실로시빈의 초음파 냉수 추출

psilocybe종과 같은 생버섯 및 건조된 환각버섯에서 실로시빈을 분리하는 작업은 시간이 많이 걸리고 효율도 상당히 낮은 경우가 많은 것으로 알려져 있습니다. 초음파 추출을 사용하면 생버섯 및 건조된 psilocibe 버섯에서 실로시빈, 실로신, 배오시스틴 및 노르배오시스틴을 신속하게 추출할 수 있습니다. 초음파 추출은 버섯의 세포벽을 파괴하여 생리활성 물질을 완전히 방출하므로 매우 효율적이고 신속한 추출 공정을 구현합니다.

초음파 실로시빈 추출

초음파 실로시빈 추출은 효율이 매우 높으며, 높은 수율, 짧은 추출 시간, 간단하고 안전한 조작으로 다른 추출 방법보다 우수합니다. 초음파 추출은 매우 효율적이고 신속하며 신뢰할 수 있는 친환경 추출 방법으로, 식물과 균류에서 수많은 생리활성 화합물을 추출하는 데 사용됩니다. Hielscher 초음파 처리기는 실로시빈, 실로신, 배오시스틴 및 노르배오시스틴과 같은 환각 유발 물질을 비롯한 생리활성 화합물을 환각버섯에서 추출하는 데 이미 널리 사용되고 있습니다. 환각성 화합물의 초음파 추출은 터보 추출 절차를 통해 우수한 품질의 추출물을 높은 수율로 제공합니다. 초음파 추출은 모든 용매와 호환되며 전체 성분 스펙트럼을 포함하는 추출물을 생산할 수 있습니다.

초음파 추출 – 버섯 성분의 온화한 저온 추출

많은 생리활성 화합물은 열에 민감하므로 고온에서 변성되고 분해되어 효과와 효력을 잃습니다. 따라서 식물과 균류에서 이차 대사산물을 분리하는 대부분의 절차에는 열을 기본 작동 원리로 삼지 않는 비열 추출 방법이 유리합니다. 초음파 추출은 음향 캐비테이션의 발생을 작동 원리로 하는 순수한 기계적 절차입니다.

초음파 캐비테이션이란 무엇이며 추출에 어떤 영향을 미칠까요?

초음파 프로브로 액체를 20kHz에서 초음파 처리하면 초당 20,000회의 진동이 매질에 전달됩니다. 초음파는 액체를 통과하면서 고압(압축) / 저압(희박화 또는 팽창) 주기를 번갈아 생성합니다. 저압 진공 주기 동안 액체에 미세한 진공 기포 또는 공동이 발생하며, 이는 여러 압력 주기에 걸쳐 성장합니다. 액체와 기포의 압축 단계에서는 압력이 양압인 반면, 희박화 단계에서는 진공(음압)이 형성됩니다. 압축과 팽창이 반복되는 동안 액체 내 공동은 더 이상 에너지를 흡수할 수 없는 크기에 도달할 때까지 성장합니다. 이 시점에서 공동은 격렬하게 내파합니다. 이러한 공동의 내파는 에너지가 매우 높은 다양한 음향기계적 효과를 일으키며, 이를 음향 / 초음파 캐비테이션 현상이라고 합니다. 초음파 캐비테이션 기포가 내파하는 동안 초음파 처리 중인 액체에는 강한 전단, 액체 유동 및 난류와 같은 에너지 밀도가 극도로 높은 힘이 발생합니다. 이러한 캐비테이션 힘은 식물의 세포벽을 파괴하고, 버섯류의 환각 유발 물질인 실로시빈, 실로신, 배오시스틴 및 노르배오시스틴과 같은 생리활성 물질을 비롯한 세포 내 화합물을 방출합니다. 번갈아 반복되는 고압/저압 주기는 물질 전달 속도도 크게 높여 초음파 처리를 통해 우수한 추출 수율을 얻을 수 있게 합니다. 초음파 추출을 통해 식물과 버섯에 존재하는 활성 물질을 거의 전량 분리할 수 있습니다.

