Extração de beta-glucanos de cogumelos por ultrassom

A extração de beta-glucanos de cogumelos para testes de laboratório ou fins de produção envolve uma combinação de cortar, moer ou esmagar os cogumelos, extração assistida por ultrassom e precipitação de beta-glucanos. Aqui está um esboço simplificado do processo de extração de beta-glucano, juntamente com exemplos de volumes e pesos para um experimento em escala de laboratório. Observe que as condições e medidas específicas podem variar dependendo do tipo de cogumelo e da pureza do beta-glucano necessária.

Materiais e Equipamentos

• Cogumelos (por exemplo, 100g de cogumelos picados ou fatiados)
• Água destilada fria (por exemplo, 500mL)
• Liquidificador ou moedor
• Copos ou frascos de vidro
• Papel de filtro ou uma configuração de filtragem a vácuo
• Centrífuga (opcional)
• Álcool (por exemplo, etanol) para precipitação
• Geladeira
• Forno de secagem

Protocolo de extração de beta-glucano

1. Moa ou esmague os cogumelos (por exemplo, Chaga ou Leão’ Cogumelo juba) em partículas grossas de aprox. 1 a 3 milímetros. Por exemplo, use 100g de partículas secas de cogumelos.
2. Em seguida, adicione as partículas de cogumelo a um copo ou frasco de vidro.
3. Em seguida, adicione 500mL de água destilada ao copo contendo as partículas de cogumelo a serem extraídas. A proporção de água para cogumelo pode variar dependendo do tipo específico de cogumelo e do tamanho das partículas.
4. Depois de agitar a pasta, sonice a mistura usando um homogeneizador de laboratório ultrassônico (por exemplo, UP400St com sonotrodo de 22 mm a 100% de amplitude ou UP200Ht com sonotrodo de 14 mm a 100% de amplitude) e mantenha uma temperatura abaixo de 90 ° C. Temperaturas mais baixas ajudam a preservar compostos sensíveis ao calor, como beta-glucanos durante a extração. Sonicar durante aprox. 5 a 10 minutos quando utilizar o UP400St e durante 10 a minutos quando utilizar o UP200Ht, respetivamente. Observe que a temperatura e o tempo de extração podem variar dependendo da potência ultrassônica usada. Obviamente, 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 (contendo os beta-glucanos extraídos) do resíduo sólido do cogumelo.
6. Em seguida, precipite os beta-glucanos do líquido adicionando álcool (por exemplo, etanol). Normalmente, você pode usar 2-3 volumes de álcool para precipitação.
7. Depois disso, guarde a mistura na geladeira por várias horas para permitir que os beta-glucanos precipitem.
8. Após a precipitação, você pode decantar o líquido com cuidado e coletar o precipitado de beta-glucano.
9. Por fim, seque os beta-glucanos em um forno a baixa temperatura (por exemplo, 40-50 ° C) até que todo o álcool seja removido e você obtenha um pó seco.

Os cogumelos exibem variações em suas características. Portanto, o processo de extração de beta-glucano pode diferir com base em fatores como a espécie específica de cogumelo, o estado dos cogumelos (secos ou frescos), o tamanho das partículas e a temperatura de extração. Para otimizar seu procedimento de extração, considere experimentar diferentes parâmetros, incluindo variar as proporções sólido-líquido, ajustar temperaturas, explorar vários solventes e testar diversas durações de sonicação e configurações de amplitude.

Extração enzimática assistida por ultrassom de beta-glucano

A extração enzimática assistida por ultrassom é um método usado para extrair beta-glucanos de cogumelos usando uma combinação de enzimas e ondas ultrassônicas. Este processo aumenta a eficiência da extração, quebrando as paredes celulares dos cogumelos e facilitando a liberação de beta-glucanos.

Aumento de escala da extração de beta-glucano de cogumelos

Depois de estabelecer um protocolo de extração de beta-glucano que atenda aos seus requisitos, ampliar o processo de extração pode ser uma tarefa simples.

Aumento de escala de extração em lote

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

Extração de cogumelos em linha

Para os interessados em extrair continuamente grandes quantidades de beta-glucanos de cogumelos, a Hielscher Ultrasonics oferece reatores de células de fluxo projetados para extração de material botânico. Se isso se aplica a você, recomendamos que você entre em contato conosco diretamente para obter mais informações. Nossa equipe técnica terá prazer em ajudar a determinar a configuração mais adequada para suas necessidades específicas. No entanto, conduzir o experimento em escala de laboratório mencionado anteriormente com sua espécie específica de cogumelo pode ser inestimável para entender os requisitos precisos do processo. A imagem abaixo mostra um reator de célula de grande fluxo com um homogeneizador ultrassônico UIP4000hdT para extração de beta-glucanos a aproximadamente 50 a 200 litros de pasta de solvente de cogumelo por hora.

Concentração Empírica de Beta-Glucano de Espécies de Cogumelos

Abaixo, você 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 de massa seca)
Boleto 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 silvestres e cultivados analisados, Fonte:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Avaliação quantitativa do teor de 1,3-1,6-β-D-glucano em espécies selvagens de cogumelos poloneses comestíveis. Rocz Panstw Zakl Hig 2017; 68(3):281-290.