Ultradźwiękowa ekstrakcja grzybów leczniczych
Grzyby lecznicze są znane od czasów starożytnych ze swoich wyjątkowych korzyści zdrowotnych. W ostatnim czasie stają się powszechnie stosowanym produktem służącym poprawie zdrowia i zwiększaniu energii. Aby doświadczyć pełnego spektrum prozdrowotnego działania grzybów leczniczych, związki takie jak polisacharydy, triterpenoidy i inne substancje bioaktywne muszą zostać uwolnione z komórek grzybów. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest doskonałą techniką izolowania związków bioaktywnych z surowców roślinnych, takich jak reishi, soplówka jeżowata, Cordyceps, shiitake, czaga itp.
Ekstrakty z grzybów leczniczych – otrzymywane za pomocą ultradźwięków
Grzyby lecznicze zyskały status superżywności i środków nootropowych ze względu na wyjątkowy wpływ na funkcje poznawcze i układ odpornościowy. Oprócz działania poprawiającego zdrowie i funkcje poznawcze grzyby lecznicze są stosowane w zapobieganiu chorobom i ich leczeniu (np. nowotworów, cukrzycy, stanów zapalnych itp.). Do najbardziej znanych gatunków grzybów jadalnych należą czaga, reishi, soplówka jeżowata, Cordyceps, shiitake i maitake.
UP100H, wydajny ekstraktor ultradźwiękowy o mocy 100 watów, jest wykorzystywany do ekstrakcji związków bioaktywnych z czagi (Inonotus obliquus).
W odniesieniu do najważniejszych efektów zdrowotnych grzybów wykazano, że ich związki bioaktywne wzmacniają odporność, zwiększają poziom czynnika wzrostu nerwów (NGF), poprawiają wytrzymałość podczas aktywności fizycznej oraz sprzyjają długowieczności. Związkami bioaktywnymi odpowiedzialnymi za działanie prozdrowotne są na przykład polisacharydy, takie jak α-glukany i β-glukany. Profil glukanów różni się między poszczególnymi gatunkami grzybów i odpowiada za swoiste zastosowanie różnych grzybów w celu uzyskania różnych efektów. Na przykład soplówka jeżowata stymuluje czynnik wzrostu nerwów (NGF), podczas gdy grzyb Cordyceps poprawia wytrzymałość, a reishi wspiera układ odpornościowy i długowieczność.
Kliknij poniższe linki, aby dowiedzieć się więcej o ekstrakcji z poszczególnych grzybów, w tym poznać protokoły ekstrakcji i obejrzeć demonstracje wideo:
Dlaczego warto stosować ekstrakty z grzybów?
Ekstrakty z grzybów są korzystne, ponieważ spożywanie zaledwie niewielkich ilości zapewnia takie same efekty jak przyjmowanie dużych ilości sproszkowanych grzybów, co jest konieczne do uzyskania pożądanych efektów. Ekstrakty z grzybów izolowane ultradźwiękowo dostarczają wszystkich ważnych składników odżywczych i substancji bioaktywnych w bardzo skoncentrowanej postaci!
Ultradźwiękowa ekstrakcja polisacharydów
Do izolowania polisacharydów (takich jak alfa-glukany i beta-glukany), triterpenów i innych związków bioaktywnych z grzybów leczniczych ekstrakcja ultradźwiękowa jest najwygodniejszą, najskuteczniejszą i najbardziej wydajną techniką.
Inne korzystne składniki występujące w wielu grzybach jadalnych to selen, witamina D i witamina B3. Intensywna sonikacja powoduje perforację i lizę ścian komórkowych grzybów (zbudowanych z chityny), dzięki czemu związki chemiczne, takie jak polisacharydy, witaminy itp., są uwalniane do otaczającego rozpuszczalnika. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest wysoce wydajna i uwalnia pełne spektrum związków bioaktywnych w bardzo krótkim czasie ekstrakcji w porównaniu z tradycyjnymi technikami ekstrakcji.
Po ekstrakcji związki bioaktywne można oddzielić i oczyścić przez filtrację, destylację / odparowanie i wytrącanie w celu przygotowania wysoce skoncentrowanych i wysoce skutecznych ekstraktów z grzybów. Ekstrakty te są następnie przetwarzane na leki, suplementy diety, składniki żywności funkcjonalnej, nalewki i toniki.
Ultradźwiękowa ekstrakcja wodą lub rozpuszczalnikiem
Ogromną zaletą ekstrakcji ultradźwiękowej jest szeroki wybór rozpuszczalników dostępnych do zastosowania. Wspomaganą ultradźwiękami izolację związków fitochemicznych i bioaktywnych można prowadzić w rozpuszczalnikach takich jak woda, etanol, metanol, izopropanol, mieszaniny wody i etanolu, gliceryna, oleje roślinne itp.