초음파 실로시빈 추출: 단계별 프로토콜

• 물, 에탄올 또는 200 프루프 에틸알코올을 용매로 사용하여 버섯에서 실로시빈과 기타 생리활성 물질을 추출할 수 있습니다.
• 생버섯 또는 건조된 실로시빈 버섯을 잘게 썹니다. 갓과 대를 사용할 수 있습니다. 둘 다 향정신성 화합물을 함유하지만, 갓의 실로시빈 함량이 일관되게 더 높습니다. 포자에는 실로시빈이 들어 있지 않습니다.
• 잘게 썬 버섯을 유리 비커에 넣고 찬물을 채웁니다.
  선택적으로 유리 비커를 얼음 수조에 넣어 공정 온도를 최대한 낮게 유지할 수 있습니다.
• 초음파 프로브로 버섯과 용매의 혼합물을 초음파 처리합니다. 부피에 따라 UP100H 또는 UP400St가 좋은 선택이 될 수 있습니다. 당사 기술진이 추출 공정에 이상적인 초음파 처리기를 추천하고 진폭 설정과 초음파 처리 시간 등의 공정 매개변수를 안내해 드립니다.
• 초음파 처리한 슬러리는 파란색으로 변합니다. 이 파란색 물에는 버섯 자실체에서 추출된 실로시빈이 들어 있습니다.
• 체로 거르거나 여과하여 버섯 조각과 잔해를 분리합니다. 선택적으로 여과 후 남은 버섯 원료를 보관하여 물이나 에탄올을 사용하는 두 번째 추출에 사용할 수 있습니다.
• 증발 장치로 용매를 제거합니다. 건조된 환각버섯 1–2그램에서 약 1cc의 최종 추출물을 얻을 수 있을 것으로 예상됩니다. 버섯은 천연물이므로 환각성 물질의 함량은 달라질 수 있습니다.
• 선택적으로 결정화 단계를 거치면 실로시빈 추출물의 보존 기간을 더 연장할 수 있습니다.
• 최종 추출물을 짙은 색의 유리 용기나 바이알에 담아 냉동고에 보관합니다.

초음파로 추출한 생리활성 화합물은 여과한 후 회전 증발기로 추가 농축할 수 있습니다. 사진은 초음파로 추출한 차가버섯 추출물을 보여 줍니다.

버섯 추출에 프로브형 초음파 처리기가 가장 적합한 이유는 무엇일까요?

초음파 처리는 고주파 음파를 사용하여 액체에 캐비테이션 기포를 생성하는 공정입니다. 이 기포가 붕괴하면 국소적으로 강한 전단력이 발생하여 세포를 파쇄하고 세포 내용물을 액체로 방출할 수 있습니다.
버섯 추출에서는 초음파 처리를 통해 버섯의 세포벽을 파쇄하고 생리활성 화합물을 용매로 방출할 수 있습니다. 초음파 처리기에는 수조형과 프로브형의 두 가지 유형이 있습니다.
수조형 초음파 처리기는 용매가 채워진 용기에 시료를 넣고 용기 전체에 비교적 약한 초음파를 가하는 장치입니다. 초음파 수조는 초음파 에너지를 불균일하게 낮은 강도로 분포시키므로, 이 방법은 상당히 비효율적인 것으로 알려져 있습니다. 초음파 수조에서는 버섯 시료가 간접적으로 초음파 처리되므로 초음파가 시료 깊숙이 침투할 수 없습니다. 초음파는 버섯 원료에 도달하기 전에 용기 벽을 통과해야 합니다. 이로 인해 초음파 수조에서 발생하는 이미 강도가 낮은 초음파가 더욱 약해집니다.
반면, 프로브형 초음파 처리기에는 소노트로드 또는 프로브라고 하는 티타늄 막대가 장착되어 있습니다. 이 막대는 시료에 직접 삽입할 수 있어 초음파 에너지를 더욱 집중적이고 국소적으로 가할 수 있습니다. 그 결과, 특히 시료의 치밀하거나 접근하기 어려운 부위에서 세포 파쇄와 생리활성 화합물 추출이 훨씬 더 효율적으로 이루어집니다.

