Você está se perguntando por que sua extração de cogumelos usando um banho ultra-sônico ou um tanque de limpeza ultra-sônico não lhe dá o rendimento de extrato desejado? Aprenda aqui tudo o que você precisa saber sobre as paredes celulares rígidas contendo quitina de cogumelos, a melhor técnica de extração e solventes adequados!

Por que eu preciso de forças intensas para a extração de cogumelos?

Todos os cogumelos comestíveis têm paredes celulares feitas de quitina, o mesmo material que compõe conchas de crustáceos e insetos. A quitina é um material muito forte, que dá às células de cogumelos uma alta tenacidade. A parede celular cria uma barreira para os compartimentos intracelulares, que contêm as moléculas bioativas dos cogumelos. Moléculas importantes de cogumelos são, por exemplo, α e β glucanos, polissacarídeos, terpenos, antioxidantes, vitaminas ou compostos alucinógenos. Cada espécie de cogumelo apresenta uma variedade única de compostos bioativos. A fim de liberar essas substâncias promotoras da saúde das células do cogumelo, as paredes celulares devem ser quebradas. Devido ao seu conteúdo de quitina, a interrupção da célula de cogumelos é uma tarefa desafiadora e requer algum conhecimento e equipamentos sofisticados.

Quebrando as paredes celulares de cogumelos contendo quitina com sonicação

Embora a quitina seja uma ótima fonte de fibras, prebióticos e antioxidantes, o problema é que os seres humanos não têm a capacidade de quebrar a quitina. Isso significa também que, quando você consome cogumelos crus não tratados, você não se beneficiará de muitos dos compostos bioativos do cogumelo, porque eles estão aprisionados dentro das células, que são protegidas por fortes paredes celulares contendo quitina.
A extração ultra-sônica torna os compostos bioativos dos cogumelos biodisponíveis, para que o corpo humano possa absorver o nutriente de forma rápida e completa. Além disso, em extratos de cogumelos ultra-sônicos os nutrientes benéficos são concentrados de modo que mesmo uma pequena quantidade do extrato de cogumelo dê os resultados desejados de promoção da saúde.

Ultrasonication para extração de cogumelos

Ultrasonication é um processo no qual ondas sonoras de alta frequência são usadas para criar bolhas de cavitação em um líquido. Quando essas bolhas colapsam, elas criam intensas forças de cisalhamento localizadas que podem quebrar as células e liberar o conteúdo das células no líquido.
Na extração de cogumelos, a ultrassonografia pode ser usada para quebrar as paredes celulares dos cogumelos e liberar seus compostos bioativos em um solvente. Existem dois tipos de ultrassonicadores: tipo banho e tipo sonda.

Por que meu banho ultra-sônico dá resultados pobres de extração de cogumelos?

Um ultra-sonicator do tipo banho é um dispositivo no qual a amostra é colocada em um recipiente cheio com o solvente, e as ondas ultra-sônicas são aplicadas a todo o recipiente. Este método é conhecido como bastante ineficaz, como banho ultra-sônico distribui energia ultra-sônica de forma desigual e com uma baixa intensidade. Como em um banho ultra-sônico a amostra de cogumelo é sonicated indiretamente, o ultrassom não pode penetrar profundamente na amostra. As ondas de ultrassom têm que atravessar as paredes do vaso antes de atingir o material do cogumelo. Assim, as ondas de ultrassom já de baixa intensidade do tanque ultra-sônico são ainda mais diminuídas.

Estas medições UV-Vis mostram a diferença significativa de extração entre uma sonda ultra-sônica e um banho ultra-sônico. O ultra-sonicator do tipo sonda UP100H (gráfico preto) dá um rendimento significativamente maior extrato de cogumelo chaga do que o banho ultra-sônico (gráfico vermelho).

Extração intensa de ultrassom usando uma sonda ultra-sônica

Por outro lado, um ultra-sonicator do tipo sonda é equipado com uma ponta – o chamado sonotode ou sonda – que pode ser inserido diretamente na amostra, permitindo uma aplicação mais focada e localizada de energia ultra-sônica. Isso resulta em uma ruptura celular significativamente mais eficiente e extração de compostos bioativos, especialmente em áreas densas ou de difícil acesso da amostra.
A aplicação focada e localizada de energia ultra-sônica fornecida pelo ultra-sonicator do tipo sonda garante que a quitina seja submetida a uma quantidade suficiente de energia para ser quebrada.
Além disso, a sonda pode ser movida para diferentes áreas da amostra, criando macro-mistura adicional para garantir que todas as partes do cogumelo sejam adequadamente sonicadas. Isso é particularmente importante para cogumelos com paredes celulares espessas ou estruturas densas, onde pode ser um desafio garantir a extração completa usando outros métodos.

