Extract van leeuwenmanen gemaakt met ultrageluid
Extracten van de schimmelsoort Hericium erinaceus, bekend als leeuwenmanenzwam, worden het meest efficiënt geproduceerd met behulp van ultrasone trillingen. Ultrasone extractoren breken de schimmelcelmatrix snel open en maken de volledige extractie van bioactieve stoffen uit het mycelium en het vruchtlichaam van de leeuwenman mogelijk.
Ultrasone extractie van Lion's Mane paddenstoelen
Bioactieve stoffen in leeuwenmantel: Hericium erinaceus, ook bekend onder de algemene namen leeuwenmanen, Japanse yamabushitake, pom pom, baardtand, egel of apenkopzwam, is een schimmel die al tientallen jaren wordt gebruikt als traditioneel geneesmiddel en therapeuticum. Lion's mane bevat vele bioactieve bestanddelen polysacchariden, sterolen, glycoproteïnen, terpenoïden (bv. erinacines), alsook fenolische en vluchtige bestanddelen (bv. hericenones). Deze stoffen staan bekend om hun antioxidatieve, antidiabetische, antikanker, ontstekingsremmende, antimicrobiële, anti-hyperglycemische en hypolipidemische werking. Wetenschappelijk onderzoek heeft aangetoond dat de bestanddelen van leeuwenmanen de ontwikkeling en functie van neuronen kunnen verbeteren en zenuwen kunnen beschermen tegen beschadiging. Daarom wordt het momenteel getest als therapeutisch middel tegen dementie.
Ultrasone Leeuwen Manen Extractie:
Ultrasone extractie van leeuwenmanen is een techniek waarbij ultrasoon geluid met een hoog vermogen wordt gebruikt om bioactieve bestanddelen uit het vruchtlichaam of mycelium van de leeuwenmanenzwam (Hericium erinaceus) te extraheren. De Lion's Mane mushroom is een bekende medicinale paddenstoel en bevat verschillende gezondheidsbevorderende bioactieve stoffen zoals polysacchariden, beta-glucanen, hericenonen, erinacines en antioxidanten.
Bij het ultrasone paddenstoelenextractieproces worden ultrasone apparaten van het probe-type gebruikt die intense cavitatie creëren in een vloeibaar medium (zoals water, ethanol of methanol) dat het paddenstoelenmateriaal bevat. De opgewekte ultrasone cavitatie zorgt ervoor dat de celwanden van het paddenstoelenmateriaal afbreken, waardoor de bioactieve stoffen vrijkomen in de vloeistof/het oplosmiddel. De ultrasone golven versterken ook de massaoverdracht van de bioactieve stoffen van het paddenstoelenmateriaal naar het oplosmiddel, waardoor de extractie-efficiëntie toeneemt.
Ultrasone extractie van paddenstoelen is een zeer efficiënte en snelle isolatietechniek waarvoor geen hoge temperaturen of schadelijke chemicaliën nodig zijn. De geëxtraheerde bioactieve stoffen kunnen worden gebruikt voor diverse toepassingen, zoals voedingssupplementen, functionele voedingsmiddelen en nutraceutica. Bovendien is de ultrasone leeuwenmangextractiemethode milieuvriendelijk en duurzaam, waardoor het een ideale keuze is voor het extraheren van bioactieve stoffen uit natuurlijke bronnen.
Ultrasone leeuwenmangextractie met de ultrasonicator UP400St: hogere opbrengst, volledig spectrum extract.
- hoge efficiëntie
- zuiver mechanische extractie-effecten, waardoor de extractie zacht is
- Eenvoudige bediening
- zeer korte verwerkingstijd
- energiebesparend
Deze voordelen maken sonicatie tot een uitstekende extractietechniek voor hoogwaardige paddenstoelenextracten en zijn de reden waarom Hielscher ultrasoonapparaten wereldwijd in laboratoria en in de industrie worden gebruikt voor de productie van paddenstoelenextracten.
