Vă întrebați de ce extracția ciupercilor folosind o baie cu ultrasunete sau un rezervor de curățare cu ultrasunete nu vă oferă randamentul dorit al extractului? Aflați aici tot ce trebuie să știți despre pereții celulari rigidi care conțin chitină din ciuperci, cea mai bună tehnică de extracție și solvenții potriviți!

De ce am nevoie de forțe intense pentru extracția ciupercilor?

Toate ciupercile comestibile au pereți celulari din chitină, același material care alcătuiește crustacee și cochilii de insecte. Chitina este un material foarte puternic, care dă celulelor ciuperci o duritate ridicată. Peretele celular creează o barieră în calea compartimentelor intracelulare, care conțin moleculele bioactive ale ciupercilor. Moleculele importante de ciuperci sunt, de exemplu, α- și β-glucani, polizaharide, terpene, antioxidanți, vitamine sau compuși halucinogene. Fiecare specie de ciuperci are o gamă unică de compuși bioactivi. Pentru a elibera aceste substanțe care promovează sănătatea din celulele ciupercilor, pereții celulari trebuie descompusi. Datorită conținutului său de chitină, întreruperea celulelor de ciuperci este o sarcină dificilă și necesită cunoștințe și echipamente sofisticate.

Ruperea pereților celulelor de ciuperci care conțin chitină cu Sonicare

În timp ce chitina este o mare sursă de fibre, prebiotice și antioxidanți, problema este că oamenii nu au capacitatea de a descompune chitina. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că, atunci când consumați ciuperci crude netratate, nu veți beneficia de mulți dintre compușii bioactivi din ciuperci, deoarece acestea sunt prinse în celule, care sunt protejate de pereți celulari puternici care conțin chitină.
Extracția cu ultrasunete face compuși bioactivi din ciuperci biodisponibilitate, astfel încât organismul uman poate absorbi nutrientul rapid și complet. În plus, în extracte de ciuperci cu ultrasunete substanțele nutritive benefice sunt concentrate astfel încât chiar și o cantitate mică de extract de ciuperci da rezultatele dorite de promovare a sănătății.

Ultrasonication pentru extracția ciupercilor

Ultrasonication este un proces în care undele sonore de înaltă frecvență sunt folosite pentru a crea bule de cavitație într-un lichid. Când aceste bule se prăbușesc, ele creează forțe de forfecare localizate intense care pot descompune celulele și pot elibera conținutul celulelor în lichid.
În extracția ciupercilor, Ultrasonication poate fi folosit pentru a descompune pereții celulari ai ciupercilor și pentru a elibera compușii lor bioactivi într-un solvent. Există două tipuri de ultrasonicators: baie de tip și sondă de tip sondă.

De ce baia mea cu ultrasunete oferă rezultate slabe de extracție a ciupercilor?

Un ultrasonicator de tip baie este un dispozitiv în care proba este plasată într-un recipient umplut cu solventul, iar undele ultrasonice sunt aplicate pe întregul recipient. Această metodă este cunoscută ca destul de ineficientă, ca baie cu ultrasunete distribuie energia cu ultrasunete inegal și cu o intensitate scăzută. Ca într-o baie cu ultrasunete proba de ciuperci este sonicated indirect, ultrasunetele nu pot pătrunde adânc în probă. Undele cu ultrasunete trebuie să treacă prin pereții vasului înainte de a lovi materialul de ciuperci. Astfel, undele cu ultrasunete de intensitate deja scăzută ale rezervorului cu ultrasunete sunt chiar diminuate în continuare.

Aceste măsurători UV-Vis arată diferența semnificativă de extracție dintre o sondă cu ultrasunete și baie cu ultrasunete. Ultrasonicator de tip sondă UP100H (grafic negru) oferă un randament semnificativ mai mare chaga extract de ciuperci decât baia cu ultrasunete (grafic roșu).

Extracția intensă cu ultrasunete folosind o sondă cu ultrasunete

Pe de altă parte, un ultrasonicator de tip sondă este echipat cu un vârf – așa-numitul sonotode sau sondă – care pot fi introduse direct în eșantion, permițând aplicarea mai concentrată și localizată a energiei cu ultrasunete. Acest lucru duce la o perturbare celulară semnificativ mai eficientă și extracția compușilor bioactivi, în special în zonele dense sau greu accesibile ale probei.
Aplicarea concentrată și localizată a energiei cu ultrasunete furnizate de ultrasonicator de tip sondă asigură că chitina este supusă unei cantități suficiente de energie pentru a fi defalcate.
În plus, sonda poate fi mutată în diferite zone ale eșantionului, creând macro-amestecare suplimentară pentru a se asigura că toate părțile ciupercii sunt sonicate în mod adecvat. Acest lucru este deosebit de important pentru ciupercile cu pereți celulari groși sau structuri dense, unde poate fi dificil să se asigure extracția completă folosind alte metode.

