Beta-glikānu ekstrakcija no sēnēm, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu

Beta-glikānu ekstrakcija no sēnēm laboratoriskām pārbaudēm vai ražošanas vajadzībām ietver sēņu sasmalcināšanu, samalšanu vai saspiešanu, ekstrakciju ar ultraskaņas palīdzību un beta-glikānu izgulsnēšanu. Tālāk sniegts vienkāršots beta-glikānu ekstrakcijas procesa izklāsts ar tilpumu un masu piemēriem laboratorijas mēroga eksperimentam. Lūdzu, ņemiet vērā, ka konkrētie apstākļi un mērījumu vērtības var atšķirties atkarībā no sēņu veida un nepieciešamās beta-glikānu tīrības.

Materiāli un aprīkojums

• Sēnes (piemēram, 100g sasmalcinātu vai šķēlēs sagrieztu sēņu)
• Auksts destilēts ūdens (piemēram, 500mL)
• Blenderis vai dzirnaviņas
• Stikla vārglāzes vai kolbas
• Filtrpapīrs vai vakuumfiltrēšanas iekārta
• Centrifūga (pēc izvēles)
• Spirts (piemēram, etanols) izgulsnēšanai
• Ledusskapis
• Žāvēšanas skapis

Beta-glikānu ekstrakcijas protokols

1. Samaliet vai saspiediet sēnes (piemēram, čagu vai ežu dižadateni) rupjās, aptuveni 1 līdz 3 milimetrus lielās daļiņās. Piemēram, izmantojiet 100g kaltētu sēņu daļiņu.
2. Pēc tam ievietojiet sēņu daļiņas stikla vārglāzē vai kolbā.
3. Tad pievienojiet 500mL destilēta ūdens vārglāzē, kurā atrodas ekstrakcijai paredzētās sēņu daļiņas. Ūdens un sēņu attiecība var atšķirties atkarībā no konkrētā sēņu veida un daļiņu izmēra.
4. Pēc suspensijas samaisīšanas apstrādājiet maisījumu ar ultraskaņu, izmantojot laboratorijas ultraskaņas homogenizatoru (piemēram, UP400St ar 22mm sonotrodi pie 100% amplitūdas vai UP200Ht ar 14mm sonotrodi pie 100% amplitūdas), un uzturiet temperatūru zem 90°C. Zemāka temperatūra palīdz ekstrakcijas laikā saglabāt karstumjutīgus savienojumus, piemēram, beta-glikānus. Izmantojot UP400St, apstrādājiet ar ultraskaņu aptuveni 5 līdz 10 minūtes, bet, izmantojot UP200Ht, attiecīgi 10 līdz minūtes. Lūdzu, ņemiet vērā, ka temperatūra un ekstrakcijas laiks var atšķirties atkarībā no izmantotās ultraskaņas jaudas. Protams, lielākiem tilpumiem būs nepieciešams ilgāks apstrādes laiks ar ultraskaņu.
5. Filtrējiet ar ultraskaņu apstrādāto maisījumu caur filtrpapīru vai izmantojiet vakuumfiltrēšanas iekārtu, lai atdalītu šķidrumu (kas satur ekstrahētos beta-glikānus) no cietajām sēņu atliekām.
6. Pēc tam izgulsnējiet beta-glikānus no šķidruma, pievienojot spirtu (piemēram, etanolu). Parasti izgulsnēšanai var izmantot 2–3 tilpuma daļas spirta.
7. Pēc tam vairākas stundas turiet maisījumu ledusskapī, lai beta-glikāni izgulsnētos.
8. Pēc izgulsnēšanas varat uzmanīgi noliet šķidrumu un savākt beta-glikānu nogulsnes.
9. Visbeidzot žāvējiet beta-glikānus žāvēšanas skapī zemā temperatūrā (piemēram, 40–50°C), līdz viss spirts ir atdalīts un iegūts sauss pulveris.

Šajā video demonstrēta īpaši efektīva ežu dižadatenes ekstrakcija ar Hielscher UP200Ht ultraskaņas homogenizatoru.

