Extrakcia beta-glukánov z húb pomocou ultrazvuku
Materiály a vybavenie
- Huby (napr. 100 g nakrájaných alebo nakrájaných húb)
- Studená destilovaná voda (napr. 500 ml)
- Mixér alebo mlynček
- Sklenené kadičky alebo banky
- Filtračný papier alebo nastavenie vákuovej filtrácie
- Odstredivka (voliteľné)
- Alkohol (napr. etanol) na zrážanie
- Chladnička
- Sušiaca rúra
Protokol extrakcie beta-glukánu
- Huby (napr. Chaga alebo Lion) rozdrvte’ hriva) na hrubé častice cca. 1 až 3 milimetre. Použite napríklad 100 g sušených častíc húb.
- Potom pridajte častice húb do sklenenej kadičky alebo banky.
- Potom pridajte 500 ml destilovanej vody do kadičky obsahujúcej častice húb, ktoré sa majú extrahovať. Pomer vody a húb sa môže líšiť v závislosti od konkrétneho typu huby a veľkosti častíc.
- Po premiešaní suspenzie zmes sonikujte pomocou ultrazvukového laboratórneho homogenizátora (napr. UP400St s 22 mm sonotródou pri 100 % amplitúde alebo UP200Ht so 14 mm sonotródou pri 100 % amplitúde) a udržujte teplotu pod 90 °C. Nižšie teploty pomáhajú zachovať zlúčeniny citlivé na teplo, ako sú beta-glukány počas extrakcie. Sonikujte cca. 5 až 10 minút pri použití UP400St a 10 až minút pri použití UP200Ht. Upozorňujeme, že teplota a čas extrakcie sa môžu líšiť v závislosti od použitého ultrazvukového výkonu. Samozrejme, väčšie objemy budú vyžadovať dlhšie časy sonikácie.
- Sonikovanú zmes prefiltrujte cez filtračný papier alebo použite vákuové filtračné nastavenie na oddelenie kvapaliny (obsahujúcej extrahované beta-glukány) od pevných zvyškov húb.
- Potom vyzrážajte beta-glukány z kvapaliny pridaním alkoholu (napr. Etanolu). Na zrážanie môžete zvyčajne použiť 2-3 objemy alkoholu.
- Potom zmes uchovávajte niekoľko hodín v chladničke, aby sa beta-glukány vyzrážali.
- Po zrážaní môžete kvapalinu opatrne dekantovať a zhromaždiť zrazeninu beta-glukánu.
- Nakoniec beta-glukány sušte v rúre pri nízkej teplote (napr. 40-50 °C), kým sa neodstráni všetok alkohol a nezískate suchý prášok.
Huby vykazujú rozdiely vo svojich vlastnostiach. Proces extrakcie beta-glukánu sa teda môže líšiť v závislosti od faktorov, ako sú konkrétne druhy húb, stav húb (sušených alebo čerstvých), veľkosť častíc a teplota extrakcie. Ak chcete optimalizovať postup extrakcie, zvážte experimentovanie s rôznymi parametrami vrátane zmeny pomerov pevnej látky a kvapaliny, úpravy teplôt, skúmania rôznych rozpúšťadiel a testovania rôznych trvaní sonikácie a nastavení amplitúdy.
Ultrazvukom asistovaná enzymatická extrakcia beta-glukánu
Ultrazvukom asistovaná enzymatická extrakcia je metóda používaná na extrakciu beta-glukánov z húb pomocou kombinácie enzýmov a ultrazvukových vĺn. Tento proces zvyšuje účinnosť extrakcie rozkladom bunkových stien húb a uľahčením uvoľňovania beta-glukánov.
Rozšírenie extrakcie beta-glukánu z húb
Po vytvorení protokolu extrakcie beta-glukánu, ktorý spĺňa vaše požiadavky, rozšírenie procesu extrakcie môže byť jednoduché.
Dávková extrakcia
Ak plánujete škálovať pomocou metódy dávkovej extrakcie, odporúčame zvýšiť objem dávky pri zachovaní konštantných pomerov pevných látok a kvapaliny a všetkých ostatných parametrov. Ak budete pokračovať v používaní rovnakého ultrazvukového homogenizátora, nezabudnite úmerne predĺžiť čas sonikácie. Pre dávky presahujúce 1 liter možno budete chcieť zvážiť začlenenie pomalého miešadla na udržanie suspenzie častíc a zlepšenie rovnomernosti extrakcie. Obrázok nižšie zobrazuje 8-litrové dávkové extrakčné nastavenie pomocou ultrazvukového homogenizátora UP400St v kombinácii s laboratórnym miešadlom.
Inline extrakcia húb
Pre tých, ktorí majú záujem o nepretržitú extrakciu väčšieho množstva beta-glukánov z húb, ponúka spoločnosť Hielscher Ultrasonics reaktory s prietokovými bunkami určené na extrakciu botanického materiálu. Ak sa vás to týka, odporúčame vám, aby ste sa obrátili priamo na nás a požiadali o ďalšie informácie. Náš technický tím vám rád pomôže pri určovaní najvhodnejšieho nastavenia pre vaše špecifické potreby. Vykonanie vyššie uvedeného laboratórneho experimentu s konkrétnymi druhmi húb však môže byť neoceniteľné pre pochopenie presných požiadaviek procesu. Na obrázku nižšie je znázornený veľký reaktor s prietokovou bunkou s ultrazvukovým homogenizátorom UIP4000hdT na extrakciu beta-glukánov v množstve približne 50 až 200 litrov suspenzie s rozpúšťadlom húb za hodinu.
