Extrakt z koralovca ježovitého získaný pomocou ultrazvuku

Extrakty z huby druhu Hericium erinaceus, známej ako koralovec ježovitý, sa najúčinnejšie vyrábajú pomocou ultrazvuku. Ultrazvukové extraktory rýchlo rozrušujú bunkovú matricu huby a umožňujú úplnú extrakciu bioaktívnych zlúčenín z mycélia a plodnice koralovca ježovitého.

Extrakcia koralovca ježovitého s podporou ultrazvuku

Bioaktívne zlúčeniny v koralovci ježovitom: Hericium erinaceus, známy aj pod bežnými názvami levia hriva, japonský yamabushitake, pompon, bradatý zub, ježko alebo opičia hlava, je huba, ktorá sa už desaťročia používa v tradičnej medicíne a ako liečivý prostriedok. Koralovec ježovitý obsahuje mnoho bioaktívnych zlúčenín: polysacharidy, steroly, glykoproteíny, terpenoidy (napr. erinacíny), ako aj fenolové a prchavé zlúčeniny (napr. hericenóny). Tieto látky sú známe svojimi antioxidačnými, antidiabetickými, protirakovinovými, protizápalovými, antimikrobiálnymi, antihyperglykemickými a hypolipidemickými účinkami. Vedecký výskum ukázal, že zlúčeniny obsiahnuté v koralovci ježovitom môžu zlepšovať vývoj a funkciu neurónov a mohli by chrániť nervy pred poškodením. Preto sa v súčasnosti skúma jeho použitie ako liečivého prostriedku pri demencii.

Toto video predvádza vysoko účinnú extrakciu koralovca ježovitého pomocou ultrazvukového homogenizátora Hielscher UP200Ht. Ultrazvuková extrakcia je ideálnou technikou na výrobu vysokokvalitných plnospektrálnych extraktov obsahujúcich polysacharidy, ako sú beta-glukány, ako aj hericenóny a erinacíny.

Ultrazvuková extrakcia koralovca ježovitého:
Ultrazvuková extrakcia koralovca ježovitého je technika, ktorá využíva vysokovýkonný ultrazvuk na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z plodnice alebo mycélia koralovca ježovitého (Hericium erinaceus). Koralovec ježovitý je známa liečivá huba a obsahuje rôzne zdraviu prospešné bioaktívne zlúčeniny, ako sú polysacharidy, beta-glukány, hericenóny, erinacíny a antioxidanty.
Proces ultrazvukovej extrakcie húb zahŕňa použitie sondových ultrazvukových prístrojov, ktoré vytvárajú intenzívnu kavitáciu v kvapalnom médiu (napríklad vo vode, etanole alebo metanole) obsahujúcom hubový materiál. Vznikajúca ultrazvuková kavitácia spôsobuje rozrušenie bunkových stien hubového materiálu, čím sa bioaktívne zlúčeniny uvoľňujú do kvapaliny / rozpúšťadla. Ultrazvukové vlny tiež zintenzívňujú prenos hmoty bioaktívnych zlúčenín z hubového materiálu do rozpúšťadla, čo zvyšuje účinnosť extrakcie.
Ultrazvuková extrakcia húb je veľmi účinná a rýchla izolačná technika, ktorá nevyžaduje vysoké teploty ani škodlivé chemikálie. Extrahované bioaktívne zlúčeniny možno použiť v rôznych oblastiach, napríklad vo výživových doplnkoch, funkčných potravinách a nutraceutikách. Metóda ultrazvukovej extrakcie koralovca ježovitého je navyše šetrná k životnému prostrediu a udržateľná, vďaka čomu je ideálnou voľbou na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z prírodných zdrojov.

Vďaka týmto výhodám je sonikácia vynikajúcou extrakčnou technikou na získavanie vysokokvalitných hubových extraktov a práve preto sa ultrazvukové prístroje Hielscher používajú na výrobu hubových extraktov v laboratóriách aj v priemysle na celom svete.

