Ekstrakt z Lion's Mane wykonany przy użyciu ultradźwięków
Ekstrakty z gatunku grzyba Hericium erinaceus, znanego jako grzyb grzywy lwa, są najskuteczniej wytwarzane przy użyciu ultradźwięków. Ekstraktory ultradźwiękowe szybko rozbijają matrycę komórek grzybowych i pozwalają na całkowitą ekstrakcję związków bioaktywnych z grzybni i owocnika lwiej grzywy.
Ekstrakcja grzyba Lion's Mane wspomagana ultradźwiękami
Bioaktywne związki w Lion's Mane: Hericium erinaceus, znany również pod popularnymi nazwami lwia grzywa, japoński yamabushitake, pom pom, brodaty ząb, jeż lub grzyb małpiej głowy, jest grzybem stosowanym od dziesięcioleci jako tradycyjna medycyna i środek terapeutyczny. Lion's mane zawiera wiele bioaktywnych związków polisacharydów, steroli, glikoprotein, terpenoidów (np. erinacyny), a także związków fenolowych i lotnych (np. hericenonów). Substancje te znane są ze swojego działania przeciwutleniającego, przeciwcukrzycowego, przeciwnowotworowego, przeciwzapalnego, przeciwbakteryjnego, przeciwhiperglikemicznego i hipolipidemicznego. Badania naukowe wykazały, że związki zawarte w lwiej grzywie mogą poprawiać rozwój i funkcjonowanie neuronów oraz mogą chronić nerwy przed uszkodzeniem. Dlatego też jest on obecnie testowany jako środek terapeutyczny w przypadku demencji.
Ultradźwiękowa ekstrakcja lwiej grzywy za pomocą ultrasonografu UP200Ht: wyższa wydajność, pełne spektrum ekstraktu.
Ekstrakcja ultradźwiękowa grzywy lwa jest techniką, która stosuje ultradźwięki o dużej mocy w celu ekstrakcji związków bioaktywnych z owocnika lub grzybni grzyba Lion's Mane (Hericium erinaceus). Grzyb Lion's Mane jest dobrze znanym grzybem leczniczym i zawiera różne prozdrowotne związki bioaktywne, takie jak polisacharydy, beta-glukany, hericenony, erinacyny i przeciwutleniacze.
Proces ekstrakcji ultradźwiękowej grzybów polega na użyciu ultradźwiękowych sond, które wytwarzają intensywną kawitację w ciekłym medium (takim jak woda, etanol lub metanol) zawierającym materiał grzybowy. Wytworzona kawitacja ultradźwiękowa powoduje rozpad ścian komórkowych materiału grzybowego, uwalniając związki bioaktywne do cieczy / rozpuszczalnika. Fale ultradźwiękowe zwiększają również przenoszenie masy związków bioaktywnych z materiału grzybowego do rozpuszczalnika, co zwiększa wydajność ekstrakcji.
Ultradźwiękowa ekstrakcja grzybów jest bardzo wydajną i szybką techniką izolacji, która nie wymaga wysokich temperatur ani szkodliwych chemikaliów. Wyekstrahowane związki bioaktywne mogą być wykorzystywane do różnych zastosowań, takich jak suplementy diety, żywność funkcjonalna i nutraceutyki. Ponadto ultradźwiękowa metoda ekstrakcji lwiej grzywy jest przyjazna dla środowiska i zrównoważona, co czyni ją idealnym wyborem do ekstrakcji związków bioaktywnych ze źródeł naturalnych.
- wysoka wydajność
- czysto mechaniczne efekty ekstrakcji, które sprawiają, że ekstrakcja jest delikatna
- prosta obsługa
- Bardzo krótki czas przetwarzania
- Oszczędność energii
Te zalety sprawiają, że sonikacja jest doskonałą techniką ekstrakcji wysokiej jakości ekstraktów grzybowych i jest powodem, dla którego ultrasonografy Hielscher są używane na całym świecie w laboratoriach i przemyśle do produkcji ekstraktów grzybowych.
Pomiar UV-Vis ultradźwiękowo izolowanego ekstraktu z grzywy lwa przy użyciu sondy ultradźwiękowej UP200Ht.
