Leeuwenmangextract gemaakt met ultrasoon geluid
Extracten van de schimmelsoort Hericium erinaceus, bekend als leeuwenmangzwam, worden het meest efficiënt geproduceerd met ultrasone trillingen. Ultrasone extractoren breken de schimmelcelmatrix snel open en zorgen voor de volledige extractie van bioactieve bestanddelen uit het mycelium en vruchtlichaam van de leeuwenman.
Ultrasone ondersteuning bij het extraheren van leeuwenmama's
Bioactieve bestanddelen in leeuwenmantel: Hericium erinaceus, ook bekend onder de algemene namen leeuwenman, Japanse yamabushitake, pom pom, baardtand, egel of apenkopzwam, is een zwam die al tientallen jaren wordt gebruikt als traditioneel geneesmiddel en therapeuticum. Lion's mane bevat veel bioactieve stoffen polysachariden, sterolen, glycoproteïnen, terpenoïden (bijv. erinacines), evenals fenolische en vluchtige stoffen (bijv. hericenonen). Deze stoffen staan bekend om hun antioxidatieve, antidiabetische, antikanker, ontstekingsremmende, antimicrobiële, antihyperglycemische en hypolipidemische effecten. Wetenschappelijk onderzoek heeft aangetoond dat de bestanddelen van leeuwenmang de ontwikkeling en functie van neuronen kunnen verbeteren en zenuwen kunnen beschermen tegen beschadiging. Daarom wordt het momenteel getest als een therapeutisch middel tegen dementie.
Ultrasone leeuwenmangextractie met de ultrasone UP200Ht: hogere opbrengst, extract met volledig spectrum.
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 paddenstoel is een bekende medicinale paddenstoel en bevat verschillende gezondheidsbevorderende bioactieve stoffen zoals polysachariden, 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 verbeteren ook de massaoverdracht van de bioactieve stoffen van het paddenstoelenmateriaal naar het oplosmiddel, waardoor de extractie-efficiëntie toeneemt.
Ultrasone paddenstoelenextractie is een zeer efficiënte en snelle isolatietechniek waarvoor geen hoge temperaturen of schadelijke chemicaliën nodig zijn. De geëxtraheerde bioactieve stoffen kunnen worden gebruikt voor verschillende 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.
- hoog rendement
- zuiver mechanische extractie-effecten, waardoor de extractie zacht is
- eenvoudige bediening
- zeer korte verwerkingstijd
- Energiebesparend
Deze voordelen maken sonicatie tot een uitstekende extractietechniek voor paddenstoelenextracten van hoge kwaliteit en zijn de reden waarom Hielscher ultrasone apparaten wereldwijd worden gebruikt in laboratoria en de industrie voor de productie van paddenstoelenextracten.
UV-Vis meting van ultrasoon geïsoleerd leeuwenmangextract met de ultrasone sonde UP200Ht.
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 ultrasone extractie. Het apparaat dat werd gebruikt voor de extractie was een Hielscher ultrasone processor (Hielscher UIP1000hdT, 1000 watt, 20 kHz) met sonotrode BS4d40 (40 mm diameter). Vóór de extractie-experimenten werd de ultrasone processor gekalibreerd om het nettovermogen te bepalen. Tijdens het sonificatieproces werd deze waarde automatisch afgetrokken van het bruto energieverbruik, waardoor het netto vermogen dat aan het extractiemedium werd geleverd kon worden gevonden. Tijdens de experimenten werden de monsters in een ijszak geplaatst met continu magnetisch roeren om de monstertemperatuur laag te houden. Na voltooiing 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 uit de monsters werden gevriesdroogd om een poederextract te verkrijgen. Als alternatief kan het oplosmiddel verwijderd worden 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 extractiecondities met ultrageluid waren als volgt:
- Ultrasone 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 was 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)
Ultrasone extractor UIP1000hdT met roerder voor de extractie van bioactieve stoffen uit paddenstoelen.
Vind de ideale ultrasoonapparaat voor het extraheren van leeuwenmanen!
Leeuwenmantel is rijk aan chitine. Net als alle paddenstoelen heeft leeuwenmama veel chitine in zijn celwanden. Chitine is een taai biopolymeer dat de celwanden een hoge 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 leeuwenmanen 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 lokaal ultrasone golven met hoge intensiteit en cavitatie, die de nodige energie leveren om de chitinehoudende celwanden van paddenstoelen te verstoren. Bovendien is sonicatie van het sondetype een niet-thermische extractiemethode die de thermische afbraak van de bioactieve bestanddelen door hitte voorkomt. Daarom zijn sonde-type ultrasone trillingen de meest efficiënte extractietechniek voor de extractie van medicinale paddenstoelen.
Vraag ons naar de juiste probe-type ultrasoonapparaat voor jouw paddenstoelenextractie!
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 10L | 0.1 tot 2L/min | UIP1000hdT |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 tot 150 liter | 3 tot 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Neem nu contact met ons op en ontvang meer informatie over ultrasone apparaten voor de extractie van paddenstoelen! Onze ervaren en goed opgeleide medewerkers adviseren u graag over de meest geschikte ultrasone extractor voor uw champignonextractieproces!
Neem contact met ons op! / Vraag het 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
Wetenswaardigheden
Bioactieve bestanddelen van paddenstoelen uit mycelium vs vruchtlichamen
Zowel mycelium- als vruchtlichaamextracten 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.
Mycelium extracten zijn over het algemeen goedkoper en makkelijker in grote hoeveelheden te produceren dan vruchtlichaamextracten, waardoor ze toegankelijker zijn. Mycelium bevat ook veel heilzame stoffen 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 voordelen voor de gezondheid. Vruchtlichamen hebben ook een diverser aanbod aan verbindingen en kunnen in sommige gevallen krachtiger zijn.
