Ультразвуковая экстракция лекарственных грибов
Лекарственные грибы известны с древних времён своей исключительной пользой для здоровья. В последнее время лекарственные грибы становятся широко распространённым товаром для улучшения здоровья и повышения уровня энергии. Чтобы ощутить весь спектр поддерживающих здоровье эффектов лекарственных грибов, из грибных клеток необходимо высвободить такие соединения, как полисахариды, тритерпеноиды и другие биологически активные вещества. Ультразвуковая экстракция – превосходный метод выделения биологически активных соединений из растительного сырья, такого как рейши, ежовик гребенчатый, кордицепс, шиитаке, чага и т. д.
Экстракты лекарственных грибов – полученные с помощью ультразвука
Лекарственные грибы утвердились в статусе суперфуда и ноотропного средства благодаря своему необычайному воздействию на когнитивные функции и иммунную систему. Помимо улучшения здоровья и когнитивных функций, лекарственные грибы используются для профилактики и лечения заболеваний (например, рака, диабета, воспалений и т. д.). Наиболее известные виды съедобных грибов – чага, рейши, ежовик гребенчатый, кордицепс, шиитаке и майтаке.
UP100H, мощный ультразвуковой экстрактор мощностью 100 ватт, используется для экстракции биологически активных соединений из чаги (Inonotus obliquus).
Что касается наиболее выраженных эффектов грибов для здоровья, было показано, что биологически активные соединения грибов укрепляют иммунитет, повышают уровень фактора роста нервов (NGF), улучшают выносливость при физической нагрузке и способствуют долголетию. К биологически активным соединениям, вызывающим эти благоприятные для здоровья эффекты, относятся, например, полисахариды, такие как α-глюканы и β-глюканы. Профиль глюканов различается у отдельных видов грибов и определяет применение разных грибов для достижения различных эффектов. Например, ежовик гребенчатый способствует повышению уровня фактора роста нервов (NGF), кордицепс улучшает выносливость, а рейши поддерживает иммунную систему и способствует долголетию.
Перейдите по следующим ссылкам, чтобы узнать больше об экстракции из конкретных грибов, включая протоколы экстракции и видеодемонстрации:
Почему грибные экстракты?
Грибные экстракты имеют преимущество: употребление лишь небольших количеств даёт такие же эффекты, как употребление больших количеств грибных порошков, необходимых для получения желаемых эффектов. Грибные экстракты, выделенные с помощью ультразвука, обеспечивают вас всеми важными питательными веществами и биологически активными веществами в очень концентрированной форме!
Ультразвуковая экстракция полисахаридов
Для выделения полисахаридов (таких как альфа-глюканы и бета-глюканы), тритерпенов и других биологически активных соединений из лекарственных грибов ультразвуковая экстракция является самым удобным, эффективным и производительным методом.
Другие полезные компоненты, содержащиеся во многих съедобных грибах, – селен, витамин D и витамин B3. При интенсивной обработке ультразвуком клеточные стенки грибов (состоящие из хитина) перфорируются и подвергаются лизису, благодаря чему химические соединения, такие как полисахариды, витамины и т. д., высвобождаются в окружающий растворитель. Ультразвуковая экстракция отличается высокой эффективностью, высвобождая полный спектр биологически активных соединений за очень короткое время экстракции по сравнению с традиционными методами.
После экстракции биологически активные соединения можно отделить и очистить с помощью фильтрации, дистилляции / выпаривания и осаждения для получения высококонцентрированных, высокоэффективных грибных экстрактов. Затем эти грибные экстракты перерабатывают в лекарственные препараты, пищевые добавки, ингредиенты функциональных пищевых продуктов, настойки и тонизирующие средства.
Ультразвуковая экстракция водой или растворителем
Огромное преимущество ультразвуковой экстракции – широкий выбор растворителей , из которых можно выбрать подходящий. Выделение фитохимических веществ и биологически активных соединений с помощью ультразвука можно проводить в таких растворителях, как вода, этанол, метанол, изопропанол, смеси воды и этанола, глицерин, растительные масла и т. д.
