Extração de beta-glucanos de cogumelos por ultrassonicação
Materiais e equipamento
- Cogumelos (por exemplo, 100g de cogumelos cortados em pedaços ou fatiados)
- Água destilada fria (por exemplo, 500mL)
- Liquidificador ou moinho
- Copos de precipitação ou frascos de vidro
- Papel de filtro ou um sistema de filtração a vácuo
- Centrífuga (opcional)
- Álcool (por exemplo, etanol) para precipitação
- Frigorífico
- Estufa de secagem
Protocolo de extração de beta-glucanos
- Moa ou triture os cogumelos (por exemplo, chaga ou juba-de-leão) até obter partículas grosseiras de aproximadamente 1 a 3 milímetros. Por exemplo, utilize 100g de partículas de cogumelos secos.
- Em seguida, coloque as partículas de cogumelos num copo de precipitação ou num frasco de vidro.
- Depois, adicione 500mL de água destilada ao copo de precipitação que contém as partículas de cogumelos a submeter à extração. A proporção entre água e cogumelos pode variar consoante o tipo específico de cogumelo e o tamanho das partículas.
- Depois de agitar a suspensão, submeta a mistura a sonicação utilizando um homogeneizador ultrassónico de laboratório (por exemplo, UP400St com sonotrodo de 22mm a 100% de amplitude ou UP200Ht com sonotrodo de 14mm a 100% de amplitude) e mantenha a temperatura abaixo de 90°C. As temperaturas mais baixas ajudam a preservar os compostos sensíveis ao calor, como os beta-glucanos, durante a extração. Submeta a mistura a sonicação durante aproximadamente 5 a 10 minutos quando utilizar o UP400St e durante 10 a … minutos quando utilizar o UP200Ht, respetivamente. Tenha em atenção que a temperatura e o tempo de extração podem variar consoante a potência ultrassónica utilizada. Naturalmente, volumes maiores exigirão tempos de sonicação mais longos.
- Filtre a mistura sonicada através de papel de filtro ou utilize um sistema de filtração a vácuo para separar o líquido (que contém os beta-glucanos extraídos) do resíduo sólido dos cogumelos.
- Em seguida, precipite os beta-glucanos do líquido adicionando álcool (por exemplo, etanol). Normalmente, pode utilizar 2–3 volumes de álcool para a precipitação.
- Depois, guarde a mistura num frigorífico durante várias horas para permitir a precipitação dos beta-glucanos.
- Após a precipitação, pode decantar cuidadosamente o líquido e recolher o precipitado de beta-glucanos.
- Por fim, seque os beta-glucanos numa estufa a baixa temperatura (por exemplo, 40–50°C) até que todo o álcool seja removido e obtenha um pó seco.
Os cogumelos apresentam variações nas suas características. Por isso, o processo de extração de beta-glucanos pode variar em função de 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 o procedimento de extração, considere experimentar diferentes parâmetros, incluindo variar as proporções entre sólido e líquido, ajustar as temperaturas, explorar vários solventes e testar diferentes durações de sonicação e definições de amplitude.
Extração enzimática de beta-glucano assistida por ultrassons
A extração enzimática assistida por ultrassons é um método utilizado para extrair beta-glucanos de cogumelos através de uma combinação de enzimas e ondas ultrassónicas. Este processo aumenta a eficiência da extração ao decompor as paredes celulares dos cogumelos e facilitar a libertação dos beta-glucanos.
Aumento de escala da extração de beta-glucanos de cogumelos
Depois de estabelecer um protocolo de extração de beta-glucanos que satisfaça os seus requisitos, aumentar a escala do processo de extração pode ser uma tarefa simples.
Aumento de escala da extração por lotes
Se pretende aumentar a escala utilizando um método de extração por lotes, recomendamos aumentar o volume do lote, mantendo constantes as proporções entre sólido e líquido e todos os outros parâmetros. 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 inclusão de um agitador lento para manter as partículas em suspensão e melhorar a uniformidade da extração. A imagem abaixo mostra um sistema de extração por lotes de 8 litros que utiliza um homogeneizador ultrassónico UP400St em combinação com um agitador de laboratório.