Protokol ultrazvukovej extrakcie koralovca ježovitého

Valu et al. (2020) preukázali vysoko účinný postup extrakcie na získavanie a koncentrovanie bioaktívnych produktov z biomasy H. erinaceus založený na princípoch ultrazvukovej extrakcie. Na extrakciu sa použil ultrazvukový procesor Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 wattov, 20 kHz) so sonotrodou BS4d40 (priemer 40 mm). Pred extrakčnými experimentmi sa ultrazvukový procesor kalibroval na stanovenie čistého príkonu. Počas sonikácie sa táto hodnota automaticky odpočítavala od hrubej spotreby energie, čo umožnilo určiť čistý výkon dodávaný do extrakčného média. Počas experimentov sa vzorky umiestnili do vrecka s ľadom a nepretržite sa magneticky miešali, aby sa udržala nízka teplota vzoriek. Po dokončení extrakcie sa vzorky vákuovo filtrovali a následne centrifugovali (2500× g počas 5 min). Na odstránenie vody a alkoholu zo supernatantov sa použila rotačná odparka. Zvyšky vody a alkoholu, ktoré zostali vo vzorkách, sa podrobili lyofilizácii s cieľom získať práškový extrakt. Alternatívne možno rozpúšťadlo odstrániť pomocou vákuového filtra a rotačnej vákuovej odparky s cieľom získať hubový koncentrát.
 

 
Optimalizované podmienky extrakcie pomocou ultrazvuku boli nasledujúce:

• ultrazvukový prístroj UIP1000hdT so sonotrodou BS4d40: 100% amplitúda, 100% pracovný cyklus)
• sušený, mletý Hericium erinaceus
• rozpúšťadlo: 80% vodný roztok etanolu
• pomer rozpúšťadla k materiálu: 1:30 (g/mL)
• čas extrakcie: 45 min

Celkový obsah fenolových látok v tomto optimalizovanom extrakte H. erinaceus bol 23,2 mg GAE/g DM a v teste DPPH dosiahla antioxidačná aktivita hodnotu IC50 87,2 μg/mL.
Výskumný tím úspešne preukázal, že ultrazvuková extrakcia účinne podporuje izoláciu antioxidantov z Hericium erinaceus, najmä polyfenolov a flavonoidov korelovaných s diterpenoidom erinacínom A, známym svojou vysokou antioxidačnou aktivitou.
(porov. Valu et al., 2020)

V tomto videu predvádzame ultrazvukovú extrakciu huby čaga studenou vodou. Hielscher UP100H je ultrazvukový homogenizátor s výkonom 100 wattov. Táto 14mm sonda – MS14 – je veľmi vhodná na extrakciu rastlinných látok v malých dávkach. Intenzitu môžete nastaviť otočným ovládačom amplitúdy. Pri tejto ukážke extrakcie používame 100% intenzitu.

Nájdite ideálny ultrazvukový prístroj na extrakciu koralovca ježovitého!

Koralovec ježovitý je bohatý na chitín. Rovnako ako všetky huby má aj koralovec ježovitý vo svojich bunkových stenách veľa chitínu. Chitín je odolný biopolymér, ktorý bunkovým stenám dodáva vysokú tuhosť a pevnosť. Pre vysoký obsah chitínu by sa koralovec ježovitý nemal konzumovať surový, pretože chitín je ťažko stráviteľný a môže spôsobiť žalúdočné ťažkosti.
Na narušenie bunkových stien koralovca ježovitého a extrakciu vnútrobunkových bioaktívnych zlúčenín sú potrebné intenzívne sily. Preto ultrazvukové kúpele ani čistiace nádrže neposkytujú požadované výsledky extrakcie.
Prečítajte si viac o porovnaní účinnosti ultrazvukového prístroja so sondou a ultrazvukového kúpeľa!
Naproti tomu ultrazvukové sondy lokálne vytvárajú ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou a kavitáciu, ktoré dodávajú potrebnú energiu na narušenie bunkových stien húb obsahujúcich chitín. Sonikácia pomocou sondy je navyše netepelná metóda extrakcie, ktorá zabraňuje tepelnej degradácii bioaktívnych zlúčenín pôsobením tepla. Preto sú ultrazvukové prístroje so sondou najúčinnejšou technikou na extrakciu liečivých húb.
 
Požiadajte nás o vhodný ultrazvukový prístroj so sondou na extrakciu vašich húb!
 
Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad o približnej spracovateľskej kapacite našich ultrazvukových prístrojov:

Kontaktujte nás teraz a získajte viac informácií o ultrazvukových prístrojoch na extrakciu húb! Náš dobre vyškolený personál s dlhoročnými skúsenosťami vám rád odporučí najvhodnejší ultrazvukový extraktor pre váš proces extrakcie húb!

