De ce este un ultrasonicator de tip sondă cel mai bun pentru extracția ciupercilor?
Vă întrebați de ce extracția ciupercilor folosind o baie cu ultrasunete sau un rezervor de curățare cu ultrasunete nu vă oferă randamentul dorit de extract? Aflați aici tot ce trebuie să știți despre pereții celulari rigizi care conțin chitină ai ciupercilor, cea mai bună tehnică de extracție și solvenții adecvați!
De ce am nevoie de forțe intense pentru extracția ciupercilor?
Toate ciupercile comestibile au pereți celulari din chitină, același material care formează crustacee și cochilii de insecte. Chitina este un material foarte puternic, care conferă celulelor de ciuperci o duritate ridicată. Peretele celular creează o barieră în compartimentele intracelulare, care conțin moleculele bioactive ale ciupercilor. Moleculele importante de ciuperci sunt, de exemplu, α- și β-glucanii, polizaharidele, terpenele, antioxidanții, vitaminele sau compușii halucinogeni. Fiecare specie de ciuperci prezintă o gamă unică de compuși bioactivi. Pentru a elibera aceste substanțe care promovează sănătatea din celulele ciupercilor, pereții celulari trebuie să fie defalcați. Datorită conținutului său de chitină, întreruperea celulelor de ciuperci este o sarcină dificilă și necesită cunoștințe și echipamente sofisticate.

Ultrasonicator portabil UP100H pentru extracția eficientă a ciupercilor.
Ruperea pereților celulari de ciuperci care conțin chitină cu sonicare
În timp ce chitina este o sursă excelentă 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 biodisponibile, astfel încât corpul uman poate absorbi nutrientul rapid și complet. În plus, în extractele 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 de a elibera compușii lor bioactivi într-un solvent. Există două tipuri de ultrasonicators: tip baie și tip sondă.
De ce baia mea cu ultrasunete oferă rezultate slabe de extracție ciuperci?
Un ultrasonicator de tip baie este un dispozitiv în care proba este plasată într-un recipient umplut cu solvent, iar undele ultrasonice sunt aplicate întregului recipient. Această metodă este cunoscută ca fiind destul de ineficientă, deoarece baia cu ultrasunete distribuie energia ultrasonică inegal și cu o intensitate scăzută. Ca și 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 deja de intensitate scăzută ale rezervorului ultrasonic sunt și mai diminuate.

Aceste măsurători UV-Vis arată diferența semnificativă de extracție dintre o sondă cu ultrasunete și baie cu ultrasunete. Sonda de tip ultrasonicator UP100H (grafic negru) oferă un randament semnificativ mai mare extract de ciuperci chaga decât baia cu ultrasunete (grafic roșu).
Extracție intensă cu ultrasunete folosind o sondă cu ultrasunete
Pe de altă parte, un ultrasonicator de tip sondă este echipat cu un vârf – așa-numitul sonotod sau sondă – care poate fi introdus direct în probă, permițând aplicarea mai concentrată și localizată a energiei ultrasonice. Acest lucru are ca rezultat o perturbare celulară semnificativ mai eficientă și extragerea compușilor bioactivi, în special în zonele dense sau greu accesibile ale probei.
Aplicarea concentrată și localizată a energiei ultrasonice furnizate de ultrasonicator de tip sondă asigură că chitina este supusă unei cantități suficiente de energie pentru a fi defalcată.
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.
- Extracție mai completă
- randamente mai mari
- extracte de înaltă calitate
- proces rapid
- Proces rece / non-termic
- Compatibil cu orice solvent
- ușor și sigur de operat
- întreținere redusă

Extractor cu ultrasunete UP400St pentru producerea extractelor organice de ciuperci.
Sondă cu ultrasunete vs baie cu ultrasunete pentru extracția ciupercilor
Pe scurt, intensitatea ridicată a sonicării de tip sondă este necesară pentru a descompune chitina din pereții celulari ai ciupercilor și pentru a elibera compușii bioactivi. Aplicarea concentrată și localizată a energiei cu ultrasunete furnizate de ultrasonicator tip sondă asigură că chitina este sonicated în mod adecvat, rezultând într-o extracție 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 cu ultrasunete ciuperci?
Ultrasonication ca metodă de extracție este compatibil cu orice solvent. Aceasta înseamnă că alegerea solventului potrivit trebuie făcută luând în considerare speciile de ciuperci și compușii bioactivi, care ar trebui 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, făcându-l un solvent ideal pentru extracția acestor compuși. Apa este, de asemenea, un solvent sigur și netoxic, făcându-l 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 triterpenoizilor 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 de etanol 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 de etanol în solventul apos de etanol 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. Este necesară o purificare sofisticată 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 aplicația prevăzută. Apa și etanolul apos sunt, în general, cei mai siguri și mai frecvent utilizați solvenți 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 utilizați acești solvenți cu prudență și să urmați procedurile de siguranță adecvate.
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
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.
- Asadi, Amin; Pourfattah, Farzad; Miklós Szilágyi, Imre; Afrand, Masoud; Zyla, Gawel; Seon Ahn, Ho; Wongwises, Somchai; Minh Nguyen, Hoang; Arabkoohsar, Ahmad; Mahian, Omid (2019): Effect of sonication characteristics on stability, thermophysical properties, and heat transfer of nanofluids: A comprehensive review. Ultrasonics Sonochemistry 2019.
Fapte care merită știute
Chitina ca bloc de construcție a pereților celulari fungici
Chitina este un material multipolimeric găsit pe scară largă în multe clase de ciuperci, inclusiv Ascomycetes, Basidiomycetes și Phycomycetes. Chitina este o moleculă dură care se poate forma în lanțuri lungi și ochiuri, oferind un schelet 3D în jurul celulelor fungice. Chitina fungică este prezentă în membranele structurale și pereții celulari ai miceliilor, tulpinilor și sporilor și conferă structurii celulare a ciupercilor o rezistență ridicată și rigiditate. Chitina biopolimer este o polizaharidă modificată care conține azot; este sintetizat din unități de N-acetil-D-glucozamină (GlcNAc) și se caracterizează printr-o greutate moleculară mare.

Molecula de chitină este prezentă în pereții celulari fungici. Datorită rigidității ridicate, rigidității și rigidității chitinei, celulele ciupercilor necesită forțe intense pentru a sparge pereții celulari și pentru a elibera compușii bioactivi. Ultrasonicators tip sondă creează cavitație intensă și forțe de forfecare, care extrag eficient moleculele bioactive din ciuperci.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.