W zależności od docelowych związków, które mają zostać wyizolowane, wspomaganą ultradźwiękami ekstrakcję grzybów można prowadzić w wodzie lub rozpuszczalnikach takich jak etanol, metanol, izopropanol itp. Ponieważ grzyby zawierają głównie docelowe związki rozpuszczalne w wodzie i tylko niewiele składników nierozpuszczalnych w wodzie, ekstrakcja wodą lub wodnym roztworem etanolu jest zwykle preferowaną metodą. Rozpuszczalniki o wyższej procentowej zawartości alkoholu stosuje się specjalnie do izolowania ekstraktów bogatych w triterpeny.
UP400St Sonikator UP400St jest wysoce wydajny i umożliwia szybką ekstrakcję związków bioaktywnych, takich jak polisacharydy, terpeny, alkaloidy i inne związki chemiczne grzybów, z grzybni i owocników grzybów leczniczych.
- Najwyższa wydajność
- Szybka ekstrakcja
- Pełniejsza ekstrakcja
- Wysokiej jakości ekstrakty o pełnym spektrum składników
- Łagodny, nietermiczny proces (ekstrakcja na zimno)
- Jakość farmaceutyczna / spożywcza
- Standaryzowany proces
- Różne rozpuszczalniki do wyboru
- Bezpieczna i łatwa obsługa
Wyniki ultradźwiękowej ekstrakcji grzybów
Parametry procesu ultradźwiękowego mają kluczowe znaczenie dla izolowania i odzyskiwania związków fitochemicznych. Po pierwsze, parametry ultradźwiękowe, takie jak amplituda, ciśnienie i temperatura, są ważnymi czynnikami umożliwiającymi dostosowanie procesu ekstrakcji do uzyskania najwyższej wydajności i jakości. Po drugie, precyzyjnie kontrolowane warunki procesu zapewniają, że ekstrakty nie ulegają degradacji wskutek zbyt silnego oddziaływania procesu (np. wysokich temperatur). Na przykład związki roślinne, takie jak polisacharydy, są podatne na degradację pod wpływem wysokich temperatur.
Ekstraktory Hielscher Ultrasonics można precyzyjnie kontrolować – ustawiając amplitudę, ciśnienie i temperaturę tak, aby zapewnić optymalne warunki. Pozwala to uzyskać powtarzalne wyniki, jakość ekstraktu i standaryzację procesu.
Badania (Alzorqi i in.) wykazały, że (1-3; 1-6)-β-d-glukany z malezyjskich grzybów ekstrahowane za pomocą sonikacji mają wyższą aktywność przeciwutleniającą, większą masę cząsteczkową i optymalny stopień rozgałęzienia w porównaniu z ekstraktami otrzymywanymi konwencjonalnymi technikami ekstrakcji.
Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe
Hielscher Ultrasonics to producent z wieloletnim doświadczeniem w wytwarzaniu wysokowydajnych sonikatorów, które są z powodzeniem stosowane do izolowania składników bioaktywnych z surowców roślinnych i grzybów. Dzięki gamie produktów obejmującej pełen zakres urządzeń, od mniejszych sonikatorów ręcznych przez systemy stołowe i pilotażowe po urządzenia w pełni przemysłowe, Hielscher Ultrasonics jest partnerem wspierającym Cię od pierwszej próby wykonalności i optymalizacji procesu aż po końcową instalację przemysłowej linii produkcyjnej. Uwalnianie związków bioaktywnych z surowców roślinnych może wymagać wysokich amplitud – zwłaszcza gdy konieczna jest perforacja i liza wytrzymałych ścian komórkowych. Procesory ultradźwiękowe Hielscher Ultrasonics, np. UIP500hdT lub UIP2000hdT, mogą pracować z bardzo wysokimi amplitudami, sięgającymi 200µm. Oczywiście przy tych wysokich amplitudach możliwa jest ciągła praca w trybie 24/7. Wytrzymałość sonikatorów Hielscher zapewnia bezproblemową pracę w trybie 24/7 przy dużym obciążeniu i w wymagających warunkach.
- Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe
- Możliwość precyzyjnego sterowania
- Powtarzalne wyniki
- Liniowa skalowalność
- Wytrzymałość i niewielkie wymagania konserwacyjne
- Doradztwo i serwis
- Łatwa i bezpieczna obsługa
SonoStation – system ultradźwiękowy z 2x sonikatorami o mocy 2kW, zbiornikiem z mieszadłem i pompą – doskonale nadaje się do ekstrakcji dużych ilości.
| Objętość partii | Natężenie przepływu | Zalecane urządzenia |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | większe | zespół urządzeń UIP16000 |
Ekstraktory ultradźwiękowe o dużej mocy do zastosowań od skali laboratoryjnej przez pilotażową po przemysłową.
Literatura / źródła
- 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.
Warto wiedzieć
Ekstrakcja ultradźwiękowa – zasada działania
Ekstrakcja ultradźwiękowa to prosta, niedroga, szybka i wydajna technologia, która intensyfikuje ekstrakcję ciecz–ciało stałe i przewyższa tradycyjne techniki ekstrakcji. Główne zalety ultradźwiękowej ekstrakcji ciało stałe–ciecz wynikają z szybszej kinetyki ekstrakcji i wymiany masy, a także ze zwiększonego uzysku ekstraktu. Kolejną korzyścią jest możliwość prowadzenia procesu ekstrakcji w niższych temperaturach, co chroni związki termowrażliwe przed degradacją. W porównaniu z alternatywnymi technikami izolowania, takimi jak ekstrakcja mikrofalowa lub ekstrakcja nadkrytycznym CO2, ekstraktor ultradźwiękowy jest tańszy (zarówno w zakupie, jak i eksploatacji), a także przyjazny dla użytkownika i bezpieczny w obsłudze.
Ekstrakcja ultradźwiękowa opiera się na kawitacji akustycznej i wywoływanych przez nią hydrodynamicznych siłach ścinających. Systemy Hielscher Ultrasonics wytwarzają intensywne fale ultradźwiękowe i kawitację w celu ekstrakcji związków fitochemicznych z surowców roślinnych.
Kawitacja akustyczna – zjawisko występujące podczas przetwarzania ultradźwiękowego: Gdy intensywne fale ultradźwiękowe są sprzęgane z ośrodkiem ciekłym, ciecz podlega cyklom ściskania i rozprężania. Podczas rozprężania (rozrzedzania) w cieczy powstają pęcherzyki próżniowe lub pustki. Te pęcherzyki próżniowe powstają, gdy wywierane podciśnienie przekracza wytrzymałość cieczy na rozciąganie. W kolejnych cyklach ściskania / rozrzedzania pęcherzyki próżniowe rosną, aż osiągną punkt, w którym nie mogą pochłaniać dalszej energii, przez co gwałtownie się zapadają (implozja pęcherzyków). Podczas implozji pęcherzyków lokalnie występują ekstremalne warunki, takie jak bardzo duże różnice temperatury i ciśnienia, strumień cieczy i siły ścinające. Te intensywne siły rozbijają komórki (roślin i tkanek), dzięki czemu materiał wewnątrzkomórkowy (np. polisacharydy, terpeny, białka, flawony itp.) jest uwalniany do rozpuszczalnika. Proces powstawania, wzrostu i zapadania się pęcherzyków próżniowych jest określany jako kawitacja.
Grzyb
Grzyb (łac. fungus, liczba mnoga: fungi) to termin botaniczny określający wszystkich przedstawicieli grupy organizmów eukariotycznych, która obejmuje mikroorganizmy, takie jak drożdże i pleśnie, a także grzyby kapeluszowe. Szczególnie w medycynie tradycyjnej (np. azjatyckiej / chińskiej) grzyby podaje się w celu wywołania różnorodnych efektów, takich jak poprawa funkcji poznawczych, wzmocnienie układu odpornościowego lub osiągnięcie długowieczności. Obecnie grzyby lecznicze są stosowane nie tylko jako leki alternatywne, lecz ich ekstrakty są również spożywane jako żywność funkcjonalna lub superżywność. Na przykład grzyby takie jak maitake, Cordyceps, wrośniak różnobarwny i reishi są spożywane w celu wykorzystania ich działania immunomodulującego. Różne gatunki grzybów, takie jak grzyby psylocybinowe (potocznie nazywane magicznymi grzybami), są stosowane ze względu na ich właściwości psychodeliczne. Grzyby nie są roślinami i zalicza się je do królestwa grzybów.
Polisacharydy
Polisacharydy są ważnymi związkami bioaktywnymi występującymi w grzybach leczniczych. Stosuje się je jako związki aktywne biochemicznie w preparatach farmaceutycznych i nutraceutycznych; wykazują korzystne działanie, takie jak regulacja odporności, odwracanie skutków uszkodzeń wywołanych promieniowaniem lub zapobieganie takim uszkodzeniom, hamowanie krzepnięcia krwi, a także działanie przeciwnowotworowe, przeciwwirusowe i hipoglikemiczne. Polisacharydy pochodzące z grzybów, takie jak lentinan, schizophyllan i krestin, zostały zaakceptowane jako leki immunostymulujące (leki wzmacniające układ odpornościowy) w Japonii, Korei i Chinach.
