Porque é que um ultrassonicador tipo sonda é o melhor para a extração de cogumelos?

Está a perguntar-se porque é que a sua extração de cogumelos utilizando um banho de ultra-sons ou um tanque de limpeza de ultra-sons não lhe dá o rendimento de extrato desejado? Aprenda aqui tudo o que precisa de saber sobre as paredes celulares rígidas dos cogumelos que contêm quitina, a melhor técnica de extração e os solventes adequados!

Porque é que preciso de forças intensas para a extração de cogumelos?

Todos os cogumelos comestíveis têm paredes celulares feitas de quitina, o mesmo material que compõe as carapaças dos crustáceos e dos insectos. A quitina é um material muito forte, que confere às células dos cogumelos uma elevada dureza. A parede celular cria uma barreira para os compartimentos intracelulares, que contêm as moléculas bioactivas dos cogumelos. As moléculas importantes dos cogumelos são, por exemplo, α- e β-glucanos, polissacáridos, terpenos, antioxidantes, vitaminas ou compostos alucinogénios. Cada espécie de cogumelo apresenta um conjunto único de compostos bioactivos. Para libertar estas substâncias promotoras de saúde das células dos cogumelos, as paredes celulares têm de ser quebradas. Devido ao seu teor de quitina, a rutura das células dos cogumelos é uma tarefa difícil e requer alguns conhecimentos e equipamento sofisticado.

Quebra de paredes celulares de cogumelos contendo quitina com sonicação

Embora a quitina seja uma óptima fonte de fibras, prebióticos e antioxidantes, o problema é que os seres humanos não têm a capacidade de decompor a quitina. Isto significa também que, quando se consome cogumelos crus não tratados, não se beneficia de muitos dos compostos bioactivos dos cogumelos, porque estes estão presos dentro das células, que estão protegidas por fortes paredes celulares que contêm quitina.
A extração ultra-sónica torna os compostos bioactivos dos cogumelos biodisponíveis, para que o corpo humano possa absorver o nutriente rápida e completamente. Além disso, nos extractos de cogumelos por ultra-sons, os nutrientes benéficos estão concentrados, de modo que mesmo uma pequena quantidade do extrato de cogumelo dá os resultados desejados para a promoção da saúde.

Ultrassom para extração de cogumelos

A ultrassonografia é um processo em que são utilizadas ondas sonoras de alta frequência para criar bolhas de cavitação num líquido. Quando estas bolhas colapsam, criam forças de cisalhamento localizadas intensas que podem quebrar as células e libertar o conteúdo das células para o líquido.
Na extração de cogumelos, a ultra-sons pode ser utilizada para quebrar as paredes celulares dos cogumelos e libertar os seus compostos bioactivos para um solvente. Existem dois tipos de ultrasonicadores: tipo banho e tipo sonda.

Porque é que o meu banho de ultra-sons dá maus resultados na extração de cogumelos?

Um ultrassom de banho é um dispositivo no qual a amostra é colocada num recipiente cheio de solvente e as ondas ultra-sónicas são aplicadas a todo o recipiente. Este método é conhecido como bastante ineficaz, uma vez que o banho de ultra-sons distribui a energia ultra-sónica de forma desigual e com uma intensidade baixa. Como num banho de ultra-sons a amostra de cogumelos é sonicada indiretamente, os ultra-sons não conseguem penetrar profundamente na amostra. As ondas de ultra-sons têm de atravessar as paredes do recipiente antes de atingirem o material do cogumelo. Deste modo, as ondas de ultra-sons da cuba de ultra-sons, já de si de baixa intensidade, são ainda mais reduzidas.

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

Extração de ultra-sons intensos utilizando uma sonda de ultra-sons

Por outro lado, um ultrassom de tipo sonda está equipado com uma ponta – o chamado sonótodo ou sonda – que podem ser inseridos diretamente na amostra, permitindo uma aplicação mais focalizada e localizada da energia ultra-sónica. Isto resulta numa rutura celular significativamente mais eficiente e na extração de compostos bioactivos, especialmente em áreas densas ou de difícil acesso da amostra.
A aplicação focalizada e localizada da energia ultra-sónica fornecida pelo ultrassom de tipo sonda assegura que a quitina é sujeita a uma quantidade de energia suficiente para ser decomposta.
Além disso, a sonda pode ser movida para diferentes áreas da amostra, criando uma macro-mistura adicional para garantir que todas as partes do cogumelo são adequadamente sonicadas. Isto é particularmente importante para cogumelos com paredes celulares espessas ou estruturas densas, onde pode ser difícil assegurar uma extração completa utilizando outros métodos.

