Extrato de Lion's Mane produzido por ultra-sons
Os extractos da espécie de fungo Hericium erinaceus, conhecido como cogumelo da juba do leão, são produzidos de forma mais eficiente utilizando ultra-sons. Os extractores de ultra-sons abrem rapidamente a matriz celular do fungo e permitem a extração completa de compostos bioactivos do micélio e do corpo de frutificação do cogumelo.
Extração do cogumelo Lion's Mane assistida por ultra-sons
Compostos bioactivos da juba de leão: O Hericium erinaceus, também conhecido pelos nomes comuns de juba de leão, yamabushitake japonês, pom pom, dente barbudo, ouriço ou cogumelo cabeça de macaco, é um fungo utilizado há décadas como medicina tradicional e terapêutica. A juba de leão contém muitos compostos bioactivos - polissacáridos, esteróis, glicoproteínas, terpenóides (por exemplo, erinacinas), bem como compostos fenólicos e voláteis (por exemplo, hericenonas). Estas substâncias são conhecidas pelos seus efeitos antioxidantes, antidiabéticos, anticancerígenos, anti-inflamatórios, antimicrobianos, anti-hiperglicémicos e hipolipidémicos. A investigação científica demonstrou que os compostos da juba de leão podem melhorar o desenvolvimento e a função neuronal e podem proteger os nervos de serem danificados. Por conseguinte, é atualmente testada como terapêutica para a demência.
Extração ultra-sónica de crina de leão com o ultrasonicator UP200Ht: rendimentos mais elevados, extrato de espetro completo.
A extração ultra-sónica da juba do leão é uma técnica que aplica ultra-sons de alta potência para extrair compostos bioactivos do corpo de frutificação ou micélio do cogumelo da juba do leão (Hericium erinaceus). O cogumelo Lion's Mane é um cogumelo medicinal bem conhecido, que contém vários compostos bioactivos benéficos para a saúde, tais como polissacáridos, beta-glucanos, hericenonas, erinacinas e antioxidantes.
O processo de extração de cogumelos por ultra-sons envolve a utilização de ultra-sons do tipo sonda que criam cavitação intensa num meio líquido (tal como água, etanol ou metanol) contendo o material do cogumelo. A cavitação ultra-sônica gerada faz com que as paredes celulares do material do cogumelo se quebrem, liberando os compostos bioativos no líquido / solvente. As ondas ultra-sónicas também aumentam a transferência de massa dos compostos bioactivos do material do cogumelo para o solvente, o que aumenta a eficiência da extração.
A extração ultra-sónica de cogumelos é uma técnica de isolamento muito eficiente e rápida que não requer altas temperaturas ou produtos químicos nocivos. Os compostos bioactivos extraídos podem ser utilizados para várias aplicações, tais como suplementos dietéticos, alimentos funcionais e nutracêuticos. Além disso, o método de extração de juba de leão ultra-sônico é ambientalmente amigável e sustentável, tornando-se uma escolha ideal para extrair compostos bioativos de fontes naturais.
- Alta eficiência
- efeitos de extração puramente mecânicos, o que torna a extração suave
- funcionamento simples
- tempo de processamento muito curto
- Poupança de energia
Estas vantagens tornam a sonicação uma excelente técnica de extração para extractos de cogumelos de alta qualidade e são a razão pela qual os ultrasonicadores Hielscher são utilizados em todo o mundo em laboratórios e na indústria para a produção de extractos de cogumelos.
Medição UV-Vis do extrato de crina de leão isolado por ultra-sons utilizando a sonda ultra-sónica UP200Ht.
Protocolo de extração ultra-sónica da juba de leão
Valu et al. (2020) demonstraram um procedimento de extração altamente eficiente para obter e concentrar os produtos bioativos da biomassa de H. erinaceus com base nos princípios da extração ultrassônica. O dispositivo utilizado para a extração foi um processador ultra-sônico Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 Watts, 20 kHz) com sonotrodo BS4d40 (40 mm de diâmetro). Antes das experiências de extração, o processador de ultra-sons foi calibrado para determinar o consumo líquido de energia. Durante o processo de sonicação, este valor foi automaticamente deduzido do consumo bruto de energia, permitindo assim encontrar a potência líquida fornecida ao meio de extração. Durante as experiências, as amostras foram colocadas num saco de gelo com agitação magnética contínua para manter uma temperatura baixa da amostra. Após a conclusão da extração, as amostras foram filtradas a vácuo e depois centrifugadas (2500× g durante 5 min). Foi utilizado um evaporador rotativo para eliminar a água e o álcool dos sobrenadantes. Os restantes resíduos de água e álcool das amostras foram submetidos a liofilização para obter um extrato em pó. Em alternativa, o solvente pode ser removido utilizando um filtro de vácuo e um evaporador de vácuo rotativo, a fim de obter um concentrado de cogumelos.