Protocol voor ultrasone leeuwenmangextractie
Valu et al. (2020) demonstreerden een zeer efficiënte extractieprocedure voor het verkrijgen en concentreren van de bioactieve producten van de H. erinaceus biomassa, gebaseerd op de principes van de ultrasone extractie. Het voor de extractie gebruikte apparaat was een Hielscher ultrasone processor (Hielscher UIP1000hdT, 1000 watt, 20 kHz) met sonotrode BS4d40 (40 mm diameter). Vóór de extractie-experimenten werd de ultrasoonprocessor gekalibreerd om het netto stroomverbruik te bepalen. Tijdens het sonicatieproces werd deze waarde automatisch afgetrokken van het bruto energieverbruik, zodat het aan het extractiemedium geleverde nettovermogen kon worden gevonden. Tijdens de experimenten werden de monsters in een ijszak geplaatst en voortdurend magnetisch geroerd om de monstertemperatuur laag te houden. Na afloop van de extractie werden de monsters vacuüm gefiltreerd en vervolgens gecentrifugeerd (2500×g gedurende 5 minuten). Een rotatieverdamper werd gebruikt om water en alcohol uit de supernatanten te verwijderen. De resterende water- en alcoholresten van de monsters werden gevriesdroogd om een poederextract te verkrijgen. Het oplosmiddel kan ook worden verwijderd met behulp van een vacuümfilter en een roterende vacuümverdamper om een paddenstoelenconcentraat te verkrijgen.
Ultrasone extractie van Erinacine A en polyfenolen met antioxidant activiteit uit de schimmelbiomassa van Hericium erinaceus
(studie en grafiek: ©Valu et al. 2020)
De geoptimaliseerde extractieomstandigheden met behulp van ultrageluid waren de volgende:
- ultrasoonapparaat UIP1000hdT met sonotrode BS4d40: 100% amplitude, 100% cyclus)
- gedroogd, gemalen Hericium erinaceus
- oplosmiddel: 80% waterige ethanol
- verhouding oplosmiddel-materiaal: 1:30 (g/mL)
- extractietijd: 45 min.
Het totale gehalte aan fenolen in dit geoptimaliseerde H. erinaceus-extract bedroeg 23,2 mg GAE/g DM, en in de DPPH-test bereikte de antioxidantwerking een IC50 van 87,2 μg/mL.
Het onderzoeksteam toonde met succes aan dat ultrasone extractie de isolatie van antioxidanten in Hericium erinaceus efficiënt aanstuurt, met name polyfenolen en flavonoïden die gecorreleerd zijn met de diterpenoïde erinacine A, bekend om zijn hoge antioxidantwerking.
(cf. Valu et al., 2020)
Vind de ideale ultrasoonapparaat voor het extraheren van leeuwenmanen!
Leeuwenpoot is rijk aan chitine. Zoals alle paddenstoelen heeft ook leeuwenmanen veel chitine in de celwanden. Chitine is een taai biopolymeer, dat de celwanden een grote stijfheid en sterkte geeft. Vanwege het hoge chitinegehalte mag leeuwenmantel niet rauw worden gegeten, omdat de chitine nauwelijks verteerbaar is en maagklachten kan veroorzaken.
Om de celwanden van leeuwenmannen te breken en de intracellulaire bioactieve stoffen te extraheren, zijn intense krachten nodig. Daarom geven ultrasone baden of reinigingstanks niet de gewenste extractieresultaten.
Lees meer over de efficiëntievergelijking tussen een ultrasoonapparaat van het probe-type en een ultrasoon bad!
Ultrasone sondes daarentegen creëren plaatselijk ultrageluidsgolven met hoge intensiteit en cavitatie, die de nodige energie leveren om de chitinehoudende celwanden van paddenstoelen te verstoren. Bovendien is sonicatie van het probe-type een niet-thermische extractiemethode die de thermische afbraak van de bioactieve stoffen door warmte voorkomt. Daarom zijn sonde-sonators de meest efficiënte extractietechniek voor de extractie van medicinale paddenstoelen.