Sēņu īpašības atšķiras. Tādēļ beta-glikānu ekstrakcijas process var atšķirties atkarībā no tādiem faktoriem kā konkrētā sēņu suga, sēņu stāvoklis (kaltētas vai svaigas), daļiņu izmērs un ekstrakcijas temperatūra. Lai optimizētu ekstrakcijas procedūru, apsveriet eksperimentus ar dažādiem parametriem, tostarp mainiet cietās un šķidrās fāzes attiecību, pielāgojiet temperatūru, izmēģiniet dažādus šķīdinātājus un pārbaudiet atšķirīgus apstrādes ilgumus ar ultraskaņu un amplitūdas iestatījumus.

Beta-glikāna enzimātiskā ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību

Enzimātiskā ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību ir metode beta-glikānu ekstrakcijai no sēnēm, kurā apvienota enzīmu un ultraskaņas viļņu izmantošana. Šis process paaugstina ekstrakcijas efektivitāti, noārdot sēņu šūnu sieniņas un veicinot beta-glikānu izdalīšanos.

Beta-glikānu ekstrakcijas no sēnēm mēroga palielināšana

Kad esat izstrādājuši jūsu prasībām atbilstošu beta-glikānu ekstrakcijas protokolu, ekstrakcijas procesa mēroga palielināšana var būt vienkārša.

Partiju ekstrakcijas mēroga palielināšana

Ja plānojat palielināt mērogu, izmantojot partiju ekstrakcijas metodi, iesakām palielināt partijas tilpumu, saglabājot nemainīgu cietās un šķidrās fāzes attiecību un visus pārējos parametrus. Ja turpināt izmantot to pašu ultraskaņas homogenizatoru, noteikti proporcionāli palieliniet apstrādes laiku ar ultraskaņu. Partijām, kuru tilpums pārsniedz 1 litru, varat apsvērt lēnas darbības maisītāja izmantošanu, lai uzturētu daļiņas suspendētā stāvoklī un uzlabotu ekstrakcijas vienmērīgumu. Zemāk redzamajā attēlā parādīta 8 litru partiju ekstrakcijas iekārta, kurā UP400St ultraskaņas homogenizators tiek izmantots kopā ar laboratorijas maisītāju.

Sēņu ekstrakcija plūsmā

Tiem, kuri vēlas nepārtraukti ekstrahēt lielākus beta-glikānu daudzumus no sēnēm, Hielscher Ultrasonics piedāvā plūsmas šūnu reaktorus, kas paredzēti augu izcelsmes materiālu ekstrakcijai. Ja tas atbilst jūsu interesēm, aicinām sazināties ar mums tieši, lai iegūtu vairāk informācijas. Mūsu tehniskā komanda labprāt palīdzēs noteikt jūsu konkrētajām vajadzībām vispiemērotāko iekārtu konfigurāciju. Tomēr iepriekš minētā laboratorijas mēroga eksperimenta veikšana ar jūsu konkrēto sēņu sugu var būt nenovērtējama, lai izprastu precīzas procesa prasības. Zemāk redzamajā attēlā parādīts liels plūsmas šūnas reaktors ar UIP4000hdT ultraskaņas homogenizatoru beta-glikānu ekstrakcijai, apstrādājot aptuveni 50 līdz 200 litrus sēņu un šķīdinātāja suspensijas stundā.

Empīriski noteiktā beta-glikānu koncentrācija dažādās sēņu sugās

Tālāk sniegts no dažādām sēņu sugām ekstrahēto beta-glikānu empīriski noteikto koncentrāciju saraksts.

Mushroom Species	Total 1,3-1,6-β-D-glucan (g/100g dry mass)
Boletus pinophilus	9,8%
Suillus granulatus	13,3%
Craterellus cornucopioides	4,5%
Suillus variegatus	13,7%
Hydnum repandum	4,1%
Gyroporus cyanescens	14,3%
Tricholomopsis rutilans	10,2%
Agaricus bisporus (portobello)	4%
Agaricus bisporus (cremini)	4%
Auricularia auricular-judae	16,8%

1,3-1,6-β-D-glucan content in the analyzed wild-growing and cultivated mushrooms, Source:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Quantitative Evaluation of 1,3-1,6-Β-D-Glucan Contents in Wild–Growing Species of Edible Polish Mushrooms. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.