Extrakcia beta-glukánov z húb pomocou ultrazvuku

Extrakcia beta-glukánov z húb na laboratórne testovanie alebo výrobné účely zahŕňa kombináciu sekania, mletia alebo drvenia húb, ultrazvukom asistovanej extrakcie a zrážania beta-glukánov. Tu je zjednodušený náčrt procesu extrakcie beta-glukánu spolu s príkladmi objemov a hmotností pre experiment v laboratórnom meradle. Upozorňujeme, že špecifické podmienky a merania sa môžu líšiť v závislosti od druhu huby a požadovanej čistoty beta-glukánu.

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

1. Huby (napr. Chaga alebo Lion) rozdrvte’ hriva) na hrubé častice cca. 1 až 3 milimetre. Použite napríklad 100 g sušených častíc húb.
2. Potom pridajte častice húb do sklenenej kadičky alebo banky.
3. 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.
4. 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.
5. Sonikovanú zmes prefiltrujte cez filtračný papier alebo použite vákuové filtračné nastavenie 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. Potom zmes uchovávajte niekoľko hodín v chladničke, aby sa beta-glukány vyzrážali.
8. Po zrážaní môžete kvapalinu opatrne dekantovať a zhromaždiť zrazeninu beta-glukánu.
9. 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.