Sistema de extração de cogumelos por lotes de 8L com sonicador UP400St
Filtração a vácuo do extrato de beta-glucanos após sonicação
Extração de cogumelos em linha
Para quem pretende extrair continuamente maiores quantidades de beta-glucanos de cogumelos, a Hielscher Ultrasonics disponibiliza reatores com célula de fluxo concebidos para a extração de material botânico. Se este for o seu caso, encorajamo-lo a contactar-nos diretamente para obter mais informações. A nossa equipa técnica terá todo o gosto em ajudar a determinar a configuração mais adequada às suas necessidades específicas. No entanto, realizar a experiência à escala laboratorial anteriormente mencionada com a sua espécie específica de cogumelo pode ser de grande valor para compreender os requisitos precisos do processo. A imagem abaixo mostra um reator de grande dimensão com célula de fluxo e um homogeneizador ultrassónico UIP4000hdT para extrair beta-glucanos de aproximadamente 50 a 200 litros de suspensão de cogumelos em solvente por hora.
Concentração empírica de beta-glucanos em espécies de cogumelos
Abaixo, encontrará uma lista de concentrações empíricas de beta-glucanos extraídos de várias espécies de cogumelos.
| Mushroom Species | Total 1,3-1,6-β-D-glucan (g/100g dry mass) |
|---|---|
| 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% |
1,3-1,6-β-D-glucan content in the analyzed wild-growing and cultivated mushrooms, Source:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Quantitative Evaluation of 1,3-1,6-Β-D-Glucan Contents in Wild–Growing Species of Edible Polish Mushrooms. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.
SonoStation: sistema móvel chave na mão para processamento ultrassónico – constituído por dispersores ultrassónicos, bomba, agitador e tanque
Homogeneizador ultrassónico UIP4000hdT para processar aproximadamente 50 a 200 litros de suspensão de cogumelos em solvente por hora
Quantificação da concentração de beta-glucanos em extratos de cogumelos
A concentração de beta-glucanos após a extração pode ser quantificada utilizando vários métodos, consoante o tipo de beta-glucano e os requisitos específicos da análise. Os métodos comuns para quantificar a concentração de beta-glucanos são apresentados abaixo. Naturalmente, a escolha do método depende de fatores como a exatidão necessária e o equipamento disponível.
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Método gravimétrico
- Princípio: este método baseia-se na precipitação dos beta-glucanos com etanol, seguida da secagem e pesagem do precipitado.
- Procedimento: a amostra é dissolvida em água e tratada com etanol para precipitar os beta-glucanos; em seguida, o precipitado é recolhido, seco e pesado.
- Vantagens: simples e amplamente utilizado.
- Limitações: menos preciso em comparação com outros métodos.
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Métodos colorimétricos
- Princípio: estes métodos envolvem reações de cor com reagentes específicos que produzem uma alteração da cor proporcional à concentração de beta-glucanos.
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Exemplos:
- Método do fenol–ácido sulfúrico: este método envolve o tratamento da amostra com ácido sulfúrico concentrado e fenol, o que torna a solução laranja. A intensidade da cor é proporcional à concentração de beta-glucanos.
- Método da antrona: o reagente de antrona reage com os beta-glucanos para produzir uma cor azul-esverdeada, cuja intensidade é medida.
- Vantagens: sensíveis e adequados para análises com elevada capacidade de processamento de amostras.
- Limitações: interferência de outros compostos e necessidade de reagentes específicos.
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Ensaios enzimáticos
- Princípio: os ensaios enzimáticos utilizam enzimas, como a β-glucanase, para decompor os beta-glucanos em açúcares mais simples, sendo os açúcares libertados quantificados.
- Vantagens: altamente específicos e exatos.
- Limitações: requerem equipamento e reagentes especializados.
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Cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC)
- Princípio: a HPLC separa e quantifica compostos com base nas suas interações com uma coluna cromatográfica.
- Procedimento: os beta-glucanos são hidrolisados em monossacáridos e os açúcares resultantes são separados e quantificados por HPLC.
- Vantagens: altamente exata e adequada para amostras complexas.
- Limitações: requer equipamento especializado e conhecimentos técnicos específicos.
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Imunoensaios específicos
- Princípio: os imunoensaios utilizam anticorpos específicos para os beta-glucanos para quantificar a sua concentração.
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Exemplos:
- ELISA (ensaio imunoenzimático): neste método, um anticorpo ligado a uma enzima produz uma alteração da cor quando se liga aos beta-glucanos.
- Ensaios de fluxo lateral: são testes rápidos que fornecem um resultado visível numa tira de teste.
- Vantagens: elevada especificidade e sensibilidade.
- Limitações: requerem anticorpos específicos e podem ser mais dispendiosos.