키틴은 버섯을 비롯한 많은 균류의 세포벽을 구성하는 주요 성분인 다당류입니다. 키틴은 질기고 단단한 물질이므로 기존 추출 방법으로는 분해하기 어렵습니다.
초음파 처리는 키틴을 분해하고 버섯의 세포벽 내부에 갇힌 생리활성 화합물을 방출하는 데 효과적일 수 있습니다. 그러나 세포벽의 키틴은 비교적 질긴 물질이므로 프로브형 초음파 처리의 높은 강도가 필요합니다. 프로브형 초음파 처리기는 초음파 에너지를 집중적이고 국소적으로 가하여 키틴이 분해되는 데 충분한 에너지를 받도록 합니다.
또한 프로브를 시료의 여러 부위로 이동시켜 추가적인 거시적 혼합을 일으킴으로써 버섯의 모든 부분에 충분한 초음파 처리가 이루어지도록 할 수 있습니다. 이는 세포벽이 두껍거나 구조가 치밀한 버섯에서 특히 중요합니다. 이러한 버섯은 다른 방법으로 완전한 추출을 보장하기 어려울 수 있습니다.
요약하면, 버섯 세포벽의 키틴을 분해하고 생리활성 화합물을 방출하려면 프로브형 초음파 처리의 높은 강도가 필요합니다. 프로브형 초음파 처리기는 초음파 에너지를 집중적이고 국소적으로 가하여 키틴에 충분한 초음파 처리가 이루어지도록 하므로, 버섯에서 생리활성 화합물을 더욱 효율적이고 철저하게 추출할 수 있습니다.
프로브형 초음파 처리기는 수조형 초음파 처리기에 비해 생리활성 화합물을 더욱 균일하고 철저하게 추출할 수 있으므로 일반적으로 버섯 추출에 더 효율적인 것으로 간주됩니다.
프로브형 초음파 처리기와 초음파 수조를 이용한 액체 처리의 차이점에 대해 자세히 알아보세요!

실로시빈 함유 버섯

실로시빈은 Panaeolus, Psilocybe, Stropharia 종을 포함하는 Conocybe의 네 균류 속에 속한 200종 이상의 버섯에서 발견되며, 이들은 모두 활성 화합물인 실로시빈을 초음파로 추출하는 데 적합합니다. 일반적으로 실로시빈을 함유한 버섯은 다음과 같은 특징을 보입니다. 포자가 짙은 색이며, 주름살이 있는 균류이고, 대부분 열대 및 아열대 지역의 초원과 숲에서 부식질이 풍부한 토양에 자랍니다. 또한 버섯을 만지거나 손상시키면 산화 반응으로 인해 파란 멍 자국이 나타납니다.
실로시빈을 함유한 가장 잘 알려진 버섯 종은 Psilocybe cubensis로, 두 가지 주요 향정신성 화합물인 실로시빈과 실로신을 함유합니다. 흔히 슈룸, 매직 머쉬룸, 골든 톱, 큐브 또는 골드 캡으로 알려진 Psilocybe cubensis는 Hymenogastraceae과에 속하며, 과거에는 Stropharia cubensis로 알려져 있었습니다. 널리 분포하고 재배하기 쉬워 Psilocybe cubensis는 실로시빈을 함유한 버섯 중 가장 잘 알려진 종입니다.
Psilocybe cubensis는 주로 섭취 후 환각 경험을 유발하는 환각성 화합물로 유명합니다. 이러한 주요 향정신성 화합물은 다음과 같습니다:

• 실로시빈(4-포스포릴옥시-N,N-디메틸트립타민)
• 실로신(4-히드록시-N,N-디메틸트립타민)
• 베오시스틴(4-포스포릴옥시-N-메틸트립타민)
• 노르베오시스틴(4-포스포릴옥시트립타민)

초음파 추출 시스템의 장점

초음파 추출의 장점은 환각성 화합물(즉, 실로시빈, 실로신, 베오시스틴, 노르베오시스틴)의 높은 추출 수율, 용매(예: 물, 에탄올, 물–알코올 혼합물 등)의 자유로운 선택, 그리고 간편하고 안전한 작동입니다. 초음파 처리의 강력한 기계적 힘 덕분에 일반적으로 물, 에탄올 등 친환경적이고 온화한 용매만으로도 탁월한 추출 속도와 수율을 달성할 수 있습니다. 그 결과 초음파 추출은 추출 시간을 단축하고 용매 사용량을 줄이거나 더 온화하고 자극이 적은 용매를 사용할 수 있게 합니다. 이는 초음파 추출을 통해 더 높은 추출 속도와 우수한 품질의 추출물(예: 냉수 추출물)을 모두 얻을 수 있음을 의미합니다. 초음파 처리 중 공정 온도를 정밀하게 제어할 수 있으므로 과도하게 높은 온도로 인한 추출물의 열분해와 물질의 증발을 방지할 수 있습니다.

