Ultrasone extractie van medicinale paddenstoelen
Medicinale paddenstoelen staan al sinds de oudheid bekend om hun uitzonderlijke gezondheidsvoordelen. De laatste tijd worden medicinale schimmels een gangbaar product om de gezondheid te verbeteren en het energieniveau te verhogen. Om het volledige spectrum van gezondheidsondersteunende effecten van medicinale schimmels te ervaren, moeten verbindingen zoals polysachariden, triterpenoïden en andere bioactieve stoffen uit de paddenstoelcellen worden vrijgemaakt. Ultrasone extractie is een uitstekende techniek om bioactieve verbindingen te isoleren uit botanisch materiaal, zoals Reishi, pruikzwam, Cordyceps, Shiitake, Chaga enz.
Extracten van medicinale paddenstoelen – gemaakt met ultrasoontechnologie
Medicinale schimmels hebben hun status als superfood en noötropicum verworven dankzij hun buitengewone effecten op de cognitieve functies en het immuunsysteem. Naast hun gezondheidsbevorderende en cognitief versterkende effecten worden medicinale paddenstoelen gebruikt om ziekten te voorkomen en te behandelen (bijv. kanker, diabetes, ontstekingen enz.). De bekendste soorten eetbare schimmels zijn Chaga, Reishi, pruikzwam, Cordyceps, Shiitake en Maitake.
De UP100H, een krachtige ultrasone extractor van 100 watt, wordt gebruikt om bioactieve verbindingen uit de chagapaddenstoel (Inonotus obliquus) te extraheren.
Wat de belangrijkste gezondheidseffecten van paddenstoelen betreft, is aangetoond dat bioactieve verbindingen uit schimmels de immuniteit versterken, de zenuwgroeifactor (NGF) verhogen en zowel het uithoudingsvermogen tijdens lichamelijke activiteit als de levensduur verbeteren. De bioactieve verbindingen die de gezondheidsbevorderende effecten veroorzaken, zijn bijvoorbeeld polysachariden zoals α-glucanen en β-glucanen. Het glucanenprofiel verschilt per schimmelsoort en is bepalend voor het specifieke gebruik van verschillende paddenstoelen om uiteenlopende effecten te bereiken. Zo bevordert de pruikzwam de zenuwgroeifactor (NGF), terwijl de Cordyceps-schimmel het uithoudingsvermogen verbetert en Reishi het immuunsysteem en een lange levensduur ondersteunt.
Klik op de volgende links voor meer informatie over de extractie uit specifieke paddenstoelen, inclusief extractieprotocollen en videodemonstraties:
Waarom paddenstoelenextracten?
Paddenstoelenextracten zijn voordelig omdat de consumptie van slechts kleine hoeveelheden dezelfde effecten heeft als de inname van grote hoeveelheden paddenstoelenpoeder, die nodig is om de gewenste effecten te verkrijgen. Ultrasoon geïsoleerde paddenstoelenextracten bieden u alle belangrijke voedingsstoffen en bioactieve stoffen in een zeer geconcentreerde vorm!
Ultrasone extractie van polysachariden
Voor het isoleren van polysachariden (zoals alfa-glucanen en bèta-glucanen), triterpenen en andere bioactieve verbindingen uit medicinale paddenstoelen is ultrasone extractie de gemakkelijkste, effectiefste en efficiëntste techniek.
Andere gunstige bestanddelen die in veel eetbare paddenstoelen voorkomen, zijn selenium, vitamine D en vitamine B3. Door intensieve sonicatie worden de celwanden van schimmels (die uit chitine bestaan) geperforeerd en gelyseerd, zodat de chemische verbindingen zoals polysachariden, vitaminen enz. in het omringende oplosmiddel vrijkomen. Ultrasone extractie is zeer efficiënt en maakt het volledige spectrum van bioactieve verbindingen vrij binnen een zeer korte extractietijd in vergelijking met traditionele extractietechnieken.
Na de extractie kunnen de bioactieve verbindingen worden gescheiden en gezuiverd door filtratie, destillatie / verdamping en precipitatie om sterk geconcentreerde, zeer effectieve paddenstoelenextracten te bereiden. Deze paddenstoelenextracten worden vervolgens verwerkt tot geneesmiddelen, voedingssupplementen, functionele voedingsingrediënten, tincturen en tonica.
Ultrasone extractie met water of oplosmiddelen
Een groot voordeel van ultrasone extractie is het brede aanbod aan oplosmiddelen waaruit u kunt kiezen. Ultrasoon ondersteunde isolatie van fytochemicaliën en bioactieve verbindingen kan worden uitgevoerd in oplosmiddelen zoals water, ethanol, methanol, isopropanol, mengsels van water/ethanol, glycerine, plantaardige oliën enz.
