Extract de coama leului obținut cu ultrasunete

Extractele din specia fungică Hericium erinaceus, cunoscută drept ciuperca coama leului, se obțin cel mai eficient prin ultrasonicare. Extractoarele cu ultrasunete deschid rapid matricea celulară fungică și permit extracția completă a compușilor bioactivi din miceliul și corpul fructifer al ciupercii coama leului.

Extracția asistată de ultrasunete a ciupercii coama leului

Compuși bioactivi din coama leului: Hericium erinaceus, cunoscută și sub denumirile comune de coama leului, yamabushitake japoneză, pom pom, dinte bărbos, ciuperca arici sau ciuperca cap de maimuță, este o ciupercă utilizată de decenii ca medicament tradițional și agent terapeutic. Coama leului conține numeroși compuși bioactivi: polizaharide, steroli, glicoproteine, terpenoide (de ex. erinacine), precum și compuși fenolici și volatili (de ex. hericenone). Aceste substanțe sunt cunoscute pentru efectele lor antioxidante, antidiabetice, anticanceroase, antiinflamatoare, antimicrobiene, antihiperglicemiante și hipolipemiante. Cercetările științifice au arătat că compușii din coama leului pot îmbunătăți dezvoltarea și funcția neuronală și ar putea proteja nervii împotriva deteriorării. Prin urmare, în prezent este testată ca agent terapeutic pentru demență.

Acest videoclip demonstrează extracția de înaltă eficiență a ciupercilor coama leului folosind omogenizatorul cu ultrasunete Hielscher UP200Ht. Extracția cu ultrasunete este tehnica ideală pentru obținerea unor extracte de înaltă calitate, cu spectru complet, care conțin polizaharide precum beta-glucanii, precum și hericenone și erinacine.

Extracția cu ultrasunete a ciupercii coama leului:
Extracția cu ultrasunete a ciupercii coama leului este o tehnică ce aplică ultrasunete de mare putere pentru a extrage compuși bioactivi din corpul fructifer sau din miceliul ciupercii coama leului (Hericium erinaceus). Ciuperca coama leului este o ciupercă medicinală bine cunoscută și conține diverși compuși bioactivi benefici pentru sănătate, precum polizaharide, beta-glucani, hericenone, erinacine și antioxidanți.
Procesul de extracție cu ultrasunete din ciuperci implică utilizarea unor ultrasonicatoare cu sondă care generează cavitație intensă într-un mediu lichid (cum ar fi apă, etanol sau metanol) ce conține materialul fungic. Cavitația ultrasonică generată determină distrugerea pereților celulari ai materialului fungic, eliberând compușii bioactivi în lichid / solvent. Undele ultrasonice intensifică, de asemenea, transferul de masă al compușilor bioactivi din materialul fungic în solvent, ceea ce crește eficiența extracției.
Extracția cu ultrasunete din ciuperci este o tehnică de izolare foarte eficientă și rapidă, care nu necesită temperaturi ridicate sau substanțe chimice nocive. Compușii bioactivi extrași pot fi utilizați în diverse aplicații, cum ar fi suplimente alimentare, alimente funcționale și nutraceutice. În plus, metoda de extracție cu ultrasunete a ciupercii coama leului este ecologică și sustenabilă, ceea ce o face o alegere ideală pentru extragerea compușilor bioactivi din surse naturale.

Aceste avantaje fac din sonicare o tehnică de extracție excelentă pentru extracte de ciuperci de înaltă calitate și reprezintă motivul pentru care ultrasonicatoarele Hielscher sunt utilizate în întreaga lume, în laboratoare și în industrie, pentru producerea extractelor de ciuperci.