버섯 추출용 첨단 초음파 처리기

Hielscher Ultrasonics의 제품군은 소규모부터 대규모까지 고성능 초음파 추출기의 전체 범위를 아우릅니다. 추가 액세서리를 사용하면 공정에 가장 적합한 초음파 추출기 구성을 쉽게 조립할 수 있습니다. 최적의 초음파 처리 구성은 계획된 처리 용량, 부피, 원료, 배치 또는 인라인 공정, 일정에 따라 달라집니다. 오랜 경험과 충분한 교육을 갖춘 당사 직원이 가장 적합한 초음파 추출기를 추천하고 버섯 추출 공정을 구축하는 단계에서 도움을 드립니다.
다음을 포함한 모든 종류의 식물성 원료 추출에 초음파 처리기를 사용하십시오: 약초, 알칼로이드 (예: 니코틴, 아야와스카, 미트라지닌), 또는 스파지릭 팅크제.

다양한 크기의 Hielscher 초음파 처리기를 버섯 추출 공정 요건에 정확히 맞게 구성하여 구매할 수 있습니다. 작은 실험실 비커에서 균류를 처리하는 작업부터 산업 규모에서 버섯 슬러리를 연속 유통 방식으로 혼합하는 작업까지, Hielscher Ultrasonics는 적합한 초음파 처리기를 제공합니다! 문의해 주십시오 – 이상적인 초음파 처리 구성을 기꺼이 추천해 드리겠습니다!
아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여 줍니다:

최적의 결과를 위한 정밀한 진폭 제어

모든 Hielscher 초음파 장치는 정밀하게 제어할 수 있어 생산 현장에서 신뢰할 수 있는 주력 장비로 활용됩니다. 진폭은 식물 원료에서 생리활성 식물성 영양소와 환각성 화합물을 초음파로 추출할 때 효율과 효과에 영향을 미치는 핵심 공정 변수 중 하나입니다. 부드러운 신선 버섯과 같은 원료에는 더 온화한 초음파 처리와 더 낮은 진폭 설정이 필요한 반면, 건조 버섯은 세포 내 내용물을 방출하기 위해 더 높은 진폭의 초음파 처리가 필요할 수 있습니다. 모든 Hielscher 초음파 장치는 진폭을 정밀하게 설정할 수 있습니다. 소노트로드와 부스터 혼은 진폭을 더욱 넓은 범위에서 조정할 수 있게 해 주는 액세서리입니다. Hielscher의 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공할 수 있으며, 까다로운 응용 분야에 필요한 초음파 강도를 제공합니다. 최대 200µm의 진폭으로도 24/7 연속 운전을 손쉽게 수행할 수 있습니다.
정밀한 진폭 설정과 스마트 소프트웨어를 통한 초음파 공정 변수의 지속적인 모니터링을 통해 가장 효과적인 초음파 조건에서 버섯 추출물을 생산할 수 있습니다. 최상의 추출 결과를 위한 최적의 초음파 처리!
Hielscher 초음파 장비의 견고함은 고부하 조건과 까다로운 환경에서도 24/7 운전을 가능하게 합니다. 따라서 Hielscher 초음파 장비는 추출 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수 있는 작업 도구입니다.

간편하고 위험 부담 없는 시험

초음파 공정은 완전히 선형적으로 규모를 확대할 수 있습니다. 즉, 실험실용 또는 벤치톱 초음파 장치로 얻은 모든 결과를 정확히 동일한 공정 변수를 사용하여 규모를 확대해도 정확히 동일한 산출 결과로 재현할 수 있습니다. 따라서 초음파 처리는 위험 부담 없는 타당성 시험, 공정 최적화 및 이후 상업 생산 도입에 이상적입니다. 초음파 처리가 버섯 추출물의 수율과 품질을 어떻게 높일 수 있는지 알아보려면 문의해 주십시오.

최고 품질 – 독일에서 설계 및 제조

가족이 소유하고 경영하는 기업인 Hielscher는 초음파 프로세서에 최고 수준의 품질 기준을 최우선으로 적용합니다. 모든 초음파 장치는 독일 베를린 인근 텔토에 위치한 본사에서 설계, 제조되며 철저한 시험을 거칩니다. Hielscher 초음파 장비의 견고함과 신뢰성은 생산 현장에서 주력 장비로서의 역할을 뒷받침합니다. 최대 부하와 까다로운 환경에서의 24/7 운전은 Hielscher 고성능 초음파 장치의 기본적인 특성입니다.