Extração ultra-sônica de Erinacine A e polifenóis com atividade antioxidante da biomassa fúngica de Hericium erinaceus
(estudo e gráfico: ©Valu et al. 2020)
As condições de extração optimizadas utilizando ultra-sons foram as seguintes
- ultrassonicador UIP1000hdT com sonotrodo BS4d40: 100% de amplitude, 100% de ciclo)
- Hericium erinaceus seco e moído
- solvente: etanol aquoso a 80%
- relação solvente-material: 1:30 (g/mL)
- tempo de extração: 45 min
O conteúdo total de fenólicos neste extrato optimizado de H. erinaceus foi de 23,2 mg GAE/g DM, e no teste DPPH, a atividade antioxidante atingiu um IC50 de 87,2 μg/mL.
A equipa de investigação demonstrou com sucesso que a extração ultra-sónica conduz eficazmente ao isolamento de antioxidantes em Hericium erinaceus, particularmente polifenóis e flavonóides correlacionados com o diterpenóide erinacina A, conhecido pela sua elevada atividade antioxidante.
(cf. Valu et al., 2020)
Extrator ultrassónico UIP1000hdT com agitador para extração de compostos bioactivos de cogumelos.
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A juba de leão é rica em quitina. Tal como todos os cogumelos, a juba de leão tem uma grande quantidade de quitina nas suas paredes celulares. A quitina é um biopolímero resistente, que confere às paredes celulares uma elevada rigidez e resistência. Devido ao seu elevado teor de quitina, a juba de leão não deve ser consumida crua, uma vez que a quitina é dificilmente digerível e pode causar perturbações gástricas.
Para quebrar as paredes celulares da juba de leão e extrair os compostos bioactivos intracelulares, são necessárias forças intensas. Por conseguinte, os banhos de ultra-sons ou as cubas de limpeza não permitem obter os resultados de extração desejados.
Leia mais sobre a comparação de eficiência entre um ultrassom tipo sonda e um banho de ultra-sons!
Em contraste, as sondas ultra-sónicas criam ondas de ultra-sons de alta intensidade local e cavitação, que fornecem a energia necessária para romper as paredes celulares dos cogumelos que contêm quitina. Além disso, a sonicação do tipo sonda é um método de extração não térmico que impede a degradação térmica dos compostos bioactivos pelo calor. Por conseguinte, os ultrasonicadores do tipo sonda são a técnica de extração mais eficiente para a extração de cogumelos medicinais.
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O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 a 10L | 0.1 a 2L/min | UIP1000hdt |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdt |
| 15 a 150L | 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
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Literatura / Referências
- 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
Fatos, vale a pena conhecer
Compostos bioactivos de cogumelos do micélio versus corpo de frutificação
Tanto os extractos de micélio como os extractos de corpos de frutificação podem ser produzidos com extração por ultra-sons e ambos têm os seus próprios benefícios únicos. Qual deles é o melhor depende do caso de utilização específico e dos resultados desejados.
Os extractos de micélio são geralmente menos dispendiosos e mais fáceis de produzir em grandes quantidades do que os extractos de corpos de frutificação, tornando-os mais acessíveis. O micélio também contém muitos compostos benéficos, tais como polissacáridos, ergosterol e enzimas.
Por outro lado, os extractos de corpos de frutificação contêm níveis mais elevados de beta-glucanos, triterpenóides e outros compostos que têm sido associados a benefícios para a saúde. Os corpos de frutificação também tendem a ter uma gama mais diversificada de compostos e podem ser mais potentes em alguns casos.
Em última análise, a escolha entre extractos de micélio e extractos de corpos de frutificação dependerá da aplicação específica e dos efeitos desejados. Se estiver à procura de apoio imunitário, por exemplo, um extrato de micélio pode ser uma boa opção devido ao seu elevado teor de polissacáridos. Se procura apoio cognitivo, um extrato de corpo de frutificação pode ser uma melhor escolha devido ao seu elevado teor de triterpenóides. É também de salientar que os extractos de alta qualidade, tanto de micélio como de corpo de frutificação, podem ser eficazes e benéficos para uma variedade de fins.
Qual é o melhor método de extração de beta-glucanos da Lion's Mane?
A extração ultra-sônica de água fria é a melhor técnica para liberar os compostos solúveis em água de cogumelos, como o corpo de frutificação da juba do leão. Extração de água fria ultra-sônica perfura e quebra as paredes celulares duras de cogumelos para liberar os compostos bioativos, como β-glucanos da matriz celular. Como a sonicação é um processo suave, não danifica os fitoquímicos e evita a degradação de todos os compostos bioactivos promotores de saúde, incluindo os beta-glucanos.
Quais são as vantagens de um extrato de cogumelo?
O processo de extração, por exemplo, a extração por ultra-sons, liberta os compostos bioactivos, como os beta-glucanos, da matriz celular. Por conseguinte, os extractos de cogumelos contêm quantidades mais elevadas de compostos bioactivos em comparação com o pó de cogumelos moído. A principal fração de β-glucanos, que são polímeros de alto peso molecular, são solúveis em água. É por isso que a extração ultra-sônica de água fria não é apenas uma maneira saudável e ambientalmente amigável de extração, mas libera eficientemente os β-glucanos das células de cogumelos em água. Com o extrato, torna-se possível produzir terapêutica e suplementos dietéticos contendo uma quantidade consistente de moléculas bioactivas em cada dose.