Oprócz polisacharydów grzyby zawierają fenole, heteropolisacharydy, glikogeny, witaminy i triterpeny, a także inne korzystne składniki.
Gatunki grzybów leczniczych
W czadze, grzybie znanym również jako Inonotus obliquus lub czarny grzyb drzewny (potocznie także huba żużlowa, huba brzozowa, żużlowy grzyb porowaty), polisacharydy są najważniejszymi związkami aktywnymi. Polisacharydy czagi wykazują bardzo silną aktywność przeciwutleniającą, wychwytując wolne rodniki.
Soplówka jeżowata (Hericium erinaceus) to jadalny grzyb leczniczy należący do grupy grzybów o hymenoforze kolczastym. Soplówka jeżowata jest znana ze swojego działania neuroprotekcyjnego i nootropowego, co oznacza, że stosuje się ją w celu poprawy pamięci i funkcji poznawczych.
Reishi (Ganoderma lucidum, znany również jako Ling Zhi / Lingzhi, Mannentake, grzyb nieśmiertelności) to grzyb o hymenoforze porowatym, który można łatwo rozpoznać po czerwonym, lakierowanym kapeluszu o nerkowatym kształcie. Grzyb reishi wytwarza grupę triterpenów zwanych kwasami ganoderowymi. Kwasy ganoderowe wykazują strukturę cząsteczkową podobną do struktury hormonów steroidowych. Ponadto inne związki występujące w reishi obejmują polisacharydy (np. beta-glukan), kumarynę, mannitol i alkaloidy. Sterole wyizolowane z tego grzyba obejmują ganoderol, kwas ganoderenowy, ganoderiol, ganodermanontriol, lucidadiol i ganodermadiol. Pod względem kulinarnym reishi jest znany ze swojego gorzkiego smaku i często spożywa się go w napojach kawowych.
Shiitake (Lentinula edodes; potocznie nazywany grzybem drzewnym Czarnego Lasu, Xiang Gu, grzybem pachnącym) jest powszechnie stosowany jako składnik dań azjatyckich. Podawany ze względów zdrowotnych shiitake wzmacnia układ odpornościowy i powoduje znaczne zmniejszenie stanu zapalnego.
Coriolus versicolor (Trametes versicolor, Polyporus versicolor; potocznie nazywany grzybem o indyczym ogonie, Yun Zhi, Kawaratake) zawiera polisacharydy PSK, PSP i Kresin, a także glukany B-1,3 i B-1,4. Polisacharydy stosuje się w celu poprawy funkcji odpornościowych u pacjentów z niektórymi nowotworami, gdy są podawane wraz z chemioterapią. W tradycyjnej medycynie chińskiej wrośniak różnobarwny jest stosowany jako tonik.
Cordyceps sinensis (Ophiocordyceps sinensis; znany również jako chiński grzyb gąsienicowy, Dong Chong Xia Cao, yartsa gunbu) to kolejny grzyb o wyjątkowych właściwościach przeciwutleniających. Cordyceps zawiera silne przeciwutleniacze, które neutralizują szkodliwe wolne rodniki, a także zwiększa aktywność wrodzonego układu antyoksydacyjnego organizmu.
Maitake (Grifola frondosa; grzyb chmurowy, Hui Shu Hua, leśna kura, głowa barana, głowa owcy) to grzyb o hymenoforze porowatym, w przypadku którego wykazano stymulację zarówno wrodzonego, jak i nabytego układu odpornościowego. Badania wykazały, że maitake stymuluje układ odpornościowy pacjentów z rakiem piersi. Ponadto wykazuje działanie obniżające poziom cukru we krwi, ponieważ zawiera inhibitor alfa-glukozydazy.
Agaricus subrufescens (znany również pod nazwami Agaricus blazei, Agaricus brasiliensis, Agaricus rufotegulis; potocznie grzyb migdałowy, grzyb słońca, grzyb Boga, grzyb życia, królewska pieczarka słoneczna, jisongrong lub himematsutake) to grzyb jadalny, który charakteryzuje się słodkim smakiem i zapachem migdałów. Grzyb Agaricus jest popularnym grzybem leczniczym, stosowanym głównie ze względu na działanie wzmacniające układ odpornościowy.