Protocol pentru extracția cu ultrasunete a ciupercii coama leului

Valu et al. (2020) au demonstrat o procedură de extracție extrem de eficientă pentru obținerea și concentrarea produselor bioactive din biomasa de H. erinaceus, bazată pe principiile extracției cu ultrasunete. Dispozitivul utilizat pentru extracție a fost un procesor ultrasonic Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 wați, 20 kHz) cu sonotroda BS4d40 (diametru de 40 mm). Înainte de experimentele de extracție, procesorul ultrasonic a fost calibrat pentru a determina consumul net de putere. În timpul procesului de sonicare, această valoare a fost scăzută automat din consumul brut de energie, permițând astfel determinarea puterii nete livrate mediului de extracție. În timpul experimentelor, probele au fost plasate într-o pungă cu gheață, sub agitare magnetică continuă, pentru a menține o temperatură scăzută a probelor. După finalizarea extracției, probele au fost filtrate în vid și apoi centrifugate (2500× g timp de 5 min). Pentru eliminarea apei și a alcoolului din supernatanți s-a utilizat un evaporator rotativ. Reziduurile rămase de apă și alcool din probe au fost supuse liofilizării pentru a obține un extract sub formă de pulbere. Alternativ, solventul poate fi îndepărtat cu ajutorul unui filtru cu vid și al unui evaporator rotativ cu vid, pentru a obține un concentrat de ciuperci.
 

 
Condițiile optimizate de extracție cu ultrasunete au fost următoarele:

• ultrasonicatorul UIP1000hdT cu sonotroda BS4d40: amplitudine 100%, ciclu 100%)
• Hericium erinaceus uscată și măcinată
• solvent: etanol apos 80%
• raport solvent–material: 1:30 (g/mL)
• timp de extracție: 45 min

Conținutul total de compuși fenolici din acest extract optimizat de H. erinaceus a fost de 23,2 mg GAE/g DM, iar în testul DPPH activitatea antioxidantă a atins un IC50 de 87,2 μg/mL.
Echipa de cercetare a demonstrat cu succes că extracția cu ultrasunete favorizează eficient izolarea antioxidanților din Hericium erinaceus, în special a polifenolilor și flavonoidelor corelate cu diterpenoida erinacină A, cunoscută pentru activitatea sa antioxidantă ridicată.
(cf. Valu et al., 2020)

În acest videoclip, demonstrăm extracția cu ultrasunete în apă rece din ciuperci Chaga. Hielscher UP100H este un omogenizator cu ultrasunete de 100 wați. Această sondă de 14mm – MS14 – este foarte potrivită pentru extracția din plante în loturi mici. Puteți regla intensitatea cu ajutorul butonului rotativ pentru amplitudine. Pentru această demonstrație de extracție, folosim o intensitate de 100%.

Găsiți ultrasonicatorul ideal pentru extracția ciupercii coama leului!

Coama leului este bogată în chitină. Ca toate ciupercile, coama leului are multă chitină în pereții celulari. Chitina este un biopolimer rezistent, care conferă pereților celulari rigiditate și rezistență ridicate. Din cauza conținutului ridicat de chitină, coama leului nu ar trebui consumată crudă, deoarece chitina este greu digerabilă și poate provoca disconfort gastric.
Pentru a sparge pereții celulari ai ciupercii coama leului și a extrage compușii bioactivi intracelulari, sunt necesare forțe intense. Prin urmare, băile cu ultrasunete sau rezervoarele de curățare nu oferă rezultatele de extracție dorite.
Citiți mai multe despre comparația de eficiență dintre un sonicator cu sondă și o baie cu ultrasunete!
În schimb, sonotrodele ultrasonice creează local unde ultrasonice de intensitate ridicată și cavitație, care furnizează energia necesară pentru a distruge pereții celulari ai ciupercilor ce conțin chitină. În plus, sonicarea cu sondă este o metodă de extracție non-termică, ce previne degradarea termică a compușilor bioactivi prin căldură. Prin urmare, ultrasonicatoarele cu sondă reprezintă cea mai eficientă tehnică de extracție pentru ciupercile medicinale.
 
Solicitați-ne ultrasonicatorul cu sondă potrivit pentru extracția dumneavoastră din ciuperci!
 
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre:

Contactați-ne acum și obțineți mai multe informații despre ultrasonicatoarele pentru extracția din ciuperci! Personalul nostru bine instruit, cu experiență îndelungată, vă va recomanda cu plăcere cel mai potrivit extractor cu ultrasunete pentru procesul dumneavoastră de extracție din ciuperci!