Protokół ultradźwiękowej ekstrakcji grzywy lwa
Valu et al. (2020) wykazali wysoce skuteczną procedurę ekstrakcji w celu uzyskania i zatężenia bioaktywnych produktów biomasy H. erinaceus w oparciu o zasady ekstrakcji ultradźwiękowej. Urządzeniem stosowanym do ekstrakcji był procesor ultradźwiękowy Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 W, 20 kHz) z sonotrodą BS4d40 (średnica 40 mm). Przed eksperymentami ekstrakcyjnymi procesor ultradźwiękowy został skalibrowany w celu określenia zużycia energii netto. Podczas procesu sonikacji wartość ta została automatycznie odjęta od zużycia energii brutto, umożliwiając w ten sposób znalezienie mocy netto dostarczonej do medium ekstrakcyjnego. Podczas eksperymentów próbki umieszczono w worku z lodem z ciągłym mieszaniem magnetycznym w celu utrzymania niskiej temperatury próbki. Po zakończeniu ekstrakcji próbki zostały przefiltrowane próżniowo, a następnie odwirowane (2500×g przez 5 minut). Do usunięcia wody i alkoholu z supernatantów użyto wyparki obrotowej. Pozostałości wody i alkoholu z próbek poddano liofilizacji w celu uzyskania ekstraktu w proszku. Alternatywnie, rozpuszczalnik można usunąć za pomocą filtra próżniowego i obrotowej wyparki próżniowej w celu uzyskania koncentratu grzybowego.
Ekstrakcja ultradźwiękowa Erinacine A i polifenoli z aktywnością przeciwutleniającą z biomasy grzybowej Hericium erinaceus
(badanie i grafika: ©Valu et al. 2020)
Zoptymalizowane warunki ekstrakcji przy użyciu ultradźwięków były następujące:
- Ultradźwiękowiec UIP1000hdT z sonotrodą BS4d40: 100% amplitudy, 100% cyklu)
- suszony, mielony Hericium erinaceus
- rozpuszczalnik: 80% wodny etanol
- stosunek rozpuszczalnika do materiału: 1:30 (g/ml)
- czas ekstrakcji: 45 min
Całkowita zawartość fenoli w tym zoptymalizowanym ekstrakcie H. erinaceus wynosiła 23,2 mg GAE/g s.m., a w teście DPPH aktywność przeciwutleniająca osiągnęła IC50 na poziomie 87,2 μg/mL.
Zespół badawczy z powodzeniem wykazał, że ekstrakcja ultradźwiękowa skutecznie napędza izolację przeciwutleniaczy w Hericium erinaceus, w szczególności polifenoli i flawonoidów skorelowanych z diterpenoidem erinacyną A, znanym z wysokiej aktywności przeciwutleniającej.
(por. Valu et al., 2020)
Ekstraktor ultradźwiękowy UIP1000hdT z mieszadłem do ekstrakcji związków bioaktywnych z grzybów.
Znajdź idealny ultradźwięk do ekstrakcji lwiej grzywy!
Lion's mane jest bogaty w chitynę. Podobnie jak wszystkie grzyby, lwia paszcza zawiera dużo chityny w ścianach komórkowych. Chityna jest twardym biopolimerem, który nadaje ścianom komórkowym wysoką sztywność i wytrzymałość. Ze względu na wysoką zawartość chityny, lwia paszcza nie powinna być spożywana na surowo, ponieważ chityna jest ciężkostrawna i może powodować rozstrój żołądka.
W celu rozbicia ścian komórkowych lwiej grzywy i ekstrakcji wewnątrzkomórkowych związków bioaktywnych wymagane są intensywne siły. Dlatego kąpiele ultradźwiękowe lub zbiorniki czyszczące nie dają pożądanych wyników ekstrakcji.
Przeczytaj więcej o porównaniu wydajności ultrasonografu z sondą i wanny ultradźwiękowej!
Natomiast sondy ultradźwiękowe wytwarzają lokalnie fale ultradźwiękowe o wysokim natężeniu i kawitację, które dostarczają energię niezbędną do rozbicia ścian komórkowych grzybów zawierających chitynę. Dodatkowo, sonikacja typu sondy jest nietermiczną metodą ekstrakcji zapobiegającą termicznej degradacji związków bioaktywnych pod wpływem ciepła. Dlatego ultradźwięki typu sondowego są najbardziej wydajną techniką ekstrakcji do ekstrakcji grzybów leczniczych.
Zapytaj nas o odpowiedni ultrasonograf z sondą do ekstrakcji grzybów!
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców:
| Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 10L | 0.1 do 2 l/min | UIP1000hdT |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150 l | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
| b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami już teraz i uzyskaj więcej informacji na temat ultrasonografów do ekstrakcji grzybów! Nasz wieloletni doświadczony, dobrze wyszkolony personel z przyjemnością poleci najbardziej odpowiedni ekstraktor ultradźwiękowy do procesu ekstrakcji grzybów!
