Вам интересно, почему экстракция грибов с использованием ультразвуковой ванны или резервуара 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 силы для извлечения грибов?

Все съедобные грибы имеют клеточные стенки из хитина, того же материала, из которого состоят раковины ракообразных и насекомых. Хитин является очень прочным материалом, который придает грибным клеткам высокую прочность. Клеточная стенка создает барьер для внутриклеточных компартментов, которые содержат биологически активные молекулы грибов. Важными молекулами грибов являются, например, α и β-глюканы, полисахариды, терпены, антиоксиданты, витамины или галлюциногенные соединения. Каждый вид грибов имеет уникальный набор биологически активных соединений. Чтобы освободить эти полезные для здоровья вещества из клеток грибов, клеточные стенки должны быть разрушены. Из-за содержания хитина разрушение грибной клетки является сложной задачей и требует некоторых знаний и сложного оборудования.

Разрушение хитинсодержащих клеточных стенок грибов с помощью ультразвука

Хотя хитин является отличным источником клетчатки, пребиотиков и антиоксидантов, проблема в том, что люди не обладают способностью расщеплять хитин. Это также означает, что когда вы потребляете сырые необработанные грибы, вы не выиграете от многих биологически активных соединений в грибах, потому что они находятся в ловушке в клетках, которые защищены сильными хитинсодержащими клеточными стенками.
Ультразвуковая экстракция делает биоактивные соединения из грибов биодоступными, так что организм человека может усваивать питательные вещества быстро и полностью. Кроме того, в ультразвуковых экстрактах грибов концентрируются полезные питательные вещества, так что даже небольшое количество экстракта гриба дает желаемые оздоровительные результаты.

Ультразвук для экстракции грибов

Ультразвук — это процесс, в котором высокочастотные звуковые волны используются для создания кавитационных пузырьков в жидкости. Когда эти пузырьки разрушаются, они создают интенсивные локализованные силы сдвига, которые могут разрушать клетки и высвобождать 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: ванных и зондовых.

Почему моя ультразвуковая ванна дает плохие результаты экстракции грибов?

Ультразвуковой аппарат банного типа представляет собой устройство, в котором образец помещается в контейнер, заполненный растворителем, и ультразвуковые волны подаются на весь контейнер. 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 ультразвуком косвенно, ультразвук не может проникнуть глубоко в образец. Ультразвуковые волны должны пройти через стенки сосуда, прежде чем они ударятся о грибной материал. Таким образом, и без того низкоинтенсивные ультразвуковые волны ультразвукового резервуара еще больше уменьшаются.

Эти измерения UV-Vis показывают значительную разницу в экстракции между ультразвуковым зондом и ультразвуковой ванной. Ультразвуковой аппарат зондового типа UP100H (черный график) дает значительно более высокий выход экстракта гриба чага, чем ультразвуковая ванна (красный график).

Интенсивная ультразвуковая экстракция с помощью ультразвукового зонда

С другой стороны, ультразвук зондового типа оснащен наконечником. – так называемый сонотод или зонд – которые могут быть вставлены непосредственно в образец, что позволяет более сфокусировать и локализовать применение ультразвуковой энергии. Это приводит к значительно более эффективному разрушению клеток и экстракции биологически активных соединений, особенно в плотных или труднодоступных областях образца.
Сфокусированное и локализованное применение ультразвуковой энергии, обеспечиваемое ультразвуковым аппаратом зондового типа, гарантирует, что хитин подвергается достаточному количеству энергии для разрушения.
Кроме того, зонд может перемещаться в различные области образца, создавая дополнительное макро-смешивание, чтобы гарантировать, что все части гриба достаточно обработаны ультразвуком. Это особенно важно для грибов с толстыми клеточными стенками или плотными структурами, где может быть сложно обеспечить полную экстракцию с использованием других методов.

Ультразвуковой зонд против ультразвуковой ванны для экстракции грибов

Таким образом, высокая интенсивность обработки ультразвуком зондового типа необходима для разрушения хитина в клеточных стенках грибов и высвобождения биологически активных соединений. Сфокусированное и локализованное применение ультразвуковой энергии, обеспечиваемое ультразвуковым аппаратом зондового типа, гарантирует, что хитин адекватно обрабатывается ультразвуком, что приводит к более эффективной и тщательной экстракции биологически активных соединений из грибов.
Ультразвуковой аппарат зондового типа, как правило, считается более эффективным для экстракции грибов, поскольку он может обеспечить более равномерную и тщательную экстракцию биологически активных соединений по сравнению с ультразвуковым аппаратом типа ванны.
Узнайте больше о различиях в ультразвуковой обработке с использованием ультразвукового зонда и ультразвуковой ванны!
 

Что является идеальным растворителем для ультразвуковой экстракции грибов?

Ультразвуковая обработка как метод экстракции совместима с любым растворителем. Это означает, что выбор правильного растворителя должен быть сделан с учетом видов грибов и биологически активных соединений, которые должны быть извлечены.
Грибы содержат различные биологически активные соединения, такие как полисахариды, бета-глюканы, тритерпеноиды, фенольные соединения и эргостерин, которые, как было показано, обладают различными преимуществами для здоровья. Экстракция этих биологически активных соединений из грибов может быть достигнута с использованием различных растворителей, каждый со своими преимуществами и недостатками. Вот некоторые из часто используемых растворителей для экстракции биологически активных соединений из грибов:

• Вода: Вода является распространенным растворителем для экстракции биологически активных соединений из грибов. Полисахариды и бета-глюканы являются водорастворимыми, 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 средств.
• Этанол: Этанол является полярным растворителем, который обычно используется для экстракции 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 означает смесь воды и этанола. Соотношение воды к этанолу может быть скорректировано в соответствии с требованиями. 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 растворимы только в воде, таких как некоторые фенольные соединения и тритерпеноиды. Во-вторых, использование водного этанола может привести к более высоким выходам экстракции по сравнению с водой или этанолом, поскольку он может извлекать 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 большего количества полярных соединений.
• Метанол: Метанол является еще одним полярным растворителем, который можно использовать для экстракции фенольных соединений из грибов. Метанол токсичен, поэтому его следует применять с осторожностью. Для удаления метанола после экстракции требуется сложная очистка.
• Ацетон: Ацетон является неполярным растворителем, который обычно используется для экстракции эргостерина из грибов. Ацетон легковоспламеняющийся и токсичный, поэтому его следует применять с осторожностью.
• Гексан: Гексан является неполярным растворителем, который может быть использован для экстракции липофильных соединений из грибов. Гексан легковоспламеняющийся и токсичный, поэтому его следует применять 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 самыми безопасными и наиболее часто используемыми растворителями для экстракции биологически активных соединений из грибов. Однако другие растворители, такие как этанол, метанол, ацетон и гексан, могут быть использованы для конкретных применений или когда экстракции воды недостаточно. Важно использовать эти растворители с осторожностью и соблюдать соответствующие процедуры безопасности.