В зависимости от целевых соединений, которые необходимо выделить, экстракцию из грибов с помощью ультразвука можно проводить в воде или таких растворителях, как этанол, метанол, изопропанол и т. д. Поскольку грибы содержат преимущественно водорастворимые целевые соединения и лишь небольшое число нерастворимых в воде компонентов, обычно предпочтительным методом является экстракция водой или водным раствором этанола. Растворители с более высоким процентным содержанием спирта используются специально для выделения экстрактов с высоким содержанием тритерпенов.
UP400St Ультразвуковой аппарат UP400St отличается высокой эффективностью и позволяет быстро извлекать биологически активные соединения, такие как полисахариды, терпены, алкалоиды и другие микохимические вещества, из мицелия и плодового тела лекарственных грибов.
- Наивысшая эффективность
- Быстрая экстракция
- Более полная экстракция
- Высококачественные экстракты полного спектра
- Мягкий, нетермический процесс (холодная экстракция)
- Соответствие фармацевтическим / пищевым требованиям
- Стандартизированный процесс
- Выбор различных растворителей
- Безопасность и простота эксплуатации
Результаты ультразвуковой экстракции из грибов
Параметры ультразвукового процесса имеют решающее значение для выделения и извлечения фитохимических веществ. Во-первых, такие параметры ультразвука, как амплитуда, давление и температура, являются важными факторами для настройки процесса экстракции на наивысшие выход и качество. Во-вторых, точно контролируемые условия процесса обеспечивают защиту экстрактов от разрушения вследствие слишком сильных технологических воздействий (например, высоких температур). Например, соединения растительного происхождения, такие как полисахариды, склонны к разрушению при воздействии высоких температур.
Экстракторы Hielscher Ultrasonics поддаются точному управлению – посредством установки амплитуды, давления и температуры на оптимальные значения. Это обеспечивает воспроизводимость результатов, качество экстракта и стандартизацию процесса.
Исследование (Alzorqi et al.) показало, что (1-3; 1-6)-β-d-glucans из малайзийских грибов, извлечённые путём обработки ультразвуком, обладают более высокой антиоксидантной активностью, большей молекулярной массой и оптимальной степенью разветвления по сравнению с экстрактами, полученными традиционными методами экстракции.
Высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы
Hielscher Ultrasonics – производитель с многолетним опытом изготовления высокопроизводительных ультразвуковых аппаратов, которые успешно применяются для выделения биологически активных компонентов из растительного сырья и грибов. Благодаря линейке продукции, охватывающей весь диапазон от небольших ручных ультразвуковых аппаратов до настольных и пилотных систем и полностью промышленных установок, Hielscher Ultrasonics является вашим партнёром, который помогает вам от первых испытаний осуществимости процесса и его оптимизации до окончательной установки вашей промышленной производственной линии. Для высвобождения биологически активных соединений из растительного сырья могут потребоваться высокие амплитуды – особенно когда необходимо перфорировать прочные клеточные стенки и подвергнуть их лизису. Ультразвуковые процессоры Hielscher Ultrasonics, например UIP500hdT или UIP2000hdT, могут работать с очень высокими амплитудами до 200µm. Разумеется, работа с такими высокими амплитудами возможна непрерывно в режиме 24/7. Прочность ультразвуковых аппаратов Hielscher обеспечивает бесперебойную работу в режиме 24/7 при больших нагрузках и в сложных условиях.
- Высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы
- Точное управление
- Воспроизводимые результаты
- Линейная масштабируемость
- Прочность и низкие требования к обслуживанию
- Консультации и сервис
- Простота и безопасность эксплуатации
SonoStation – ультразвуковая система с 2x 2kW ультразвуковыми аппаратами, резервуаром с мешалкой и насосом – превосходно подходит для экстракции больших количеств.
| Объём партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500mL | от 10 до 200mL/min | UP100H |
| от 10 до 2000mL | от 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| от 0,1 до 20L | от 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| от 10 до 100L | от 2 до 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | от 10 до 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | больше | группа аппаратов UIP16000 |
Ультразвуковые экстракторы высокой мощности – от лабораторного до пилотного и промышленного масштаба.