Vraag ons naar de juiste sonde-type ultrasoonapparaat voor uw champignonextractie!
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:
| batch Volume | Stroomsnelheid | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml / min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 00,1 tot 10L | 0.1 tot 2L/min | UIP1000hdT |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 tot 150L | 3 tot 15L/min | UIP6000hdT |
| na | 10 tot 100 l / min | UIP16000 |
| na | grotere | cluster van UIP16000 |
Neem nu contact met ons op en ontvang meer informatie over ultrasone apparaten voor de extractie van paddenstoelen! Onze ervaren, goed opgeleide medewerkers adviseren u graag de meest geschikte ultrasone extractor voor uw champignonextractieproces!
Neem contact met ons op! / Vraag ons!
Literatuur / Referenties
- 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
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
Bioactieve bestanddelen van paddenstoelen uit mycelium vs. vruchtlichamen
Zowel mycelium- als vruchtlichamenextracten kunnen worden geproduceerd met ultrasone extractie en beide hebben hun eigen unieke voordelen. Welke beter is, hangt af van het specifieke gebruik en de gewenste resultaten.
Myceliumextracten zijn over het algemeen goedkoper en gemakkelijker in grote hoeveelheden te produceren dan vruchtlichaamextracten, waardoor ze toegankelijker zijn. Mycelium bevat ook veel heilzame verbindingen zoals polysacchariden, ergosterol en enzymen.
Aan de andere kant bevatten extracten van vruchtlichamen hogere gehaltes beta-glucanen, triterpenoïden en andere verbindingen die in verband worden gebracht met gezondheidsvoordelen. Vruchtlichamen hebben ook een grotere verscheidenheid aan verbindingen en kunnen in sommige gevallen krachtiger zijn.
Uiteindelijk hangt de keuze tussen mycelium- en vruchtlichaamextracten af van de specifieke toepassing en de gewenste effecten. Als u bijvoorbeeld op zoek bent naar ondersteuning van het immuunsysteem, kan een myceliumextract een goede optie zijn vanwege het hoge gehalte aan polysacchariden. Als u op zoek bent naar cognitieve ondersteuning, kan een vruchtlichaamextract een betere keuze zijn vanwege het hoge gehalte aan triterpenoïden. Het is ook vermeldenswaard dat hoogwaardige extracten van zowel mycelium als vruchtlichamen effectief en heilzaam kunnen zijn voor verschillende doeleinden.
Bioactieve stoffen in leeuw’ Manen
Zeer belangrijke en goed bestudeerde bioactieve metabolieten zijn ook de erinacines (A-I), een groep cyathine diterpenoïden geëxtraheerd uit het mycelium van Hericium erinaceus of leeuwenmanen of yamabushitake, en hericenonen (C-H), benzylalcoholderivaten geëxtraheerd uit het vruchtlichaam. Beide groepen verbindingen kunnen gemakkelijk de bloed-hersenbarrière passeren en hebben aangetoond neurotropische en neuroprotectieve effecten te hebben. Ze zouden de synthese van de zenuwgroeifactor (NGF) stimuleren, zowel in vitro als in vivo. Deze medicinale paddenstoel heeft echter ook antioxidatieve, ontstekingsremmende, kankerbestrijdende, immunostimulerende, antidiabetische, antimicrobiële, hypolipidemische en antihyperglycemische eigenschappen, hoewel hij vooral wordt gebruikt voor de behandeling van neurodegeneratieve ziekten en cognitieve stoornissen.
