)이 포함되어 있습니다. 이러한 물질은 항산화, 항당뇨병, 항암, 항염증, 항균, 항고혈당 및 고지혈증 효과로 알려져 있습니다. 과학적 연구에 따르면 노루궁뎅이버섯 화합물은 신경 발달과 기능을 개선하고 신경이 손상되는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 현재 치매 치료제로 시험되고 있습니다.
노루궁뎅이버섯의 초음파 추출은 노루궁뎅이버섯(Hericium erinaceus) 자실체 또는 균사체에서 생리활성 화합물을 추출하기 위해 고출력 초음파를 적용하는 기술입니다. 노루궁뎅이버섯은 잘 알려진 약용 버섯으로 다당류, 베타글루칸, 헤리세논, 에리나신, 항산화제와 같은 다양한 건강 증진 생체 활성 화합물을 함유하고 있습니다.
초음파 버섯 추출 공정에는 버섯 물질을 포함하는 액체 매체 (예 : 물, 에탄올 또는 메탄올)에서 강렬한 캐비테이션을 생성하는 프로브 형 초음파기를 사용하는 것이 포함됩니다. 생성된 초음파 캐비테이션은 버섯 물질의 세포벽을 파괴하여 생체 활성 화합물을 액체/용매로 방출합니다. 초음파는 또한 버섯 재료에서 용매로의 생체 활성 화합물의 질량 전달을 향상시켜 추출 효율을 높입니다.
초음파 버섯 추출은 고온이나 유해한 화학 물질이 필요하지 않은 매우 효율적이고 신속한 격리 기술입니다. 추출된 생체 활성 화합물은 건강 보조 식품, 기능성 식품 및 기능 식품과 같은 다양한 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 또한 초음파 노루궁뎅이버섯 추출 방법은 환경 친화적이고 지속 가능하여 천연 자원에서 생체 활성 화합물을 추출하는 데 이상적인 선택입니다.
- 고능률
- 순전히 기계적인 추출 효과로 추출이 부드러워집니다.
- 간단한 조작
- 매우 짧은 처리 시간
- 에너지 절약
이러한 장점으로 인해 초음파 처리는 고품질 버섯 추출물에 대한 탁월한 추출 기술이며 Hielscher 초음파기가 버섯 추출물 생산을 위해 전 세계적으로 실험실 및 산업에서 사용되는 이유입니다.
초음파 노루궁뎅이버섯 추출을 위한 프로토콜
Valu et al. (2020)은 초음파 추출 원리에 따라 H. erinaceus 바이오매스의 생체 활성 제품을 얻고 농축하기 위한 매우 효율적인 추출 절차를 보여주었습니다. 추출에 사용 된 장치는 Hielscher 초음파 프로세서 (Hielscher UIP1000hdT, 1000 와트, 20kHz)와 sonotrode BS4d40 (직경 40mm)이었다. 추출 실험 전에 초음파 프로세서를 보정하여 순 전력 소비를 결정했습니다. 초음파 처리 과정에서이 값은 총 에너지 소비량에서 자동으로 공제되어 추출 매체에 전달되는 순 전력을 찾을 수 있습니다. 실험하는 동안 샘플을 낮은 샘플 온도를 유지하기 위해 지속적인 자기 교반으로 얼음 주머니에 넣었습니다. 추출 완료 후 샘플을 진공 여과한 후 원심분리했습니다(5분 동안 2500×g). 회전 증발기는 상층액에서 물과 알코올을 제거하는 데 사용되었습니다. 샘플에서 남아있는 물과 알코올 잔류 물을 분말 추출물을 얻기 위해 동결 건조를 거쳤습니다. 또는 진공 필터와 회전식 진공 증발기를 사용하여 용매를 제거하여 버섯 농축액을 얻을 수 있습니다.
초음파를 이용한 최적화된 추출 조건은 다음과 같습니다.
- 초음파기 UIP1000hdT sonotrode BS4d40 : 100 % 진폭, 100 % 사이클)
- 건조, 지상 Hericium erinaceus
- 용매: 80% 수성 에탄올
- 용제-재료 비율: 1:30(g/mL)
- 추출 시간: 45분
이 최적화 된 H. erinaceus 추출물의 페놀 계 함량은 23.2 mg GAE / g DM이었고 DPPH 테스트에서 항산화 활성은 87.2 μg / mL의 IC50에 도달했습니다.
연구팀은 초음파 추출이 Hericium erinaceus의 항산화제, 특히 높은 항산화 활성으로 알려진 diterpenoid erinacine A와 상관 관계가 있는 폴리페놀 및 플라보노이드의 분리를 효율적으로 유도한다는 것을 성공적으로 입증했습니다.
(Valu et al., 2020 참조)
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노루궁뎅이버섯에는 키틴질이 풍부합니다. 모든 버섯이 그렇듯이 노루궁뎅이버섯은 세포벽에 많은 키틴을 가지고 있습니다. 키틴은 세포벽에 높은 강성과 강도를 제공하는 강력한 생체 고분자입니다. 노루궁뎅이버섯은 키틴 함량이 높기 때문에 생으로 먹어서는 안 되는데, 키틴은 소화가 잘 되지 않고 위장 장애를 일으킬 수 있기 때문입니다.