Литература / Ссылки
- Alzorqi I., Sudheer S., Lu T.J., Manickam S. (2017): Ultrasonically extracted β-d-glucan from artificially cultivated mushroom, characteristic properties and antioxidant activity. Ultrasonic Sonochemistry 2017. 531-540.
- Alzorqi I., Singh A., Manickam S., Al-Qrimli H. (2016): Optimization of ultrasound assisted extraction (UAE) of β-D-glucan polysaccharides from Ganoderma lucidum for prospective scale-up. Resource-Efficient Technologies 2016.
- Khan, A.A., Gani A., Masoodi F., Kousar S., Ahmad M. (2014): Antioxidant and Functional Properties of β-Glucan Extracted from Edible Mushrooms Agaricus Bisporus, Pleurotus Ostreatus and Coprinus Atramentarius. Proceedings of the 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP8) 2014.
- Vardanega R., Santos D.T., Meireles M.A.M. (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Полезные сведения
Ультразвуковая экстракция – принцип работы
Ультразвуковая экстракция – простая, недорогая, быстрая и эффективная технология, которая интенсифицирует экстракцию в системе жидкость–твёрдое тело и превосходит традиционные методы экстракции. Основные преимущества ультразвуковой экстракции в системе твёрдое тело–жидкость обусловлены ускорением кинетики экстракции и массопереноса, а также увеличением выхода экстракта. Ещё одно преимущество – возможность проводить процесс экстракции при более низких температурах, предотвращая разрушение термочувствительных соединений. По сравнению с альтернативными методами выделения, такими как микроволновая экстракция или экстракция сверхкритическим CO2, ультразвуковой экстрактор дешевле (как при покупке, так и в эксплуатации), а также удобен для пользователя и безопасен в эксплуатации.
Ультразвуковая экстракция основана на акустической кавитации и возникающих при ней гидродинамических силах сдвига. Системы Hielscher Ultrasonics создают интенсивные ультразвуковые волны и кавитацию для извлечения фитохимических веществ из растительного сырья.
Акустическая кавитация – явление, возникающее при обработке ультразвуком: при передаче интенсивных ультразвуковых волн в жидкую среду жидкость подвергается циклам сжатия и расширения. Во время расширения (разрежения) в жидкости возникают вакуумные пузырьки или полости. Эти вакуумные пузырьки образуются, когда создаваемое отрицательное давление превышает предел прочности жидкости на растяжение. В течение нескольких циклов сжатия / разрежения вакуумные пузырьки растут, пока не достигают состояния, в котором уже не могут поглощать дополнительную энергию, после чего резко схлопываются (имплозия пузырьков). Во время имплозии пузырьков локально возникают экстремальные условия, такие как очень большие перепады температуры и давления, потоки жидкости и силы сдвига. Эти интенсивные силы разрушают клетки (растений и тканей), вследствие чего внутриклеточный материал (например, полисахариды, терпены, белки, флавоны и т. д.) высвобождается в растворитель. Процесс образования, роста и схлопывания вакуумных пузырьков известен как кавитация.
Гриб
Гриб (лат. fungus, множественное число: fungi) – ботанический термин для всех представителей группы эукариотических организмов, включающей микроорганизмы, такие как дрожжи и плесневые грибы, а также шляпочные грибы. Особенно в традиционной медицине (например, азиатской / китайской медицине) грибы применяют для получения разнообразных эффектов, таких как улучшение когнитивных функций, укрепление иммунной системы или достижение долголетия. В настоящее время лекарственные грибы используются не только в качестве альтернативного лекарственного средства: грибные экстракты также употребляют как функциональные пищевые продукты или суперфуды. Например, такие грибы, как майтаке, кордицепс, траметес разноцветный и рейши, употребляют ради их иммуномодулирующего действия. Некоторые виды грибов, такие как псилоцибиновые грибы (в обиходе называемые «волшебными грибами»), используются ради их психоделических свойств. Грибы не являются растениями и относятся к царству грибов.