Empirická koncentrácia beta-glukánu druhov húb
Nižšie nájdete zoznam empirických koncentrácií beta-glukánu, ktoré boli extrahované z rôznych druhov húb.
Druhy húb | Celkom 1,3-1,6-β-D-glukán (g/100 g suchej hmoty) |
---|---|
Hríb pinophilus | 9,8% |
Suillus granulatus | 13,3% |
Craterellus cornucopioides | 4,5% |
Suillus variegatus | 13,7% |
Hydnum repandum | 4,1% |
Gyroporus cyanescens | 14,3% |
Tricholomopsis rutilans | 10,2% |
Agaricus bisporus (portobello) | 4% |
Agaricus bisporus (cremini) | 4% |
Auricularia auricularia-judae | 16,8% |
obsah 1,3-1,6-β-D-glukánu v analyzovaných voľne rastúcich a pestovaných hubách, Zdroj:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Kvantitatívne hodnotenie obsahu 1,3-1,6-β-D-glukánu vo voľne rastúcich druhoch jedlých poľských húb. Rocz Panstw Zakl Hig 2017; 68(3):281-290.

SonoStation: Mobilný systém na kľúč pre ultrazvukové spracovanie – pozostávajúce z ultrazvukových dispergátorov, čerpadla, miešadla a nádrže

Ultrazvukový homogenizátor UIP4000hdT na spracovanie približne 50 až 200 litrov suspenzie s rozpúšťadlom húb za hodinu
Kvantifikácia koncentrácie extraktu beta-glukánu v hubách
Koncentráciu beta-glukánu po extrakcii je možné kvantifikovať rôznymi metódami v závislosti od typu beta-glukánu a špecifických požiadaviek analýzy. Bežné metódy na kvantifikáciu koncentrácie beta-glukánu sú uvedené nižšie. Výber metódy samozrejme závisí od faktorov, ako je požadovaná presnosť a dostupné vybavenie.
-
Gravimetrická metóda
- Princíp: Táto metóda je založená na zrážaní beta-glukánov etanolom, po ktorom nasleduje sušenie a váženie zrazeniny.
- Postup: Vzorka sa rozpustí vo vode, ošetrí sa etanolom, aby sa vyzrážali beta-glukány, a potom sa zrazenina zhromaždí, vysuší a odváži.
- Výhody: Jednoduché a široko používané.
- Obmedzenia: Menej presné v porovnaní s inými metódami.
-
Kolorimetrické metódy
- Princíp: Tieto metódy zahŕňajú farebné reakcie so špecifickými činidlami, ktoré spôsobujú zmenu farby úmernú koncentrácii beta-glukánu.
-
Príklady:
- Metóda kyseliny fenol-sírovej: Táto metóda zahŕňa ošetrenie vzorky koncentrovanou kyselinou sírovou a fenolom, čím sa roztok zmení na oranžový. Intenzita farby je úmerná koncentrácii beta-glukánu.
- Metóda Anthrone: Činidlo Anthrone reaguje s beta-glukánmi za vzniku modrozelenej farby a meria sa intenzita farby.
- Výhody: Citlivé a vhodné na vysokovýkonnú analýzu.
- Obmedzenia: Interferencia z iných zlúčenín a potreba špecifických činidiel.
-
Enzymatické testy
- Princíp: Enzymatické testy využívajú enzýmy, ako je β-glukanáza, na rozklad beta-glukánov na jednoduchšie cukry a uvoľnené cukry sa kvantifikujú.
- Výhody: Vysoko špecifické a presné.
- Obmedzenia: Vyžaduje špecializované vybavenie a činidlá.
-
Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC)
- Princíp: HPLC oddeľuje a kvantifikuje zlúčeniny na základe ich interakcií s chromatografickou kolónou.
- Postup: Beta-glukány sa hydrolyzujú na monosacharidy a výsledné cukry sa oddelia a kvantifikujú pomocou HPLC.
- Výhody: Vysoko presné a vhodné pre zložité vzorky.
- Obmedzenia: Vyžaduje špecializované vybavenie a odborné znalosti.
-
Špecifické imunotesty
- Princíp: Imunotesty používajú protilátky špecifické pre beta-glukány na kvantifikáciu ich koncentrácie.
-
Príklady:
- ELISA (enzýmový imunosorbentný test): Pri tejto metóde protilátka viazaná na enzýmy spôsobuje zmenu farby, keď sa viaže na beta-glukány.
- Testy laterálneho toku: Ide o rýchle testy, ktoré poskytujú viditeľný výsledok na testovacom prúžku.
- Výhody: Vysoká špecifickosť a citlivosť.
- Obmedzenia: Vyžaduje špecifické protilátky a môže byť nákladnejšie.