Почему ультразвуковой аппарат зондового типа лучше всего подходит для экстракции грибов?
Вы задаетесь вопросом, почему экстракция грибов с помощью ультразвуковой ванны или емкости для ультразвуковой очистки не дает вам желаемого выхода экстракта? Узнайте здесь все, что вам нужно знать о жестких хитинсодержащих клеточных стенках грибов, лучшей технике экстракции и подходящих растворителях!
Зачем нужны интенсивные усилия для экстракции грибов?
Все съедобные грибы имеют клеточные стенки, изготовленные из хитина, того же материала, из которого состоят панцири ракообразных и насекомых. Хитин является очень прочным материалом, который придает клеткам гриба высокую прочность. Клеточная стенка создает барьер для внутриклеточных компартментов, в которых содержатся биологически активные молекулы грибов. Важными молекулами грибов являются, например, α- и β-глюканы, полисахариды, терпены, антиоксиданты, витамины или галлюциногенные соединения. Каждый вид грибов обладает уникальным набором биологически активных соединений. Чтобы высвободить эти полезные для здоровья вещества из клеток гриба, клеточные стенки должны быть разрушены. Из-за содержания хитина разрушение клеток гриба является сложной задачей и требует определенных знаний и сложного оборудования.
Разрушение клеточных стенок хитинсодержащих грибов с помощью ультразвука
В то время как хитин является отличным источником клетчатки, пребиотиков и антиоксидантов, проблема в том, что у человека нет способности расщеплять хитин. Это также означает, что когда вы потребляете сырые необработанные грибы, вы не получите пользы от многих биологически активных соединений в грибах, потому что они заключены в клетки, которые защищены прочными клеточными стенками, содержащими хитин.
Ультразвуковая экстракция делает биоактивные соединения из грибов биодоступными, благодаря чему организм человека может быстро и полностью усвоить питательное вещество. Кроме того, в ультразвуковых экстрактах грибов концентрируются полезные питательные вещества, так что даже небольшое количество экстракта грибов дает желаемые оздоровительные результаты.
Ультразвуковое исследование для экстракции грибов
Ультразвуковая обработка — это процесс, при котором высокочастотные звуковые волны используются для создания кавитационных пузырьков в жидкости. Когда эти пузырьки схлопываются, они создают интенсивные локализованные силы сдвига, которые могут разрушить клетки и высвободить содержимое клеток в жидкость.
При экстракции грибов ультразвук может быть использован для разрушения клеточных стенок грибов и высвобождения их биологически активных соединений в растворитель. Существует два типа ультразвуковых аппаратов: ванны и зондового типа.
Почему моя ультразвуковая ванна дает плохие результаты экстракции грибов?
Ультразвуковой аппарат ванного типа представляет собой устройство, в котором образец помещается в емкость, наполненную растворителем, а ультразвуковые волны подаются на всю емкость. Этот метод известен как достаточно неэффективный, так как ультразвуковая ванна распределяет ультразвуковую энергию неравномерно и с низкой интенсивностью. Поскольку в ультразвуковой ванне образец гриба обрабатывается опосредованно, ультразвук не может проникнуть вглубь образца. Ультразвуковые волны должны пройти через стенки сосуда, прежде чем они попадут на грибовидный материал. Таким образом, и без того низкой интенсивности ультразвуковые волны ультразвукового резервуара еще больше уменьшаются.
Интенсивная ультразвуковая экстракция с помощью ультразвукового зонда
С другой стороны, ультразвуковой аппарат зондового типа оснащен наконечником – так называемый сонотод или зонд – Он может быть вставлен непосредственно в образец, что позволяет более целенаправленно и локализовать применение ультразвуковой энергии. Это приводит к значительно более эффективному разрушению клеток и экстракции биологически активных соединений, особенно в плотных или труднодоступных участках образца.
Сфокусированное и локализованное применение ультразвуковой энергии, обеспечиваемой ультразвуковым датчиком, гарантирует, что хитин подвергается воздействию достаточного количества энергии для расщепления.
Кроме того, зонд можно перемещать по разным областям образца, создавая дополнительное макроперемешивание, чтобы гарантировать, что все части гриба адекватно обработаны ультразвуком. Это особенно важно для грибов с толстыми стенками клеток или плотной структурой, где может быть сложно обеспечить полную экстракцию другими методами.
- Более полное извлечение
- Более высокая урожайность
- высококачественные экстракты
- Быстрый процесс
- Холодный / нетермический процесс
- Совместим с любым растворителем
- Простота и безопасность в эксплуатации
- Низкие эксплуатационные расходы
Ультразвуковой зонд против ультразвуковой ванны для экстракции грибов
Таким образом, высокая интенсивность ультразвуковой обработки зондового типа необходима для разрушения хитина в клеточных стенках гриба и высвобождения биологически активных соединений. Целенаправленное и локализованное применение ультразвуковой энергии, обеспечиваемое ультразвуковым аппаратом зондового типа, обеспечивает адекватное ультразвуковое воздействие хитина, что приводит к более эффективному и тщательному извлечению биологически активных соединений из грибов.