Полисахариды
Полисахариды – важные биологически активные соединения, содержащиеся в лекарственных грибах. Они применяются как биохимически активные соединения в фармацевтических и нутрицевтических средствах, оказывая такие положительные эффекты, как регуляция иммунитета, устранение или предотвращение радиационных повреждений, противодействие свёртыванию крови, а также противораковое, противовирусное и гипогликемическое действие. Полисахариды грибного происхождения лентинан, шизофиллан и крестин признаны иммуноцевтиками (препаратами, укрепляющими иммунную систему) в Японии, Корее и Китае.
Помимо полисахаридов, грибы содержат фенолы, гетерополисахариды, гликогены, витамины и тритерпены, а также другие полезные компоненты.
Виды лекарственных грибов
В грибе чаге , также известном как Inonotus obliquus или чёрный древесный гриб (в обиходе также называемом угольным трутовиком, берёзовым трутовиком, шлаковым трутовиком), полисахариды являются наиболее значимыми активными соединениями. Полисахариды чаги обладают очень сильной антиоксидантной активностью, нейтрализуя свободные радикалы.
Ежовик гребенчатый (Hericium erinaceus) – съедобный и лекарственный гриб, относящийся к группе грибов с шиповатым гименофором. Ежовик гребенчатый известен своим нейропротекторным и ноотропным действием, то есть он используется для улучшения памяти и когнитивных функций.
Рейши (Ganoderma lucidum, также известный как Лин Чжи / Линчжи, Маннентаке, гриб бессмертия) – трутовый гриб, который легко узнать по красной лакированной шляпке почковидной формы. Гриб рейши вырабатывает группу тритерпенов, называемых ганодеровыми кислотами. Ганодеровые кислоты имеют молекулярную структуру, сходную со структурой стероидных гормонов. Кроме того, к другим соединениям, содержащимся в рейши, относятся полисахариды (например, бета-глюкан), кумарин, маннитол и алкалоиды. Стеролы, выделенные из этого гриба, включают ганодерол, ганодереновую кислоту, ганодериол, ганодерманонтриол, люцидадиол и ганодермадиол. С кулинарной точки зрения рейши известен своим горьким вкусом, и его часто употребляют в составе кофейных напитков.
Шиитаке (Lentinula edodes; в обиходе называемый чёрным лесным древесным грибом, Сян Гу, ароматным грибом) широко используется как ингредиент азиатских блюд. При применении в оздоровительных целях шиитаке укрепляет иммунную систему и приводит к значительному уменьшению воспаления.
Coriolus versicolor (Trametes versicolor, Polyporus versicolor; в обиходе называемый грибом «индюшачий хвост», Юнь Чжи, Каваратаке) содержит полисахариды PSK, PSP и Kresin, а также B-1,3 и B-1,4 glucans. Полисахариды используются для улучшения иммунной функции у пациентов с определёнными видами рака при применении вместе с химиотерапией. В традиционной китайской медицине «индюшачий хвост» используется как тонизирующее средство.
Cordyceps sinensis (Ophiocordyceps sinensis; также известный как китайский гусеничный гриб, Дун Чун Ся Цао, ярца гунбу) – ещё один гриб с исключительными антиоксидантными свойствами. Кордицепс содержит сильные антиоксиданты, которые нейтрализуют вредные свободные радикалы, а также усиливает активность собственной антиоксидантной системы организма.
Майтаке (Grifola frondosa; облачный гриб, Хуэй Шу Хуа, лесная курица, баранья голова, овечья голова) – трутовый гриб, который, как было показано, стимулирует как врождённую, так и адаптивную иммунную систему. Исследования показали, что майтаке стимулирует иммунную систему пациентов с раком молочной железы. Кроме того, он оказывает сахароснижающее действие, поскольку содержит ингибитор альфа-глюкозидазы.
Agaricus subrufescens (также известный под названиями Agaricus blazei, Agaricus brasiliensis, Agaricus rufotegulis; в обиходе – миндальный гриб, гриб солнца, Божий гриб, гриб жизни, королевский солнечный шампиньон, цзисунжун или химэмацутакэ) – съедобный гриб, отличающийся сладким вкусом и ароматом миндаля. Гриб Agaricus – популярный лекарственный гриб, используемый преимущественно для укрепления иммунной системы.