---

---

Literatură / Referințe

• 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

Informații utile

Compuși bioactivi din ciuperci: miceliu vs. corp fructifer

Atât extractele din miceliu, cât și cele din corpul fructifer pot fi produse prin extracție cu ultrasunete și ambele au propriile beneficii unice. Care dintre ele este mai bun depinde de cazul de utilizare specific și de rezultatele dorite.
Extractele din miceliu sunt în general mai ieftine și mai ușor de produs în cantități mari decât extractele din corpul fructifer, ceea ce le face mai accesibile. Miceliul conține, de asemenea, mulți compuși benefici, precum polizaharide, ergosterol și enzime.
Pe de altă parte, extractele din corpul fructifer conțin niveluri mai ridicate de beta-glucani, triterpenoide și alți compuși care au fost asociați cu beneficii pentru sănătate. De asemenea, corpurile fructifere tind să aibă o gamă mai diversă de compuși și pot fi mai puternice în unele cazuri.
În cele din urmă, alegerea între extractele din miceliu și cele din corpul fructifer va depinde de aplicația specifică și de efectele dorite. De exemplu, dacă urmăriți susținerea sistemului imunitar, un extract din miceliu poate fi o opțiune bună datorită conținutului său ridicat de polizaharide. Dacă urmăriți susținerea funcției cognitive, un extract din corpul fructifer poate fi o alegere mai bună datorită conținutului său ridicat de triterpenoide. De asemenea, merită menționat că extractele de înaltă calitate, atât din miceliu, cât și din corpul fructifer, pot fi eficiente și benefice pentru o varietate de scopuri.

Care este cea mai bună metodă de extracție a beta-glucanilor din coama leului?

Extracția cu ultrasunete în apă rece este cea mai bună tehnică pentru eliberarea compușilor solubili în apă din ciuperci, precum corpul fructifer al ciupercii coama leului. Extracția cu ultrasunete în apă rece perforează și sparge pereții celulari rezistenți ai ciupercilor pentru a elibera din matricea celulară compușii bioactivi, precum β-glucanii. Deoarece sonicarea este un proces delicat, aceasta nu deteriorează fitochimicalele și previne degradarea tuturor compușilor bioactivi benefici pentru sănătate, inclusiv a beta-glucanilor.

Care sunt avantajele unui extract de ciuperci?

Procesul de extracție, de ex. extracția cu ultrasunete, eliberează din matricea celulară compușii bioactivi, precum beta-glucanii. Prin urmare, extractele de ciuperci conțin cantități mai mari de compuși bioactivi comparativ cu pulberea de ciuperci măcinate. Fracțiunea principală a β-glucanilor, care sunt polimeri cu greutate moleculară mare, este solubilă în apă. De aceea, extracția cu ultrasunete în apă rece nu este doar o metodă de extracție sănătoasă și ecologică, ci eliberează eficient β-glucanii din celulele ciupercilor în apă. Cu ajutorul extractului devine posibilă producerea de agenți terapeutici și suplimente alimentare care conțin o cantitate constantă de molecule bioactive în fiecare doză.