Ультразвуковой аппарат зондового типа, как правило, считается более эффективным для экстракции грибов, поскольку он может обеспечить более равномерное и тщательное извлечение биологически активных соединений по сравнению с ультразвуковым аппаратом ванного типа.
Узнайте больше о различиях в ультразвуковой обработке с помощью ультразвукового датчика и ультразвуковой ванны!
Что такое идеальный растворитель для ультразвуковой экстракции грибов?
Ультразвук как метод экстракции совместим с любым растворителем. Это означает, что выбор правильного растворителя должен быть сделан с учетом вида гриба и биологически активных соединений, которые должны быть экстрагированы.
Грибы содержат множество биологически активных соединений, таких как полисахариды, бета-глюканы, тритерпеноиды, фенольные соединения и эргостерол, которые, как было доказано, обладают различными преимуществами для здоровья. Экстракция этих биологически активных соединений из грибов может быть достигнута с помощью различных растворителей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Вот некоторые из часто используемых растворителей для экстракции биологически активных соединений из грибов:
- Вода: Вода является распространенным растворителем для извлечения биологически активных соединений из грибов. Полисахариды и бета-глюканы растворимы в воде, что делает его идеальным растворителем для экстракции этих соединений. Вода также является безопасным и нетоксичным растворителем, что делает ее идеальным растворителем для пищевых продуктов и лекарственных препаратов.
- Этанол: Этанол является полярным растворителем, который обычно используется для извлечения фенольных соединений и тритерпеноидов из грибов. Этанол также может быть использован для извлечения полисахаридов и бета-глюканов, но с меньшим выходом, чем вода.
- Водный этанол: Водный этанол представляет собой смесь воды и этанола. Соотношение воды и этанола можно регулировать в соответствии с потребностями. Использование водного этанола в качестве растворителя имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием только воды или этанола. Во-первых, добавление этанола в воду может улучшить растворимость некоторых биологически активных соединений, которые не очень хорошо растворяются только в воде, таких как некоторые фенольные соединения и тритерпеноиды. Во-вторых, использование водного этанола может привести к более высокому выходу экстракции по сравнению с водой или только этанолом, поскольку он может экстрагировать более широкий спектр биологически активных соединений.
Выбор концентрации этанола в водном растворителе этанола зависит от полярности экстрагируемых биологически активных соединений. Более высокая концентрация этанола (70-100%) может быть использована для экстракции менее полярных соединений, в то время как более низкая концентрация этанола (30-50%) может быть использована для экстракции более полярных соединений. - Метанол: Метанол является еще одним полярным растворителем, который можно использовать для извлечения фенольных соединений из грибов. Метанол токсичен, поэтому его следует использовать с осторожностью. Для удаления метанола после экстракции требуется сложная очистка.
- Ацетон: Ацетон является неполярным растворителем, который обычно используется для извлечения эргостерола из грибов. Ацетон легковоспламеняющийся и токсичный, поэтому его следует использовать с осторожностью.
- Гексан: Гексан является неполярным растворителем, который можно использовать для извлечения липофильных соединений из грибов. Гексан легковоспламеняющийся и токсичный, поэтому его следует использовать с осторожностью.
Выбор растворителя для экстракции биологически активных соединений из грибов зависит от типа экстрагируемого соединения и предполагаемого применения. Вода и водный этанол, как правило, являются наиболее безопасными и наиболее часто используемыми растворителями для извлечения биологически активных соединений из грибов. Тем не менее, другие растворители, такие как этанол, метанол, ацетон и гексан, могут использоваться для конкретных применений или когда экстракции воды недостаточно. Важно использовать эти растворители с осторожностью и соблюдать соответствующие процедуры безопасности.
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Литература / Литература
- 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.
Факты, которые стоит знать
Хитин как строительный материал клеточных стенок гриба
Хитин является мультиполимерным материалом, широко распространенным во многих классах грибов, включая аскомицеты, базидиомицеты и фикомицеты. Хитин — это прочная молекула, которая может образовывать длинные цепочки и сетки, образуя трехмерный скелет вокруг грибковых клеток. Хитин грибов присутствует в структурных мембранах и клеточных стенках мицелия, стеблей и спор и придает клеточной структуре грибов высокую прочность и жесткость. Биополимер хитин представляет собой модифицированный полисахарид, который содержит азот; он синтезируется из единиц N-ацетил-D-глюкозамина (GlcNAc) и характеризуется высокой молекулярной массой.