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Literatura / Referencje
- 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
Fakty, które warto znać
Bioaktywne związki grzybowe z grzybni a owocnik
Zarówno ekstrakty z grzybni, jak i owocników mogą być wytwarzane za pomocą ekstrakcji ultradźwiękowej i oba mają swoje unikalne zalety. To, który z nich jest lepszy, zależy od konkretnego przypadku użycia i pożądanych rezultatów.
Ekstrakty z grzybni są generalnie tańsze i łatwiejsze do wyprodukowania w dużych ilościach niż ekstrakty z owocników, co czyni je bardziej dostępnymi. Grzybnia zawiera również wiele korzystnych związków, takich jak polisacharydy, ergosterol i enzymy.
Z drugiej strony, ekstrakty z owocników zawierają wyższe poziomy beta-glukanów, triterpenoidów i innych związków, które zostały powiązane z korzyściami zdrowotnymi. Owocniki mają również tendencję do posiadania bardziej zróżnicowanej gamy związków i w niektórych przypadkach mogą być silniejsze.
Ostatecznie wybór pomiędzy ekstraktem z grzybni a ekstraktem z owocników będzie zależał od konkretnego zastosowania i pożądanych efektów. Na przykład, jeśli szukasz wsparcia immunologicznego, ekstrakt z grzybni może być dobrym rozwiązaniem ze względu na wysoką zawartość polisacharydów. Jeśli szukasz wsparcia poznawczego, ekstrakt z owocnika może być lepszym wyborem ze względu na wysoką zawartość triterpenoidów. Warto również zauważyć, że wysokiej jakości ekstrakty zarówno z grzybni, jak i z owocników mogą być skuteczne i korzystne dla różnych celów.
Jaka jest najlepsza metoda ekstrakcji beta-glukanów z Lion's Mane?
Ultradźwiękowa ekstrakcja zimną wodą jest najlepszą techniką uwalniania rozpuszczalnych w wodzie związków z grzybów, takich jak owocnik Lion's Mane. Ultradźwiękowa ekstrakcja zimną wodą perforuje i rozbija twarde ściany komórkowe grzybów w celu uwolnienia bioaktywnych związków, takich jak β-glukany z macierzy komórkowej. Ponieważ sonikacja jest delikatnym procesem, nie uszkadza fitochemikaliów i zapobiega degradacji wszystkich prozdrowotnych związków bioaktywnych, w tym beta-glukanów.
Jakie są zalety ekstraktu z grzybów?
Proces ekstrakcji, np. ultradźwiękowej, uwalnia związki bioaktywne, takie jak beta-glukany z macierzy komórkowej. Dlatego ekstrakty z grzybów zawierają większe ilości związków bioaktywnych w porównaniu do zmielonego proszku grzybowego. Główna frakcja β-glukanów, które są polimerami o dużej masie cząsteczkowej, jest rozpuszczalna w wodzie. Dlatego ultradźwiękowa ekstrakcja zimną wodą jest nie tylko zdrowym i przyjaznym dla środowiska sposobem ekstrakcji, ale także skutecznie uwalnia β-glukany z komórek grzybowych do wody. Dzięki ekstraktowi możliwe staje się wytwarzanie środków leczniczych i suplementów diety zawierających stałą ilość bioaktywnych cząsteczek w każdej dawce.
Bioaktywne związki w lwiej grzywie
Bardzo ważne i dobrze zbadane bioaktywne metabolity obejmują również erinacyny (A-I), grupę diterpenoidów cyjatynowych ekstrahowanych z grzybni Hericium erinaceus lub lwiej grzywy lub yamabushitake, oraz hericenony (C-H), pochodne alkoholu benzylowego ekstrahowane z owocnika. Obie grupy związków mogą łatwo przenikać przez barierę krew-mózg i wykazały działanie neurotropowe i neuroprotekcyjne. Według doniesień indukują one syntezę czynnika wzrostu nerwów (NGF), zarówno in vitro, jak i in vivo. Jednak ten grzyb leczniczy ma również właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne, przeciwnowotworowe, immunostymulujące, przeciwcukrzycowe, przeciwdrobnoustrojowe, hipolipidemiczne i przeciwhiperglikemiczne, chociaż jego najczęstszym zastosowaniem jest leczenie chorób neurodegeneracyjnych i upośledzenia funkcji poznawczych.