Afhankelijk van de te isoleren doelverbindingen kan ultrasoon ondersteunde paddenstoelenextractie worden uitgevoerd in water of oplosmiddelen zoals ethanol, methanol, isopropanol enz. Omdat paddenstoelen voornamelijk wateroplosbare doelverbindingen en slechts enkele niet-wateroplosbare bestanddelen bevatten, heeft extractie in water of waterige ethanol doorgaans de voorkeur. Oplosmiddelen met een hoger alcoholpercentage worden specifiek gebruikt om extracten met een hoog gehalte aan triterpenen te isoleren.
UP400St De sonicator UP400St is zeer efficiënt en maakt snelle extractie mogelijk van bioactieve verbindingen zoals polysachariden, terpenen, alkaloïden en andere mycochemicaliën uit het mycelium en het vruchtlichaam van medicinale paddenstoelen.
- Het efficiëntst
- Snelle extractie
- Volledigere extractie
- Hoogwaardige extracten met een volledig spectrum
- Mild, niet-thermisch proces (koude extractie)
- Farmaceutische kwaliteit / voedingskwaliteit
- Gestandaardiseerd proces
- Keuze uit diverse oplosmiddelen
- Veilig en eenvoudig te bedienen
Resultaten van ultrasone paddenstoelenextractie
Ultrasone procesparameters zijn cruciaal voor de isolatie en terugwinning van fytochemicaliën. Ten eerste zijn ultrasone parameters zoals amplitude, druk en temperatuur belangrijke factoren om het extractieproces af te stemmen op de hoogste opbrengst en kwaliteit. Ten tweede zorgen nauwkeurig geregelde procesomstandigheden ervoor dat de extracten niet worden afgebroken door te sterke procesinvloeden (bijv. hoge temperaturen). Zo zijn botanische verbindingen zoals polysachariden gevoelig voor afbraak bij blootstelling aan hoge temperaturen.
De extractoren van Hielscher Ultrasonics kunnen exact worden geregeld – door amplitude, druk en temperatuur op optimale omstandigheden in te stellen. Dit maakt reproduceerbare resultaten, extractkwaliteit en processtandaardisatie mogelijk.
Onderzoek (Alzorqi et al.) heeft aangetoond dat (1-3; 1-6)-β-d-glucanen uit Maleisische paddenstoelen die door sonicatie zijn geëxtraheerd, een hogere antioxidantactiviteit, een hoger molecuulgewicht en een optimale vertakkingsgraad hebben in vergelijking met extracten die met conventionele extractietechnieken zijn geproduceerd.
Ultrasone extractoren met hoge prestaties
Hielscher Ultrasonics is een fabrikant met jarenlange ervaring in sonicatoren met hoge prestaties, die met succes worden toegepast voor de isolatie van bioactieve bestanddelen uit botanisch materiaal en schimmels. Met een productlijn die het volledige assortiment bestrijkt, van kleinere handsonicatoren via tafelmodellen en pilotsystemen tot volledig industriële apparaten, is Hielscher Ultrasonics uw partner die u begeleidt vanaf de eerste haalbaarheidstest en procesoptimalisatie tot de uiteindelijke installatie van uw industriële productielijn. Om bioactieve verbindingen uit botanisch materiaal vrij te maken, kunnen hoge amplitudes nodig zijn – vooral wanneer stevige celwanden moeten worden geperforeerd en gelyseerd. De ultrasone processoren van Hielscher Ultrasonics, bijv. UIP500hdT of UIP2000hdT, kunnen werken met zeer hoge amplitudes tot 200µm. Deze hoge amplitudes kunnen uiteraard continu worden toegepast bij 24/7-bedrijf. De robuustheid van de sonicatoren van Hielscher garandeert probleemloos 24/7-bedrijf bij zware belasting en in veeleisende omgevingen.
- Ultrasone extractoren met hoge prestaties
- Nauwkeurig regelbaar
- Reproduceerbare resultaten
- Lineaire schaalbaarheid
- Robuust en onderhoudsarm
- Advies en service
- Eenvoudig en veilig te bedienen
SonoStation – een ultrasoon systeem met 2x 2kW-sonicatoren, een geroerde tank en een pomp – is uitstekend geschikt voor de extractie van grote hoeveelheden.
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500mL | 10 tot 200mL/min | UP100H |
| 10 tot 2000mL | 20 tot 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 tot 20L | 0,2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 tot 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | hoger | cluster van UIP16000 |
Ultrasone extractoren met hoog vermogen, van laboratorium- tot pilot- en industriële schaal.