Compuși bioactivi din coama leului

Printre metaboliții bioactivi foarte importanți și bine studiați se numără și erinacinele (A-I), un grup de diterpenoide de tip ciatină extrase din miceliul de Hericium erinaceus, numită și coama leului sau yamabushitake, precum și hericenonele (C-H), derivați ai alcoolului benzilic extrași din corpul fructifer. Ambele grupuri de compuși pot traversa cu ușurință bariera hematoencefalică și au demonstrat efecte neurotrope și neuroprotectoare. Se raportează că acestea induc sinteza factorului de creștere nervoasă (NGF), atât in vitro, cât și in vivo. Totuși, această ciupercă medicinală are și proprietăți antioxidante, antiinflamatoare, anticanceroase, imunostimulatoare, antidiabetice, antimicrobiene, hipolipemiante și antihiperglicemiante, deși cea mai frecventă utilizare a sa este în tratamentul bolilor neurodegenerative și al deficitului cognitiv.
Erinacina A, principalul reprezentant al grupului erinacinelor, s-a dovedit a avea un efect protector eficient împotriva bolii Parkinson. Într-un model murin de boală Parkinson cu 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), erinacina A a produs o reducere a pierderii de celule dopaminergice induse de MPTP, a morții celulare apoptotice induse de stresul oxidativ și a nivelurilor de glutation, nitrotirozină și 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE); de asemenea, a inversat deficitele motorii asociate cu MPTP și a redus afectarea legată de citotoxicitatea și apoptoza celulelor neuronale induse de 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP), printr-o activare susținută de stresul reticulului endoplasmatic (ER) a căilor IRE1α/TRAF2, JNK1/2 și p38 MAPK, a expresiei proteinei omoloage C/EBP (CHOP), a IKB-β și a NF-κB, precum și a Fas și Bax. S-a constatat, de asemenea, că acest metabolit este eficient împotriva accidentului vascular cerebral ischemic, conform unui studiu pe șobolani în care s-a observat reducerea apoptozei neuronale, precum și a dimensiunii cavității produse de accidentul vascular în creier, prin țintirea căilor iNOS/specii reactive de azot (RNS) și p38 protein kinază activată de mitogeni (MAPK)/proteină omoloagă a proteinei de legare a amplificatorului CCAAT (CHOP).
De asemenea, s-a raportat că erinacina A are o activitate antitumorală semnificativă în celulele de cancer gastric uman TSGH 9201, în care a indus o apoptoză semnificativă asociată cu fosforilarea crescută a căilor kinazei de adeziune focală/protein kinazei FAK/Akt/p70S6K și serin/treonin kinazei PAK-1. Aceasta a dus, de asemenea, la creșterea citotoxicității și a generării de ROS, la reducerea invazivității și activarea caspazelor, precum și la expresia receptorului de necroză tumorală TRAIL. Acțiunea antitumorală puternică a acestui metabolit a fost ulterior confirmată de un studiu recent, atât in vitro, pe două linii celulare de cancer de colon uman (DLD-1 și HCT-116), cât și in vivo, pe un model murin, care i-a clarificat suplimentar mecanismele. Efectele tratamentului au inclus stimularea căilor extrinseci de activare a apoptozei (TNFR, Fas, FasL, caspaze), suprimarea expresiei moleculelor antiapoptotice Bcl-2 și Bcl-XL și fosforilarea kinazei N-terminale Jun JNK1/2, care răspunde la stimuli de stres, NF-κB p50 și p330. S-a demonstrat, de asemenea, că reglarea în sus a moleculelor receptorilor morții prin calea JNK MAPK/p300/NF-κB este mediată de modificarea histonei H3K9K14ac; rezultatele testului in vivo au evidențiat, de fapt, niveluri crescute de histonă H3K9K14ac, precum și acetilarea histonelor pe promotorii Fas, FasL și TNFR.
O altă erinacină, erinacina C, este cunoscută pentru acțiunile sale antineuroinflamatoare și neuroprotectoare, care ar putea fi realizate printr-un mecanism de inhibare a IκB, a p-IκBα (implicată în cascada de transducție a semnalului NF-κB din amonte) și a expresiei proteinei sintazei inductibile a oxidului nitric (iNOS), precum și prin activarea căii de protecție împotriva stresului Nrf2/HO-1. Tratamentul celulelor microgliale umane BV2 cu inflamație indusă de LPS a dus la niveluri reduse de oxid nitric (NO), IL-6, TNF-α și iNOS, la inhibarea expresiei NF-κB, și fosforilarea proteinelor IκBα (p-IκBα), precum și la inhibarea proteinei 1 asociate ECH de tip Kelch (Keap1) și la creșterea factorului nuclear de transcripție înrudit cu eritroid 2 (Nrf2) și a expresiei proteinei hem oxigenază-1 (HO-1).
(extras din Venturella et al., 2021)