Erinacine A, de belangrijkste vertegenwoordiger van de erinacinegroep, heeft een bewezen effectieve beschermende werking tegen de ziekte van Parkinson. In een 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) muismodel van de ziekte van Parkinson veroorzaakte erinacine A een vermindering van het MPTP-geïnduceerde dopaminerge celverlies, de door oxidatieve stress geïnduceerde apoptotische celdood en de niveaus van glutathion, nitrotyrosine en 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE); het keerde ook MPTP-geassocieerde motorische stoornissen om, en verminderde de aantasting van 1-methyl-4-fenylpyridinium (MPP)-geïnduceerde neuronale celcytotoxiciteit en apoptose, door een endoplasmatische reticulum (ER)-stress-ondersteunde activering van de IRE1α/TRAF2-, JNK1/2- en p38 MAPK-trajecten, de expressie van C/EBP homoloog eiwit (CHOP), IKB-β, en NF-κB, alsmede Fas en Bax. Deze metaboliet bleek ook effectief te zijn tegen ischemische beroerte, zoals gerapporteerd in een onderzoek bij ratten, waarin de vermindering van neuronale apoptose, alsmede de omvang van de herseninfarcten werd waargenomen door het aanpakken van de iNOS/reactieve stikstofspecies (RNS) en p38 mitogeen-geactiveerde proteïne kinase (MAPK)/CCAAT enhancer-binding protein homologous protein (CHOP) pathways.
Erinacin A bleek ook een significante antitumoractiviteit te hebben in menselijke maagkanker TSGH 9201 cellen, waarbij het significante apoptose induceerde in combinatie met verhoogde fosforylering van de focal adhesion kinase/protein kinase FAK/Akt/p70S6K en serine/threonine kinase PAK-1 pathways. Het resulteerde ook in verhoogde cytotoxiciteit en ROS-generatie, verminderde invasiviteit en activering van caspases, en de expressie van de tumornecrose-receptor TRAIL. De sterke antitumorwerking van deze metaboliet werd vervolgens bevestigd in een recente studie, zowel in vitro bij twee menselijke cellijnen van darmkanker (DLD-1 en HCT-116) als in vivo in een muismodel, waarin de mechanismen verder werden verduidelijkt. De effecten van de behandeling omvatten stimulering van de extrinsieke apoptoseactiveringswegen (TNFR, Fas, FasL, caspases), onderdrukking van de expressie van de anti-apoptotische moleculen Bcl-2 en Bcl-XL, en fosforylering van het Jun N-terminal kinase JNK1/2, dat reageert op stressstimuli, NF-κB p50 en p330. Ook werd aangetoond dat de upregulering van doodreceptormoleculen via de JNK MAPK/p300/NF-κB-route gemedieerd wordt door de modificatie van histon H3K9K14ac; de resultaten van de in vivo assay toonden in feite verhoogde niveaus van histon H3K9K14ac, alsmede histonacetylering op Fas, FasL en TNFR-promotors.
Een ander erinacine, erinacine C, staat bekend om zijn ontstekingsremmende en neuroprotectieve werking, die zou kunnen worden bereikt via een mechanisme van remming van IκB, p-IκBα (betrokken bij de upstream NF-κB-signaaltransductiecascade) en induceerbaar stikstofoxidesynthase (iNOS), en de activering van de Nrf2/HO-1-stressbeschermingsroute. De behandeling van humane BV2 microgliale cellen met LPS-geïnduceerde ontsteking resulteerde in lagere niveaus van stikstofmonoxide (NO), IL-6, TNF-α en iNOS, remming van de NF-κB-expressie en fosforylering van IκBα (p-IκBα) eiwitten, alsook de remming van Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1), en een verhoogde nucleaire transcriptiefactor erythroid 2-related factor (Nrf2) en de expressie van het eiwit heem oxygenase-1 (HO-1).
(uittreksel uit Venturella et al., 2021)
Ultrasone extractor UP100H voor de isolatie van polysacchariden uit de chaga paddenstoel (Inonotus obliquus).
Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.