Udowodniono, że erinacyna A, główny przedstawiciel grupy erinacyny, ma skuteczne działanie ochronne przed chorobą Parkinsona. W mysim modelu 1-metylo-4-fenylo-1,2,3,6-tetrahydropirydyny (MPTP) choroby Parkinsona, erinacyna A powodowała zmniejszenie indukowanej MPTP utraty komórek dopaminergicznych, apoptotycznej śmierci komórek indukowanej stresem oksydacyjnym oraz poziomów glutationu, nitrotyrozyny i 4-hydroksy-2-nonenalu (4-HNE); Odwracał również deficyty motoryczne związane z MPTP i zmniejszał upośledzenie cytotoksyczności i apoptozy komórek neuronalnych indukowanej 1-metylo-4-fenylopirydynią (MPP) poprzez podtrzymywaną przez stres retikulum endoplazmatycznego (ER) aktywację szlaków IRE1α/TRAF2, JNK1/2 i p38 MAPK, ekspresję białka homologicznego C/EBP (CHOP), IKB-β i NF-κB, a także Fas i Bax. Metabolit ten okazał się również skuteczny w walce z udarem niedokrwiennym, o czym doniesiono w badaniu na szczurach, w którym zaobserwowano zmniejszenie apoptozy neuronów, a także wielkości jamy udarowej w mózgu poprzez ukierunkowanie iNOS / reaktywnych form azotu (RNS) i szlaków kinazy białkowej aktywowanej mitogenem p38 (MAPK) / białka homologicznego białka wiążącego wzmacniacz CCAAT (CHOP).
Erinacyna A wykazywała również znaczącą aktywność przeciwnowotworową w ludzkich komórkach raka żołądka TSGH 9201, w których indukowała znaczącą apoptozę związaną ze zwiększoną fosforylacją ogniskowej kinazy adhezyjnej/kinazy białkowej FAK/Akt/p70S6K i kinazy serynowej/treoninowej PAK-1. Skutkowało to również zwiększoną cytotoksycznością i generowaniem ROS, zmniejszoną inwazyjnością i aktywacją kaspaz oraz ekspresją receptora martwicy nowotworów TRAIL. Silne działanie przeciwnowotworowe tego metabolitu zostało następnie potwierdzone w niedawnym badaniu zarówno in vitro na dwóch ludzkich liniach komórkowych raka okrężnicy (DLD-1 i HCT-116), jak i in vivo na modelu mysim, które dodatkowo wyjaśniło jego mechanizmy. Efekty leczenia obejmowały stymulację zewnątrzpochodnych szlaków aktywacji apoptozy (TNFR, Fas, FasL, kaspazy), tłumienie ekspresji cząsteczek antyapoptotycznych Bcl-2 i Bcl-XL oraz fosforylację N-końcowej kinazy Jun JNK1/2, reagującej na bodźce stresowe, NF-κB p50 i p330. Wykazano również, że w regulacji cząsteczek receptora śmierci poprzez szlak JNK MAPK/p300/NF-κB pośredniczy modyfikacja histonu H3K9K14ac; wyniki testu in vivo ujawniły w rzeczywistości zwiększone poziomy histonu H3K9K14ac, a także acetylację histonów na promotorach Fas, FasL i TNFR.
Inna erinacyna, erinacyna C, znana jest z działania przeciwzapalnego i neuroprotekcyjnego, które można osiągnąć poprzez mechanizm hamowania IκB, p-IκBα (zaangażowanego w kaskadę transdukcji sygnału NF-κB) i indukowalnej syntazy tlenku azotu (iNOS) oraz aktywację szlaku Nrf2/HO-1 chroniącego przed stresem. Leczenie ludzkich komórek mikrogleju BV2 zapaleniem wywołanym przez LPS skutkowało obniżeniem poziomu tlenku azotu (NO), IL-6, TNF-α i iNOS, hamowaniem ekspresji NF-κB i fosforylacją białek IκBα (p-IκBα), a także zahamowanie białka 1 związanego z ECH podobnego do Kelcha (Keap1) oraz zwiększenie jądrowego czynnika transkrypcyjnego związanego z czynnikiem erytroidalnym 2 (Nrf2) i ekspresji białka oksygenazy hemowej-1 (HO-1).
(fragment z Venturella et al., 2021)
Ekstraktor ultradźwiękowy UP100H do izolacji polisacharydów z grzyba chaga (Inonotus obliquus).
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.