---

---

Literatúra / Referencie

• 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.
• Venturella, G.; Ferraro, V.; Cirlincione, F.; Gargano, M. L. (2021): Medicinal Mushrooms: Bioactive Compounds, Use, and Clinical Trials. International Journal of Molecular Sciences, 22(2), 634.
• Picture of Hericium By Jim Champion / Hericium erinaceum on an old tree in Shave Wood, New Forest / CC BY-SA 2.0

Užitočné fakty

Bioaktívne látky húb z mycélia v porovnaní s plodnicou

Extrakty z mycélia aj z plodnice možno vyrábať ultrazvukovou extrakciou a oba majú svoje jedinečné výhody. To, ktorý z nich je lepší, závisí od konkrétneho spôsobu použitia a požadovaných výsledkov.
Extrakty z mycélia sú vo všeobecnosti lacnejšie a ich výroba vo veľkých množstvách je jednoduchšia než výroba extraktov z plodníc, vďaka čomu sú dostupnejšie. Mycélium obsahuje aj mnohé prospešné látky, ako sú polysacharidy, ergosterol a enzýmy.
Na druhej strane extrakty z plodníc obsahujú vyššie množstvá beta-glukánov, triterpenoidov a ďalších látok, ktoré sa spájajú s priaznivými účinkami na zdravie. Plodnice majú tiež zvyčajne rozmanitejšie spektrum látok a v niektorých prípadoch môžu byť účinnejšie.
Voľba medzi extraktmi z mycélia a plodníc bude napokon závisieť od konkrétneho použitia a požadovaných účinkov. Ak napríklad hľadáte podporu imunity, extrakt z mycélia môže byť dobrou voľbou vďaka vysokému obsahu polysacharidov. Ak hľadáte podporu kognitívnych funkcií, extrakt z plodnice môže byť lepšou voľbou vďaka vysokému obsahu triterpenoidov. Za zmienku tiež stojí, že vysokokvalitné extrakty z mycélia aj z plodníc môžu byť účinné a prospešné na rôzne účely.

Aká je najlepšia metóda extrakcie beta-glukánov z koralovca ježovitého?

Ultrazvuková extrakcia studenou vodou je najlepšou technikou na uvoľnenie látok rozpustných vo vode z húb, napríklad z plodnice koralovca ježovitého. Ultrazvuková extrakcia studenou vodou perforuje a narúša pevné bunkové steny húb, čím sa z bunkovej matrice uvoľňujú bioaktívne látky, ako sú β-glukány. Keďže sonikácia je šetrný proces, nepoškodzuje fytochemikálie a zabraňuje degradácii všetkých zdraviu prospešných bioaktívnych látok vrátane beta-glukánov.

Aké sú výhody extraktu z húb?

Proces extrakcie, napr. ultrazvukovej extrakcie, uvoľňuje z bunkovej matrice bioaktívne látky, ako sú beta-glukány. Preto extrakty z húb obsahujú vyššie množstvá bioaktívnych látok v porovnaní s práškom z pomletých húb. Hlavná frakcia β-glukánov, ktoré sú vysokomolekulovými polymérmi, je rozpustná vo vode. Preto je ultrazvuková extrakcia studenou vodou nielen zdravým a ekologickým spôsobom extrakcie, ale aj účinne uvoľňuje β-glukány z buniek húb do vody. Vďaka extraktu je možné vyrábať liečivá a výživové doplnky obsahujúce rovnaké množstvo bioaktívnych molekúl v každej dávke.

