Extrakcia beta-glukánov z húb pomocou ultrazvuku

Extrakcia beta-glukánov z húb na účely laboratórneho testovania alebo výroby zahŕňa kombináciu sekania, mletia alebo drvenia húb, ultrazvukom podporovanej extrakcie a zrážania beta-glukánov. Nasleduje zjednodušený prehľad procesu extrakcie beta-glukánov spolu s príkladmi objemov a hmotností pre experiment v laboratórnom meradle. Upozorňujeme, že konkrétne podmienky a merané hodnoty sa môžu líšiť v závislosti od druhu huby a požadovanej čistoty beta-glukánov.

Materiály a vybavenie

• Huby (napr. 100g nasekaných alebo nakrájaných húb)
• Studená destilovaná voda (napr. 500mL)
• Mixér alebo mlynček
• Sklenené kadičky alebo banky
• Filtračný papier alebo aparatúra na vákuovú filtráciu
• Centrifúga (voliteľná)
• Alkohol (napr. etanol) na zrážanie
• Chladnička
• Sušiareň

Protokol extrakcie beta-glukánov

1. Huby (napr. čagu alebo koralovec ježovitý) pomeľte alebo rozdrvte na hrubé častice s veľkosťou približne 1 až 3 milimetre. Použite napríklad 100g sušených hubových častíc.
2. Potom vložte hubové častice do sklenenej kadičky alebo banky.
3. Následne pridajte 500mL destilovanej vody do kadičky s hubovými časticami určenými na extrakciu. Pomer vody k hubám sa môže líšiť v závislosti od konkrétneho druhu huby a veľkosti častíc.
4. Po premiešaní suspenzie sonikujte zmes pomocou ultrazvukového laboratórneho homogenizátora (napr. UP400St so sonotródou s priemerom 22mm pri 100% amplitúde alebo UP200Ht so sonotródou s priemerom 14mm pri 100% amplitúde) a udržiavajte teplotu pod 90°C. Nižšie teploty pomáhajú pri extrakcii zachovať zlúčeniny citlivé na teplo, ako sú beta-glukány. Pri použití UP400St sonikujte približne 5 až 10 minút a pri použití UP200Ht 10 až minút. Upozorňujeme, že teplota a čas extrakcie sa môžu líšiť v závislosti od použitého ultrazvukového výkonu. Väčšie objemy si, samozrejme, vyžadujú dlhšie časy sonikácie.
5. Sonikovanú zmes prefiltrujte cez filtračný papier alebo použite aparatúru na vákuovú filtráciu na oddelenie kvapaliny (obsahujúcej extrahované beta-glukány) od pevných zvyškov húb.
6. Potom vyzrážajte beta-glukány z kvapaliny pridaním alkoholu (napr. etanolu). Na zrážanie môžete zvyčajne použiť 2–3 objemy alkoholu.
7. Následne uložte zmes na niekoľko hodín do chladničky, aby sa beta-glukány mohli vyzrážať.
8. Po vyzrážaní môžete kvapalinu opatrne zliať a odobrať zrazeninu beta-glukánov.
9. Nakoniec sušte beta-glukány v sušiarni pri nízkej teplote (napr. 40–50°C), kým sa neodstráni všetok alkohol a nezískate suchý prášok.

Toto video predvádza vysoko účinnú extrakciu koralovca ježovitého pomocou ultrazvukového homogenizátora Hielscher UP200Ht.

Huby sa líšia svojimi vlastnosťami. Proces extrakcie beta-glukánov sa preto môže líšiť v závislosti od faktorov, ako sú konkrétny druh huby, stav húb (sušené alebo čerstvé), veľkosť častíc a teplota extrakcie. Na optimalizáciu postupu extrakcie zvážte experimentovanie s rôznymi parametrami vrátane zmeny pomeru pevnej fázy ku kvapaline, úpravy teplôt, skúšania rôznych rozpúšťadiel a testovania rôznych časov sonikácie a nastavení amplitúdy.

Ultrazvukom podporovaná enzymatická extrakcia beta-glukánu

Ultrazvukom podporovaná enzymatická extrakcia je metóda používaná na extrakciu beta-glukánov z húb kombináciou enzýmov a ultrazvukových vĺn. Tento proces zvyšuje účinnosť extrakcie rozrušovaním bunkových stien húb a uľahčením uvoľňovania beta-glukánov.

Zväčšovanie meradla extrakcie beta-glukánov z húb

Keď vytvoríte protokol extrakcie beta-glukánov, ktorý spĺňa vaše požiadavky, zväčšenie meradla extrakčného procesu môže byť jednoduché.

Zväčšovanie meradla vsádzkovej extrakcie

Ak plánujete zväčšiť meradlo pomocou vsádzkovej extrakcie, odporúčame zväčšiť objem vsádzky a zároveň zachovať konštantný pomer pevnej fázy ku kvapaline aj všetky ostatné parametre. Ak naďalej používate ten istý ultrazvukový homogenizátor, nezabudnite úmerne predĺžiť čas sonikácie. Pri vsádzkach presahujúcich 1 liter môžete zvážiť použitie pomalobežného miešadla na udržanie častíc v suspenzii a zlepšenie rovnomernosti extrakcie. Na obrázku nižšie je zostava na vsádzkovú extrakciu s objemom 8 litrov využívajúca ultrazvukový homogenizátor UP400St v kombinácii s laboratórnym miešadlom.

Prietoková extrakcia húb

Pre záujemcov o kontinuálnu extrakciu väčších množstiev beta-glukánov z húb ponúka Hielscher Ultrasonics reaktory s prietokovou celou určené na extrakciu rastlinného materiálu. Ak máte o túto možnosť záujem, kontaktujte nás priamo a získajte ďalšie informácie. Náš technický tím vám rád pomôže určiť najvhodnejšiu zostavu pre vaše konkrétne potreby. Vykonanie už spomenutého experimentu v laboratórnom meradle s vaším konkrétnym druhom huby však môže byť neoceniteľné pre pochopenie presných požiadaviek procesu. Na obrázku nižšie je veľký reaktor s prietokovou celou a ultrazvukovým homogenizátorom UIP4000hdT na extrakciu beta-glukánov pri spracovaní približne 50 až 200 litrov suspenzie húb v rozpúšťadle za hodinu.

Empiricky zistená koncentrácia beta-glukánov v jednotlivých druhoch húb

Nižšie nájdete prehľad empiricky zistených koncentrácií beta-glukánov extrahovaných z rôznych druhov húb.

Mushroom Species	Total 1,3-1,6-β-D-glucan (g/100g dry mass)
Boletus 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 auricular-judae	16,8%

1,3-1,6-β-D-glucan content in the analyzed wild-growing and cultivated mushrooms, Source:Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Quantitative Evaluation of 1,3-1,6-Β-D-Glucan Contents in Wild–Growing Species of Edible Polish Mushrooms. Rocz Panstw Zakl Hig 2017;68(3):281-290.