Extração de beta-glucanos de cogumelos usando ultrassom

A extração de beta-glucanos de cogumelos para testes laboratoriais ou para fins de produção envolve uma combinação de corte, trituração ou esmagamento dos cogumelos, extração assistida por ultra-sons e precipitação de beta-glucanos. Segue-se um esquema simplificado do processo de extração de beta-glucanos, juntamente com exemplos de volumes e pesos para uma experiência à escala laboratorial. Tenha em atenção que as condições e medições específicas podem variar consoante o tipo de cogumelo e a pureza de beta-glucano necessária.

Materiais e equipamentos

• Cogumelos (por exemplo, 100 g de cogumelos cortados ou fatiados)
• Água destilada fria (por exemplo, 500 ml)
• Misturador ou triturador
• Copos ou frascos de vidro
• Papel de filtro ou uma instalação de filtração por vácuo
• Centrifugadora (opcional)
• Álcool (por exemplo, etanol) para precipitação
• Frigorífico
• Estufa de secagem

Protocolo de extração de beta-glucano

1. Triturar ou esmagar os cogumelos (por exemplo, Chaga ou Lion’ Cogumelo Mane) em partículas grosseiras de cerca de 1 a 3 milímetros. Por exemplo, utilizar 100g de partículas de cogumelos secos.
2. Em seguida, adicionar as partículas de cogumelos a um copo ou frasco de vidro.
3. Em seguida, adicionar 500 ml de água destilada ao copo que contém as partículas de cogumelo a extrair. A proporção de água para cogumelo pode variar consoante o tipo específico de cogumelo e o tamanho das partículas.
4. Depois de agitar a pasta, sonicar a mistura utilizando um homogeneizador de laboratório ultrassónico (por exemplo, UP400St com sonotrodo de 22mm a 100% de amplitude ou UP200Ht com sonotrodo de 14mm a 100% de amplitude) e manter uma temperatura inferior a 90°C. As temperaturas mais baixas ajudam a preservar os compostos sensíveis ao calor, como os beta-glucanos, durante a extração. Sonicar durante cerca de 5 a 10 minutos quando se utiliza o UP400St e durante 10 a minutos quando se utiliza o UP200Ht, respetivamente. Note-se que a temperatura e o tempo de extração podem variar em função da potência ultra-sónica utilizada. Naturalmente, volumes maiores exigirão tempos de sonicação mais longos.
5. Filtrar a mistura sonicada através de papel de filtro ou utilizar uma instalação de filtração a vácuo para separar o líquido (que contém os beta-glucanos extraídos) do resíduo sólido do cogumelo.
6. De seguida, precipitar os beta-glucanos do líquido adicionando álcool (por exemplo, etanol). Normalmente, podem ser utilizados 2-3 volumes de álcool para a precipitação.
7. Em seguida, guardar a mistura no frigorífico durante várias horas para permitir a precipitação dos beta-glucanos.
8. Após a precipitação, pode decantar cuidadosamente o líquido e recolher o precipitado de beta-glucano.
9. Finalmente, secar os beta-glucanos numa estufa a baixa temperatura (por exemplo, 40-50°C) até que todo o álcool seja removido e se obtenha um pó seco.

Os cogumelos apresentam variações nas suas caraterísticas. Assim, o processo de extração de beta-glucano pode diferir com base em factores como a espécie específica de cogumelo, o estado dos cogumelos (secos ou frescos), o tamanho das partículas e a temperatura de extração. Para otimizar o seu procedimento de extração, considere a possibilidade de experimentar diferentes parâmetros, incluindo a variação das proporções sólido-líquido, o ajuste das temperaturas, a exploração de vários solventes e o teste de diversas durações de sonicação e definições de amplitude.

Extração enzimática assistida por ultra-sons de Beta-Glucan

A extração enzimática assistida por ultra-sons é um método utilizado para extrair beta-glucanos de cogumelos utilizando uma combinação de enzimas e ondas ultra-sónicas. Este processo aumenta a eficiência da extração, quebrando as paredes celulares dos cogumelos e facilitando a libertação dos beta-glucanos.

Aumento de escala da extração de beta-glucano de cogumelos

Uma vez estabelecido um protocolo de extração de beta-glucano que satisfaça os seus requisitos, o aumento da escala do processo de extração pode ser uma tarefa simples.

Aumento de escala da extração em lote

Se planear aumentar a escala utilizando um método de extração em lote, recomendamos que aumente o volume do lote, mantendo as proporções sólido-líquido e todos os outros parâmetros constantes. Se continuar a utilizar o mesmo homogeneizador ultrassónico, certifique-se de que aumenta proporcionalmente o tempo de sonicação. Para lotes superiores a 1 litro, poderá considerar a incorporação de um agitador lento para manter a suspensão das partículas e melhorar a uniformidade da extração. A imagem abaixo mostra uma configuração de extração de lote de 8 litros utilizando um homogeneizador ultrassónico UP400St em combinação com um agitador de laboratório.

Extração de cogumelos em linha

Para os interessados em extrair continuamente maiores quantidades de beta-glucanos de cogumelos, a Hielscher Ultrasonics oferece reactores de células de fluxo concebidos para a extração de material botânico. Se isso se aplica a você, nós encorajamos você a entrar em contato conosco diretamente para obter mais informações. A nossa equipa técnica terá todo o prazer em ajudar a determinar a configuração mais adequada para as suas necessidades específicas. No entanto, a realização da experiência à escala laboratorial mencionada anteriormente com a sua espécie específica de cogumelo pode ser inestimável para compreender os requisitos exactos do processo. A imagem abaixo mostra um grande reator de célula de fluxo com um homogeneizador ultrassónico UIP4000hdT para extrair beta-glucanos em aproximadamente 50 a 200 litros de pasta de cogumelo-solvente por hora.

Concentração empírica de beta-glucano nas espécies de cogumelos

Abaixo, encontrará uma lista da concentração empírica de beta-glucano que foi extraída de várias espécies de cogumelos.

Espécies de cogumelos	Total 1,3-1,6-β-D-glucano (g/100g massa seca)
Boletus pinophilus	9,8%
Suillus granulatus	13,3%
Craterellus cornucopioides	4,5%
Suillus variegatus	13,7%
Hydnum repandum	4,1%
Gyroporus cyanescens	14,3%
Tricholomopsis rutilans	10,2%
Agaricus bisporus (portobello)	4%
Agaricus bisporus (cremini)	4%
Auricularia auricular-judae	16,8%

Teor de 1,3-1,6-β-D-glucano nos cogumelos selvagens e cultivados analisados, Fonte:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Avaliação quantitativa do conteúdo de 1,3-1,6-Β-D-Glucan em espécies selvagens de cogumelos comestíveis polacos. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.