Bioaktívne látky v koralovci ježovitom

Medzi veľmi významné a dobre preskúmané bioaktívne metabolity patria aj erinacíny (A-I), skupina cyatínových diterpenoidov extrahovaných z mycélia Hericium erinaceus, známeho aj ako koralovec ježovitý alebo yamabushitake, a hericenóny (C-H), deriváty benzylalkoholu extrahované z plodnice. Obe skupiny zlúčenín dokážu ľahko prechádzať hematoencefalickou bariérou a preukázali neurotropné a neuroprotektívne účinky. Uvádza sa, že indukujú syntézu nervového rastového faktora (NGF) in vitro aj in vivo. Táto liečivá huba má však aj antioxidačné, protizápalové, protinádorové, imunostimulačné, antidiabetické, antimikrobiálne, hypolipidemické a antihyperglykemické vlastnosti, hoci najčastejšie sa používa na liečbu neurodegeneratívnych ochorení a kognitívnych porúch.
Preukázalo sa, že erinacín A, hlavný zástupca skupiny erinacínov, má účinný ochranný účinok proti Parkinsonovej chorobe. V myšom modeli Parkinsonovej choroby využívajúcom 1-metyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridín (MPTP) erinacín A znížil stratu dopaminergných buniek vyvolanú MPTP, apoptotickú bunkovú smrť vyvolanú oxidačným stresom a hladiny glutatiónu, nitrotyrozínu a 4-hydroxy-2-nonenalu (4-HNE); takisto zvrátil motorické deficity súvisiace s MPTP a zmiernil poškodenie spojené s cytotoxicitou a apoptózou neurónových buniek vyvolanými 1-metyl-4-fenylpyridíniom (MPP), a to prostredníctvom aktivácie dráh IRE1α/TRAF2, JNK1/2 a p38 MAPK udržiavanej stresom endoplazmatického retikula (ER), expresie proteínu homológneho s C/EBP (CHOP), IKB-β a NF-κB, ako aj Fas a Bax. Zistilo sa tiež, že tento metabolit je účinný proti ischemickej cievnej mozgovej príhode, ako sa uvádza v štúdii na potkanoch, v ktorej sa pozorovalo zníženie apoptózy neurónov aj veľkosti dutiny v mozgu vzniknutej po cievnej mozgovej príhode prostredníctvom zacielenia na dráhy iNOS/reaktívnych foriem dusíka (RNS) a p38 mitogénom aktivovanej proteínkinázy (MAPK)/proteínu homológneho s proteínom viažucim zosilňovač CCAAT (CHOP).
Uvádza sa tiež, že erinacín A má významnú protinádorovú aktivitu v ľudských bunkách karcinómu žalúdka TSGH 9201, v ktorých indukoval výraznú apoptózu spojenú so zvýšenou fosforyláciou v dráhach kinázy fokálnych adhézií/proteínkinázy FAK/Akt/p70S6K a serín/treonínkinázy PAK-1. Viedol aj k zvýšenej cytotoxicite a tvorbe ROS, zníženiu invazívnosti a aktivácii kaspáz a k expresii receptora nádorovej nekrózy TRAIL. Silný protinádorový účinok tohto metabolitu následne potvrdila nedávna štúdia in vitro na dvoch ľudských bunkových líniách karcinómu hrubého čreva (DLD-1 a HCT-116), ako aj in vivo na myšom modeli, ktorá bližšie objasnila jeho mechanizmy. Účinky liečby zahŕňali stimuláciu dráh aktivácie vonkajšej apoptózy (TNFR, Fas, FasL, kaspázy), potlačenie expresie antiapoptotických molekúl Bcl-2 a Bcl-XL a fosforyláciu Jun N-terminálnej kinázy JNK1/2 reagujúcej na stresové podnety, NF-κB p50 a p330. Preukázalo sa tiež, že zvýšená regulácia molekúl receptorov smrti prostredníctvom dráhy JNK MAPK/p300/NF-κB je sprostredkovaná modifikáciou histónu H3K9K14ac; výsledky testu in vivo skutočne odhalili zvýšené hladiny histónu H3K9K14ac, ako aj acetyláciu histónov na promótoroch Fas, FasL a TNFR.
Ďalší erinacín, erinacín C, je známy svojimi účinkami proti neurozápalu a neuroprotektívnymi účinkami, ktoré by sa mohli dosiahnuť mechanizmom inhibície expresie proteínov IκB, p-IκBα (zapojeného do predchádzajúcich stupňov kaskády prenosu signálu NF-κB) a indukovateľnej syntázy oxidu dusnatého (iNOS) a aktiváciou dráhy Nrf2/HO-1 chrániacej pred stresom. Ošetrenie ľudských mikrogliových buniek BV2 so zápalom vyvolaným LPS viedlo k zníženiu hladín oxidu dusnatého (NO), IL-6, TNF-α a iNOS, k inhibícii expresie NF-κB a fosforylácii proteínov IκBα (p-IκBα), ako aj k inhibícii proteínu 1 asociovaného s ECH podobného proteínu Kelch (Keap1), zvýšeniu hladiny jadrového transkripčného faktora príbuzného erytroidnému faktoru 2 (Nrf2) a zvýšeniu expresie proteínu hemoxygenázy-1 (HO-1).
(úryvok z Venturella et al., 2021)