Sonda de ultra-sons vs banho de ultra-sons 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 libertar os compostos bioactivos. A aplicação focalizada e localizada de energia ultra-sónica fornecida pelo ultrasonicador tipo sonda assegura que a quitina é adequadamente sonicada, resultando numa extração mais eficiente e completa de compostos bioactivos dos cogumelos.
Um ultrasonicador do tipo sonda é geralmente considerado mais eficiente para a extração de cogumelos, uma vez que pode proporcionar uma extração mais uniforme e completa de compostos bioactivos em comparação com um ultrasonicador do tipo banho.
Leia mais sobre as diferenças no processamento ultrassónico utilizando uma sonda ultra-sónica versus um banho ultrassónico!
 

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

A ultrassonografia como método de extração é compatível com qualquer solvente. Isto significa que a escolha do solvente certo deve ser feita considerando as espécies de cogumelos e os compostos bioactivos, que devem ser extraídos.
Os cogumelos contêm uma variedade de compostos bioactivos, tais como polissacáridos, beta-glucanos, triterpenóides, compostos fenólicos e ergosterol, que demonstraram ter vários benefícios para a saúde. A extração destes compostos bioactivos dos cogumelos pode ser conseguida utilizando vários solventes, cada um com as suas vantagens e desvantagens. Eis alguns dos solventes mais utilizados para a extração de compostos bioactivos dos cogumelos:

• Água: A água é um solvente comum para a extração de compostos bioactivos dos cogumelos. Os polissacáridos e os beta-glucanos são solúveis em água, o que a torna um solvente ideal para a extração destes compostos. A água é também um solvente seguro e não tóxico, o que a torna um solvente ideal para produtos alimentares e medicinais.
• Etanol: O etanol é um solvente polar que é normalmente utilizado para a extração de compostos fenólicos e triterpenóides dos cogumelos. O etanol também pode ser utilizado para extrair polissacáridos e beta-glucanos, mas com um rendimento inferior ao da água.
• Etanol aquoso: Etanol aquoso significa uma mistura de água e etanol. A proporção de água e etanol pode ser ajustada de acordo com as necessidades. A utilização de etanol aquoso como solvente tem várias vantagens em relação à utilização de água ou de etanol isoladamente. Em primeiro lugar, a adição de etanol à água pode melhorar a solubilidade de certos compostos bioactivos que não são muito solúveis apenas em água, como alguns compostos fenólicos e triterpenóides. Em segundo lugar, a utilização de etanol aquoso pode resultar em rendimentos de extração mais elevados em comparação com a água ou o etanol isoladamente, uma vez que pode extrair uma gama mais vasta de compostos bioactivos.
  A escolha da concentração de etanol no solvente aquoso de etanol depende da polaridade dos compostos bioactivos a extrair. Uma concentração mais elevada de etanol (70-100%) pode ser utilizada para a extração de compostos menos polares, enquanto uma concentração mais baixa de etanol (30-50%) pode ser utilizada para a extração de compostos mais polares.
• Metanol: O metanol é outro solvente polar que pode ser utilizado para a extração de compostos fenólicos dos cogumelos. O metanol é tóxico, pelo que deve ser utilizado com precaução. É necessária uma purificação sofisticada para remover o metanol após a extração.
• Acetona: A acetona é um solvente não polar que é normalmente utilizado para a extração de ergosterol de cogumelos. A acetona é inflamável e tóxica, pelo que deve ser utilizada com precaução.
• Hexano: O hexano é um solvente não polar que pode ser utilizado para a extração de compostos lipofílicos dos cogumelos. O hexano é inflamável e tóxico, pelo que deve ser utilizado com precaução.

A escolha do solvente para a extração de compostos bioactivos de cogumelos depende do tipo de composto a extrair e da aplicação pretendida. A água e o etanol aquoso são geralmente os solventes mais seguros e mais frequentemente utilizados para a extração de compostos bioactivos dos cogumelos. No entanto, podem ser utilizados outros solventes, como o etanol, o metanol, a acetona e o hexano, para aplicações específicas ou quando a extração com água não é suficiente. É importante utilizar estes solventes com precaução e seguir os procedimentos de segurança adequados.