Literatuur / Referenties
- Alzorqi I., Sudheer S., Lu T.J., Manickam S. (2017): Ultrasonically extracted β-d-glucan from artificially cultivated mushroom, characteristic properties and antioxidant activity. Ultrasonic Sonochemistry 2017. 531-540.
- Alzorqi I., Singh A., Manickam S., Al-Qrimli H. (2016): Optimization of ultrasound assisted extraction (UAE) of β-D-glucan polysaccharides from Ganoderma lucidum for prospective scale-up. Resource-Efficient Technologies 2016.
- Khan, A.A., Gani A., Masoodi F., Kousar S., Ahmad M. (2014): Antioxidant and Functional Properties of β-Glucan Extracted from Edible Mushrooms Agaricus Bisporus, Pleurotus Ostreatus and Coprinus Atramentarius. Proceedings of the 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP8) 2014.
- Vardanega R., Santos D.T., Meireles M.A.M. (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Wetenswaardigheden
Ultrasone extractie – werkingsprincipe
Ultrasone extractie is een eenvoudige, goedkope, snelle en efficiënte technologie die de extractie tussen vloeistoffen en vaste stoffen intensiveert en traditionele extractietechnieken overtreft. De belangrijkste voordelen van ultrasone extractie tussen vaste stoffen en vloeistoffen berusten op snellere extractiekinetiek en massaoverdracht, evenals op een hogere extractopbrengst. Een ander voordeel is de mogelijkheid om het extractieproces bij lagere temperaturen uit te voeren, waardoor warmtegevoelige verbindingen tegen afbraak worden beschermd. In vergelijking met alternatieve isolatietechnieken zoals microgolven of superkritisch CO2 is de ultrasone extractor goedkoper (zowel in aanschaf als in gebruik), gebruiksvriendelijk en veilig te bedienen.
Ultrasone extractie berust op akoestische cavitatie en de bijbehorende hydrodynamische afschuifkrachten. De systemen van Hielscher Ultrasonics genereren intense ultrasone golven en cavitatie voor de extractie van fytochemicaliën uit botanisch materiaal.
Akoestische cavitatie – het verschijnsel bij ultrasone verwerking: wanneer intense ultrasone golven in een vloeibaar medium worden gekoppeld, wordt de vloeistof onderworpen aan compressie- en expansiecycli. Tijdens de expansie (verdunning) ontstaan vacuümbellen of holtes in de vloeistof. Deze vacuümbellen ontstaan wanneer de uitgeoefende negatieve druk de treksterkte van de vloeistof overschrijdt. Gedurende meerdere compressie- / verdunningscycli groeien de vacuümbellen totdat ze een punt bereiken waarop ze geen verdere energie kunnen opnemen, zodat ze heftig instorten (belimplosie). Tijdens de belimplosie treden plaatselijk extreme omstandigheden op, zoals zeer grote temperatuur- en drukverschillen, vloeistofstroming en afschuifkrachten. Deze intense krachten breken cellen (van plantaardig materiaal en weefsel) open, waardoor het intracellulaire materiaal (bijv. polysachariden, terpenen, eiwitten, flavonen enz.) in het oplosmiddel vrijkomt. Het proces van vorming, groei en instorting van de vacuümbellen staat bekend als cavitatie.
Schimmel
Schimmel (meervoud: schimmels) is de botanische term voor alle leden van de groep eukaryote organismen waartoe micro-organismen zoals gisten en schimmels, evenals paddenstoelen behoren. Vooral in de traditionele geneeskunde (bijv. de Aziatische / Chinese geneeskunde) worden schimmels toegediend om uiteenlopende effecten teweeg te brengen, zoals verbetering van de cognitieve functies en versterking van het immuunsysteem, of om een lange levensduur te bereiken. Tegenwoordig worden medicinale paddenstoelen niet alleen als alternatief geneesmiddel gebruikt, maar worden schimmelextracten ook als functionele voedingsmiddelen of superfoods geconsumeerd. Zo worden schimmels zoals maitake, cordyceps, elfenbankje en reishi ingenomen om te profiteren van hun werking als immunomodulatoren. Verschillende schimmelsoorten, zoals psilocybinepaddenstoelen (in de volksmond bekend als paddo’s), worden gebruikt vanwege hun psychedelische eigenschappen. Paddenstoelen zijn geen planten en worden ingedeeld in het rijk van de schimmels.