Uiteindelijk zal de keuze tussen mycelium en vruchtlichaamextracten afhangen van de specifieke toepassing en gewenste effecten. Als je bijvoorbeeld op zoek bent naar ondersteuning van het immuunsysteem, kan een myceliumextract een goede optie zijn vanwege het hoge gehalte aan polysachariden. Als je op zoek bent naar cognitieve ondersteuning, kan een vruchtlichaamextract een betere keuze zijn vanwege het hoge gehalte aan triterpenoïden. Het is ook de moeite waard om op te merken dat extracten van hoge kwaliteit van zowel mycelium als vruchtlichamen effectief en heilzaam kunnen zijn voor verschillende doeleinden.
Wat is de beste extractiemethode voor bèta-glucanen uit leeuwenmantel?
Ultrasone koudwaterextractie is de beste techniek om in water oplosbare bestanddelen vrij te maken uit paddenstoelen zoals het vruchtlichaam van de Lion's Mane. Ultrasone koudwaterextractie perforeert en breekt de taaie celwanden van paddenstoelen om de bioactieve bestanddelen zoals β-glucanen vrij te maken uit de celmatrix. Omdat sonicatie een zacht proces is, beschadigt het de fytochemicaliën niet en voorkomt het de afbraak van alle gezondheidsbevorderende bioactieve stoffen, waaronder de β-glucanen.
Wat zijn de voordelen van paddenstoelenextract?
Tijdens het extractieproces, bijvoorbeeld ultrasone extractie, komen de bioactieve stoffen zoals bèta-glucanen vrij uit de celmatrix. Daarom bevatten extracten van paddenstoelen grotere hoeveelheden bioactieve verbindingen dan gemalen paddenstoelenpoeder. De hoofdfractie van β-glucanen, die polymeren met een hoog moleculair gewicht zijn, zijn oplosbaar in water. Daarom is ultrasone extractie met koud water niet alleen een gezonde en milieuvriendelijke manier van extractie, maar laat het ook op efficiënte wijze de β-glucanen uit de paddenstoelencellen vrijkomen in water. Met het extract wordt het mogelijk om therapeutica en voedingssupplementen te produceren met een consistente hoeveelheid bioactieve moleculen in elke dosis.
Bioactieve bestanddelen in leeuwenmantel
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. Er wordt gemeld dat ze de synthese van de zenuwgroeifactor (NGF) induceren, zowel in vitro als in vivo. Deze medicinale paddenstoel heeft echter ook antioxidatieve, ontstekingsremmende, kankerbestrijdende, immunostimulerende, antidiabetische, antimicrobiële, hypolipidemische en antihyperglycemische eigenschappen, hoewel hij het vaakst 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 voor de ziekte van Parkinson zorgde erinacine A voor een vermindering van MPTP-geïnduceerd dopaminerg celverlies, apoptotische celdood geïnduceerd door oxidatieve stress en de niveaus van glutathion, nitrotyrosine en 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE); Het werkte ook omkering van MPTP-geassocieerde motorische stoornissen 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 paden, de expressie van C/EBP homoloog eiwit (CHOP), IKB-β, en NF-κB, evenals Fas en Bax. Deze metaboliet bleek ook effectief te zijn tegen ischemische beroerte, zoals gerapporteerd in een onderzoek op ratten waarin de reductie van neuronale apoptose werd waargenomen, evenals de grootte van de beroerteholte in de hersenen door zich te richten op de iNOS/reactieve stikstofspecies (RNS) en p38 mitogeen-geactiveerde proteïne kinase (MAPK)/CCAAT enhancer-binding protein homologous protein (CHOP) pathways.
Er werd ook gemeld dat Erinacin A een significante antitumoractiviteit had in menselijke maagkankercellen TSGH 9201, waarbij het significante apoptose induceerde geassocieerd met verhoogde fosforylering van focale adhesiekinase/proteïnekinase FAK/Akt/p70S6K en serine/threoninekinase 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 door een recente studie, zowel in vitro bij twee humane cellijnen voor darmkanker (DLD-1 en HCT-116) als in vivo in een muismodel dat de mechanismen verder verduidelijkte. De behandelingseffecten omvatten stimulatie van de extrinsieke apoptoseactiveringsroutes (TNFR, Fas, FasL, caspases), onderdrukking van de expressie van de anti-apoptotische moleculen Bcl-2 en Bcl-XL, en fosforylering van Jun N-terminal kinase JNK1/2, dat reageert op stressstimuli, NF-κB p50 en p330. Er werd ook aangetoond dat de upregulatie van doodreceptormoleculen via de JNK MAPK/p300/NF-κB pathway gemedieerd wordt door de modificatie van histon H3K9K14ac; de resultaten van de in vivo test toonden in feite verhoogde niveaus van histon H3K9K14ac, evenals histonacetylering op Fas, FasL en TNFR promotors.
Een andere erinacine, erinacine C, staat bekend om zijn ontstekingsremmende en neuroprotectieve werking, die zou kunnen worden bereikt via een mechanisme van remming van de eiwitexpressie van IκB, p-IκBα (betrokken bij de upstream NFκB-signaaltransductiecascade) en induceerbaar stikstofoxidesynthase (iNOS), en de activering van de Nrf2/HO-1-stressbeschermingsroute. De behandeling van humane BV2 microgliacellen met LPS-geïnduceerde ontsteking resulteerde in verlaagde niveaus van stikstofmonoxide (NO), IL-6, TNF-α en iNOS, remming van de expressie van NF-κB en fosforylering van IκBα (p-IκBα) eiwitten, evenals de remming van Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1), en een toename van de nucleaire transcriptiefactor erytroïde 2 gerelateerde 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 polysachariden uit chaga paddenstoel (Inonotus obliquus).
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.