노루궁뎅이버섯의 세포벽을 파괴하고 세포 내 생체 활성 화합물을 추출하기 위해서는 강력한 힘이 필요합니다. 따라서 초음파 수조 또는 세척 탱크는 원하는 추출 결과를 제공하지 않습니다.
프로브 형 초음파기와 초음파 수조의 효율성 비교에 대해 자세히 알아보십시오!
대조적으로, 초음파 프로브는 국부적으로 고강도 초음파와 캐비테이션을 생성하여 버섯의 키틴질 함유 세포벽을 파괴하는 데 필요한 에너지를 전달합니다. 또한, 프로브 형 초음파 처리는 열에 의한 생체 활성 화합물의 열 분해를 방지하는 비 열 추출 방법입니다. 따라서 프로브 형 초음파기는 약용 버섯 추출을위한 가장 효율적인 추출 기술입니다.
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아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
---|---|---|
1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
0.1 내지 10L | 0.1 내지 2L/min | UIP1000hdt |
0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
15에서 150L | 3 내지 15L/min | UIP6000hdT 님 |
N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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문헌 / 참고문헌
- 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.
- Venturella, G.; Ferraro, V.; Cirlincione, F.; Gargano, M. L. (2021): Medicinal Mushrooms: Bioactive Compounds, Use, and Clinical Trials. International Journal of Molecular Sciences, 22(2), 634.
- Picture of Hericium By Jim Champion / Hericium erinaceum on an old tree in Shave Wood, New Forest / CC BY-SA 2.0
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
균사체의 생체 활성 버섯 화합물 vs 자실체
균사체 추출물과 자실체 추출물은 모두 초음파 추출로 생산할 수 있으며 둘 다 고유한 이점이 있습니다. 어느 것이 더 나은지는 특정 사용 사례와 원하는 결과에 따라 다릅니다.
균사체 추출물은 일반적으로 자실체 추출물보다 저렴하고 대량으로 생산하기 쉬워 접근성이 더 좋습니다. 균사체는 또한 다당류, 에르고스테롤 및 효소와 같은 많은 유익한 화합물을 함유하고 있습니다.
반면에 자실체 추출물에는 베타글루칸, 트리테르페노이드 및 건강상의 이점과 관련된 기타 화합물이 더 많이 포함되어 있습니다. 자실체는 또한 더 다양한 범위의 화합물을 갖는 경향이 있으며 경우에 따라 더 강력할 수 있습니다.
궁극적으로, 균사체 추출물과 자실체 추출물 사이의 선택은 특정 용도와 원하는 효과에 따라 달라집니다. 예를 들어, 면역 지원을 찾고 있다면 균사체 추출물은 다당류 함량이 높기 때문에 좋은 선택이 될 수 있습니다. 인지 지원이 필요한 경우, 자실체 추출물은 트리테르페노이드 함량이 높기 때문에 더 나은 선택일 수 있습니다. 또한 균사체와 자실체 공급원에서 추출한 고품질 추출물이 다양한 목적에 효과적이고 유익할 수 있다는 점도 주목할 가치가 있습니다.
노루궁뎅이버섯에서 베타글루칸을 추출하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?
초음파 냉수 추출은 노루궁뎅이버섯 자실체로 버섯에서 수용성 화합물을 방출하는 가장 좋은 기술입니다. 초음파 냉수 추출은 버섯의 단단한 세포벽을 천공하고 파괴하여 세포 기질에서 β-글루칸과 같은 생체 활성 화합물을 방출합니다. 초음파 처리는 부드러운 과정이므로 식물 화학 물질을 손상시키지 않으며 베타 글루칸을 포함한 모든 건강 증진 생체 활성 화합물의 분해를 방지합니다.
버섯 추출물의 장점은 무엇입니까?
추출 과정(예: 초음파 추출)은 세포 기질에서 베타글루칸과 같은 생체 활성 화합물을 방출합니다. 따라서 버섯 추출물은 분쇄 버섯 분말에 비해 더 많은 양의 생체 활성 화합물을 함유하고 있습니다. 고분자량 중합체인 β-글루칸의 주요 분획은 물에 용해됩니다. 그렇기 때문에 초음파 냉수 추출은 건강하고 환경 친화적 인 추출 방법 일뿐만 아니라 버섯 세포의 β 글루칸을 물로 효율적으로 방출합니다. 이 추출물을 사용하면 각 용량에서 일정한 양의 생체 활성 분자를 포함하는 치료제 및 건강 보조 식품을 생산할 수 있습니다.