Polysachariden
Polysachariden zijn belangrijke bioactieve verbindingen die in medicinale schimmels voorkomen. Ze worden gebruikt als biochemisch actieve verbindingen voor farmaceutische en nutraceutische toediening en hebben positieve effecten zoals immuunregulatie, het terugdraaien of voorkomen van stralingsschade en het tegengaan van bloedstolling, evenals kankerbestrijdende, antivirale en hypoglykemische activiteiten. De uit schimmels afkomstige polysachariden lentinan, schizophyllan en krestin zijn in Japan, Korea en China aanvaard als immunoceutica (geneesmiddelen die het immuunsysteem versterken).
Naast polysachariden bevatten schimmels onder meer fenolen, heteropolysachariden, glycogenen, vitaminen en triterpenen als gunstige bestanddelen.
Soorten medicinale paddenstoelen
Bij Chaga , een paddenstoel die ook bekendstaat als Inonotus obliquus of zwarte boomzwam (in de volksmond ook sintelzwam, berkenzwam of klinkerzwam genoemd), zijn polysachariden de belangrijkste actieve verbindingen. De polysachariden van Chaga hebben een zeer sterke antioxidantactiviteit waarbij vrije radicalen worden weggevangen.
Pruikzwam (Hericium erinaceus) is een eetbare en medicinale paddenstoel die tot de groep stekelzwammen behoort. De pruikzwam staat bekend om zijn neuroprotectieve en noötrope effecten, wat betekent dat de pruikzwam wordt gebruikt om het geheugen en de cognitieve functies te verbeteren.
Reishi (Ganoderma lucidum, ook bekend als Ling Zhi / Lingzhi, Mannentake, paddenstoel van de onsterfelijkheid) is een buisjeszwam die gemakkelijk te herkennen is aan zijn roodgelakte, niervormige hoed. De Reishi-schimmel produceert een groep triterpenen, de zogenoemde ganoderinezuren. Ganoderinezuren hebben een moleculaire structuur die lijkt op die van steroïdhormonen. Andere verbindingen die in Reishi voorkomen, zijn onder meer polysachariden (bijv. bèta-glucaan), coumarine, mannitol en alkaloïden. Sterolen die uit de paddenstoel zijn geïsoleerd, zijn onder meer ganoderol, ganoderenic acid, ganoderiol, ganodermanontriol, lucidadiol en ganodermadiol. Vanuit culinair oogpunt staat Reishi bekend om zijn bittere smaak en wordt hij vaak in koffiedranken geconsumeerd.
Shiitake (Lentinula edodes; in de volksmond ook zwarte bosboompaddenstoel, Xiang Gu of geurige paddenstoel genoemd) wordt veel gebruikt als ingrediënt in Aziatische gerechten. Bij toediening om gezondheidsredenen versterkt Shiitake het immuunsysteem en leidt hij tot een aanzienlijke afname van ontstekingen.
Coriolus versicolor (Trametes versicolor, Polyporus versicolor; in de volksmond elfenbankje, Yun Zhi of Kawaratake genoemd) bevat de polysachariden PSK, PSP en Kresin, evenals B-1,3- en B-1,4-glucanen. De polysachariden worden gebruikt om de immuunfunctie bij patiënten met bepaalde vormen van kanker te verbeteren wanneer ze samen met chemotherapie worden toegepast. In de traditionele Chinese geneeskunde wordt het elfenbankje als tonicum gebruikt.
Cordyceps sinensis (Ophiocordyceps sinensis; ook bekend als Chinese rupsschimmel, Dong Chong Xia Cao, yartsa gunbu) is een andere schimmel met uitzonderlijke antioxidatieve eigenschappen. Cordyceps bevat sterke antioxidanten die schadelijke vrije radicalen neutraliseren en versterkt ook de activiteit van het lichaamseigen antioxidantsysteem.
Maitake (Grifola frondosa; wolkenpaddenstoel, Hui Shu Hua, boskip, ramskop, schapenkop) is een buisjeszwam waarvan is aangetoond dat hij zowel het aangeboren als het adaptieve immuunsysteem stimuleert. Uit onderzoek is gebleken dat Maitake het immuunsysteem van borstkankerpatiënten stimuleert. Bovendien heeft hij bloedsuikerverlagende effecten, omdat de schimmel een alfa-glucosidaseremmer bevat.
Agaricus subrufescens (ook bekend onder de namen Agaricus blazei, Agaricus brasiliensis, Agaricus rufotegulis; in de volksmond amandelpaddenstoel, zonnepaddenstoel, Gods paddenstoel, levenspaddenstoel, koninklijke zonnechampignon, jisongrong of himematsutake) is een eetbare paddenstoel die wordt gekenmerkt door zijn zoete smaak en amandelgeur. De Agaricus-paddenstoel is een populaire medicinale schimmel die voornamelijk wordt gebruikt vanwege zijn immuunsysteemversterkende effecten.