Sonda ultra-sônica vs banho ultra-sônico para extração de cogumelos

Em resumo, a alta intensidade da sonicação do tipo sonda é necessária para quebrar a quitina nas paredes celulares dos cogumelos e liberar os compostos bioativos. A aplicação focada e localizada de energia ultra-sônica fornecida pelo ultra-sonicator do tipo sonda garante que a quitina seja adequadamente sonicada, resultando em extração mais eficiente e completa de compostos bioativos dos cogumelos.
Um ultrasonicator do tipo sonda é geralmente considerado mais eficiente para a extração de cogumelos, pois pode fornecer uma extração mais uniforme e completa de compostos bioativos em comparação com um ultrasonicator do tipo banho.
Leia mais sobre as diferenças no processamento ultra-sônico usando uma sonda ultra-sônica vs um banho ultra-sônico!
 

Qual é o solvente ideal para a extração de cogumelos ultra-sônicos?

Ultrasonication como método de extração é compatível com qualquer solvente. Isso significa que a escolha do solvente certo deve ser feita considerando as espécies de cogumelos e os compostos bioativos, que devem ser extraídos.
Os cogumelos contêm uma variedade de compostos bioativos, como polissacarídeos, beta-glucanos, triterpenóides, compostos fenólicos e ergosterol, que demonstraram possuir vários benefícios para a saúde. A extração desses compostos bioativos dos cogumelos pode ser alcançada usando vários solventes, cada um com suas vantagens e desvantagens. Aqui estão alguns dos solventes comumente usados para a extração de compostos bioativos de cogumelos:

• Água: A água é um solvente comum para a extração de compostos bioativos de cogumelos. Polissacarídeos e beta-glucanos são solúveis em água, tornando-se um solvente ideal para a extração desses compostos. A água também é um solvente seguro e não tóxico, tornando-se um solvente ideal para alimentos e medicamentos.
• Etanol: O etanol é um solvente polar que é comumente usado para a extração de compostos fenólicos e triterpenóides de cogumelos. O etanol também pode ser usado para extrair polissacarídeos e beta-glucanos, mas com um rendimento menor do que a água.
• Etanol aquoso: Etanol aquoso significa uma mistura de água e etanol. A proporção de água para etanol pode ser ajustada às necessidades. O uso de etanol aquoso como solvente tem várias vantagens sobre o uso de água ou etanol sozinho. Primeiro, a adição de etanol à água pode melhorar a solubilidade de certos compostos bioativos que não são muito solúveis apenas em água, como alguns compostos fenólicos e triterpenóides. Em segundo lugar, o uso de etanol aquoso pode resultar em maiores rendimentos de extração em comparação com a água ou o etanol sozinho, pois pode extrair uma gama mais ampla de compostos bioativos.
  A escolha da concentração de etanol no solvente aquoso de etanol depende da polaridade dos compostos bioativos que estão sendo extraídos. Uma maior concentração de etanol (70-100%) pode ser usada para a extração de compostos menos polares, enquanto uma menor concentração de etanol (30-50%) pode ser usada para a extração de compostos mais polares.
• Metanol: O metanol é outro solvente polar que pode ser usado para a extração de compostos fenólicos de cogumelos. O metanol é tóxico, por isso deve ser usado com cautela. Uma purificação sofisticada é necessária para remover o metanol após a extração.
• Acetona: A acetona é um solvente apolar que é comumente usado para a extração de ergosterol de cogumelos. A acetona é inflamável e tóxica, por isso deve ser usada com cautela.
• Hexano: O hexano é um solvente apolar que pode ser usado para a extração de compostos lipofílicos de cogumelos. O hexano é inflamável e tóxico, por isso deve ser usado com cautela.

A escolha do solvente para a extração de compostos bioativos de cogumelos depende do tipo de composto a ser extraído e da aplicação pretendida. A água e o etanol aquoso são geralmente os solventes mais seguros e mais comumente usados para a extração de compostos bioativos de cogumelos. No entanto, outros solventes, como etanol, metanol, acetona e hexano, podem ser usados para aplicações específicas ou quando a extração de água não é suficiente. É importante usar esses solventes com cautela e seguir os procedimentos de segurança apropriados.