Compostos bioactivos da crina de leão
Entre os metabolitos bioactivos muito importantes e bem estudados contam-se também as erinacinas (A-I), um grupo de diterpenóides ciatínicos extraídos do micélio do Hericium erinaceus ou juba de leão ou yamabushitake, e as hericenonas (C-H), derivados do álcool benzílico extraídos do corpo de frutificação. Ambos os grupos de compostos podem atravessar facilmente a barreira hemato-encefálica e demonstraram efeitos neurotrópicos e neuroprotectores. Foi relatado que induzem a síntese do fator de crescimento nervoso (NGF), tanto in vitro como in vivo. No entanto, este cogumelo medicinal também tem propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias, anticancerígenas, imunoestimulantes, antidiabéticas, antimicrobianas, hipolipidémicas e anti-hiperglicémicas, embora a sua utilização mais frequente seja para o tratamento de doenças neurodegenerativas e deficiências cognitivas.
A erinacina A, o principal representante do grupo da erinacina, demonstrou ter um efeito protetor eficaz contra a doença de Parkinson. Num modelo de ratinho da doença de Parkinson com 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP), a erinacina A produziu uma redução da perda de células dopaminérgicas induzida pelo MPTP, da morte celular apoptótica induzida pelo stress oxidativo e dos níveis de glutatião, nitrotirosina e 4-hidroxi-2-nonenal (4-HNE); também inverteu os défices motores associados ao MPTP e reduziu o comprometimento da citotoxicidade e apoptose das células neuronais induzidas pelo 1-metil-4-fenilpiridínio (MPP), através de uma ativação sustentada pelo stress do retículo endoplasmático (ER) das vias IRE1α/TRAF2, JNK1/2 e p38 MAPK, a expressão da proteína homóloga C/EBP (CHOP), IKB-β e NF-κB, bem como Fas e Bax. Verificou-se também que este metabolito era eficaz contra o AVC isquémico, tal como relatado num estudo realizado em ratos, no qual se observou a redução da apoptose neuronal, bem como o tamanho da cavidade do AVC no cérebro, visando as vias iNOS/espécies de azoto reativo (RNS) e a proteína quinase activada por mitogénio p38 (MAPK)/proteína homóloga da proteína de ligação ao potenciador CCAAT (CHOP).
A erinacina A foi também referida como tendo uma atividade antitumoral significativa nas células TSGH 9201 do cancro gástrico humano, nas quais induziu uma apoptose significativa associada a um aumento da fosforilação das vias da quinase de adesão focal/proteína quinase FAK/Akt/p70S6K e da serina/treonina quinase PAK-1. Também resultou num aumento da citotoxicidade e da produção de ROS, na redução da invasividade e da ativação de caspases e na expressão do recetor de necrose tumoral TRAIL. A forte ação antitumoral deste metabolito foi posteriormente confirmada por um estudo recente in vitro em duas linhas celulares de cancro do cólon humano (DLD-1 e HCT-116) e in vivo num modelo de ratinho que clarificou ainda mais os seus mecanismos. Os efeitos do tratamento incluíram a estimulação das vias de ativação da apoptose extrínseca (TNFR, Fas, FasL, caspases), a supressão da expressão das moléculas antiapoptóticas Bcl-2 e Bcl-XL e a fosforilação da quinase Jun N-terminal JNK1/2, que responde a estímulos de stress, NF-κB p50 e p330. Foi também demonstrado que a regulação positiva das moléculas receptoras de morte através da via JNK MAPK/p300/NF-κB é mediada pela modificação da histona H3K9K14ac; os resultados do ensaio in vivo revelaram, de facto, níveis aumentados de histona H3K9K14ac, bem como a acetilação da histona nos promotores Fas, FasL e TNFR.
Outra erinacina, a erinacina C, é conhecida pelas suas acções antineuroinflamatórias e neuroprotectoras, que podem ser alcançadas através de um mecanismo de inibição de IκB, p-IκBα (envolvido na cascata de transdução de sinal NF-κB a montante) e expressão da proteína óxido nítrico sintase induzível (iNOS), e a ativação da via de proteção contra o stress Nrf2/HO-1. O tratamento de células microgliais BV2 humanas com inflamação induzida por LPS resultou em níveis reduzidos de óxido nítrico (NO), IL-6, TNF-α e iNOS, a inibição da expressão de NF-κB e a fosforilação das proteínas IκBα (p-IκBα), bem como a inibição da proteína 1 associada à ECH do tipo Kelch (Keap1), e o aumento do fator de transcrição nuclear do fator relacionado com o eritroide 2 (Nrf2) e a expressão da proteína heme oxigenase-1 (HO-1).
(excerto de Venturella et al., 2021)
Extrator ultrassónico UP100H para o isolamento de polissacáridos do cogumelo chaga (Inonotus obliquus).
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.