Sondă cu ultrasunete vs baie cu ultrasunete pentru extracția ciupercilor

În rezumat, intensitatea ridicată a sonicare de tip sondă este necesară pentru a descompune chitina în pereții celulelor ciuperci și eliberarea compușilor bioactivi. Aplicarea concentrată și localizată a energiei cu ultrasunete furnizate de ultrasonicator de tip sondă asigură că chitina este sonicată în mod adecvat, rezultând în extracția mai eficientă și mai aprofundată a compușilor bioactivi din ciuperci.
Un ultrasonicator de tip sondă este în general considerat a fi mai eficient pentru extracția ciupercilor, deoarece poate oferi o extracție mai uniformă și mai aprofundată a compușilor bioactivi în comparație cu un ultrasonicator de tip baie.
Citiți mai multe despre diferențele în prelucrarea cu ultrasunete folosind o sondă cu ultrasunete vs o baie cu ultrasunete!
 

Care este solventul ideal pentru extracția ciupercilor cu ultrasunete?

Ultrasonication ca metodă de extracție este compatibil cu orice solvent. Acest lucru înseamnă că alegerea solventului potrivit trebuie făcută luând în considerare speciile de ciuperci și compușii bioactivi, care ar trebui să fie extrași.
Ciupercile conțin o varietate de compuși bioactivi, cum ar fi polizaharide, beta-glucani, triterpenoide, compuși fenolici și ergosterol, care s-au dovedit a avea diverse beneficii pentru sănătate. Extracția acestor compuși bioactivi din ciuperci poate fi realizată folosind diferiți solvenți, fiecare cu avantajele și dezavantajele sale. Iată câțiva dintre solvenții utilizați în mod obișnuit pentru extracția compușilor bioactivi din ciuperci:

• Apă: Apa este un solvent comun pentru extracția compușilor bioactivi din ciuperci. Polizaharidele și beta-glucanii sunt solubili în apă, ceea ce îl face un solvent ideal pentru extracția acestor compuși. Apa este, de asemenea, un solvent sigur și non-toxic, ceea ce îl face un solvent ideal pentru alimente și medicamente.
• Etanol: Etanolul este un solvent polar care este utilizat în mod obișnuit pentru extracția compușilor fenolici și a triterpenoidelor din ciuperci. Etanolul poate fi, de asemenea, utilizat pentru a extrage polizaharide și beta-glucani, dar la un randament mai mic decât apa.
• Etanol apos: Etanol apos înseamnă un amestec de apă și etanol. Raportul dintre apă și etanol poate fi ajustat la cerințe. Utilizarea etanolului apos ca solvent are mai multe avantaje față de utilizarea apei sau a etanolului singur. În primul rând, adăugarea etanolului în apă poate îmbunătăți solubilitatea anumitor compuși bioactivi care nu sunt foarte solubili numai în apă, cum ar fi unii compuși fenolici și triterpenoide. În al doilea rând, utilizarea etanolului apos poate duce la randamente de extracție mai mari în comparație cu apa sau etanolul singur, deoarece poate extrage o gamă mai largă de compuși bioactivi.
  Alegerea concentrației etanolului în solventul etanolic apos depinde de polaritatea compușilor bioactivi extrași. O concentrație mai mare de etanol (70-100%) poate fi utilizată pentru extracția compușilor mai puțin polari, în timp ce o concentrație mai mică de etanol (30-50%) poate fi utilizată pentru extracția mai multor compuși polari.
• Metanol: Metanolul este un alt solvent polar care poate fi utilizat pentru extracția compușilor fenolici din ciuperci. Metanolul este toxic, deci trebuie utilizat cu prudență. O purificare sofisticată este necesară pentru a elimina metanolul după extracție.
• Acetonă: Acetona este un solvent nepolar care este utilizat în mod obișnuit pentru extracția ergosterolului din ciuperci. Acetona este inflamabilă și toxică, deci trebuie utilizată cu prudență.
• Hexan: Hexanul este un solvent nepolar care poate fi utilizat pentru extracția compușilor lipofili din ciuperci. Hexanul este inflamabil și toxic, deci trebuie utilizat cu prudență.

Alegerea solventului pentru extracția compușilor bioactivi din ciuperci depinde de tipul de compus extras și de aplicarea preconizată. Apa și etanolul apos sunt, în general, solvenții cei mai siguri și cel mai frecvent utilizați pentru extracția compușilor bioactivi din ciuperci. Cu toate acestea, alți solvenți, cum ar fi etanolul, metanolul, acetona și hexanul, pot fi utilizați pentru aplicații specifice sau atunci când extracția apei nu este suficientă. Este important să se utilizeze acești solvenți cu prudență și să se respecte procedurile de siguranță adecvate.