노루궁뎅이버섯에 함유된 생리활성 화합물
매우 중요하고 잘 연구된 생체 활성 대사 산물에는 Hericium erinaceus 또는 노루궁뎅이버섯 또는 yamabushitake의 균사체에서 추출한 시아틴 디테르페노이드 그룹인 erinacines(A-I)와 자실체에서 추출한 벤질 알코올 유도체인 hericenones(C-H)도 포함됩니다. 두 그룹의 화합물 모두 혈액-뇌 장벽을 쉽게 통과할 수 있으며 신경 보호 및 신경 보호 효과를 입증했습니다. 그들은 in vitro 및 in vivo 모두에서 신경 성장 인자(NGF) 합성을 유도하는 것으로 보고되었습니다. 그러나 이 약용 버섯은 항산화, 항염증, 항암, 면역 증강제, 항당뇨병, 항균, 고지혈증 및 항고혈당 특성도 가지고 있지만 가장 빈번한 용도는 신경 퇴행성 질환 및 인지 장애 치료입니다.
에리나신 그룹의 대표적인 성분인 에리나신 A는 파킨슨병에 대한 효과적인 보호 효과가 있는 것으로 입증되었습니다. 파킨슨병의 1-메틸-4-페닐-1,2,3,6-테트라히드로피리딘(MPTP) 마우스 모델에서, 에리나신 A는 MPTP 유발 도파민 세포 손실, 산화 스트레스에 의해 유도된 세포사멸 세포 사멸, 글루타티온, 니트로티로신 및 4-하이드록시-2-노네날(4-HNE) 수준의 감소를 생성했습니다. 또한 MPTP 관련 운동 결손을 역전시키고, IRE1α/TRAF2, JNK1/2 및 p38 MAPK 경로의 소포체(ER) 스트레스 지속 활성화, C/EBP 상동 단백질(CHOP), IKB-β 및 NF-κB의 발현, Fas 및 Bax를 통해 1-메틸-4-페닐피리디늄(MPP) 유도 신경 세포 독성 및 세포 사멸의 손상을 줄였습니다. 이 대사 산물은 쥐를 대상으로 한 연구에서 보고된 바와 같이 허혈성 뇌졸중에 대해서도 효과적인 것으로 밝혀졌으며, 이는 iNOS/반응성 질소종(RNS) 및 p38 미토겐 활성화 단백질 키나아제(MAPK)/CCAAT 강화제 결합 단백질 상동 단백질(CHOP) 경로를 표적으로 하여 뇌의 뇌졸중 구멍의 크기뿐만 아니라 신경 세포 사멸의 감소를 보고한 것으로, 관찰되었습니다.
Erinacin A는 또한 인간 위암 TSGH 9201 세포에서 상당한 항종양 활성을 보이는 것으로 보고되었으며, 이는 국소 접착 키나아제/단백질 키나아제 FAK/Akt/p70S6K 및 세린/트레오닌 키나아제 PAK-1 경로의 인산화 증가와 관련된 상당한 세포사멸을 유도했습니다. 또한 세포독성 및 ROS 생성이 증가하고, 카스파제의 침습성 및 활성화가 감소하며, 종양괴사 수용체 TRAIL의 발현이 나타났습니다. 이 대사 산물의 강력한 항종양 작용은 두 개의 인간 결장암 세포주(DLD-1 및 HCT-116)의 in vitro와 그 메커니즘을 더욱 명확히 한 마우스 모델의 in vivo 최근 연구에 의해 확인되었습니다. 치료 효과에는 외인성 세포사멸 활성화 경로(TNFR, Fas, FasL, 카스파제)의 자극, 항세포사멸 분자 Bcl-2 및 Bcl-XL의 발현 억제, 스트레스 자극에 반응하는 Jun N-말단 키나아제 JNK1/2, NF-κB p50 및 p330의 인산화가 포함되었습니다. 또한 JNK MAPK/p300/NF-κB 경로를 통한 사멸 수용체 분자의 상향 조절이 히스톤 H3K9K14ac의 변형에 의해 매개된다는 것이 입증되었습니다. 생체 내 분석 결과는 실제로 히스톤 H3K9K14ac의 수치가 증가했으며 Fas, FasL 및 TNFR 프로모터에 대한 히스톤 아세틸화가 나타났습니다.
또 다른 에리나신인 에리나신 C는 항신경염증 및 신경보호 작용으로 알려져 있으며, 이는 IκB, p-IκBα(업스트림 NF-κB 신호 전달 캐스케이드에 관여) 및 유도성 산화질소 합성효소(iNOS) 단백질 발현의 억제 메커니즘과 Nrf2/HO-1 응력 보호 경로의 활성화를 통해 달성할 수 있습니다. LPS 유발 염증이 있는 인간 BV2 미세아교세포의 처리는 산화질소(NO), IL-6, TNF-α 및 iNOS의 수치 감소, NF-κB 발현 억제 및 IκBα(p-IκBα) 단백질의 인산화, Kelch 유사 ECH 관련 단백질 1(Keap1)의 억제, 핵 전사 인자 적혈구 2 관련 인자(Nrf2) 증가 및 헴 옥시게나제-1(HO-1) 단백질의 발현을 초래했습니다.
(Venturella et al., 2021에서 발췌)