Zaujíma vás, prečo vaša extrakcia húb pomocou ultrazvukového kúpeľa alebo ultrazvukovej čistiacej nádrže vám nedáva požadovaný výnos extraktu? Tu sa dozviete všetko, čo potrebujete vedieť o pevných bunkových stenách húb obsahujúcich chitín, najlepšej extrakčnej technike a vhodných rozpúšťadlách!

Prečo potrebujem na extrakciu húb intenzívne sily?

Všetky jedlé huby majú bunkové steny vyrobené z chitínu, rovnakého materiálu, ktorý tvorí škrupiny kôrovcov a hmyzu. Chitín je veľmi pevný materiál, ktorý dáva hubovým bunkám vysokú húževnatosť. Bunková stena vytvára bariéru pre intracelulárne kompartmenty, ktoré obsahujú bioaktívne molekuly húb. Dôležitými molekulami húb sú napríklad α- a β-glukány, polysacharidy, terpény, antioxidanty, vitamíny alebo halucinogénne zlúčeniny. Každý druh húb obsahuje jedinečnú škálu bioaktívnych zlúčenín. Aby sa tieto zdraviu prospešné látky uvoľnili z buniek huby, musia sa bunkové steny rozložiť. Vzhľadom na obsah chitínu je narušenie hubovej bunky náročnou úlohou a vyžaduje si určité znalosti a sofistikované vybavenie.

Rozbitie bunkových stien húb obsahujúcich chitín ultrazvukom

Zatiaľ čo chitín je skvelým zdrojom vlákniny, prebiotík a antioxidantov, problém je, že ľudia nemajú schopnosť rozložiť chitín. To tiež znamená, že keď konzumujete surové neošetrené huby, nebudete mať prospech z mnohých bioaktívnych zlúčenín v hubách, pretože sú zachytené v bunkách, ktoré sú chránené silnými bunkovými stenami obsahujúcimi chitín.
Ultrazvuková extrakcia robí bioaktívne zlúčeniny z húb biologicky dostupné, takže ľudské telo môže absorbovať živiny rýchlo a úplne. Okrem toho v ultrazvukových hubových extraktoch sú prospešné živiny koncentrované tak, aby aj malé množstvo extraktu z húb poskytlo požadované výsledky podporujúce zdravie.

Ultrazvukom pre extrakciu húb

Ultrazvukom je proces, pri ktorom sa vysokofrekvenčné zvukové vlny používajú na vytvorenie kavitačných bublín v kvapaline. Keď sa tieto bubliny zrútia, vytvoria intenzívne lokalizované šmykové sily, ktoré môžu rozložiť bunky a uvoľniť obsah buniek do kvapaliny.
Pri extrakcii húb sa ultrazvukom môže použiť na rozklad bunkových stien húb a uvoľnenie ich bioaktívnych zlúčenín do rozpúšťadla. Existujú dva typy ultrasonicators: kúpeľový typ a sonda-typ.

Prečo môj ultrazvukový kúpeľ poskytuje zlé výsledky extrakcie húb?

Ultrasonicator kúpeľového typu je zariadenie, v ktorom je vzorka umiestnená v nádobe naplnenej rozpúšťadlom a ultrazvukové vlny sú aplikované na celú nádobu. Táto metóda je známa ako pomerne neúčinná, pretože ultrazvukový kúpeľ distribuuje ultrazvukovú energiu nerovnomerne as nízkou intenzitou. Rovnako ako v ultrazvukovom kúpeli je vzorka huby sonikovaná nepriamo, ultrazvuk nemôže preniknúť hlboko do vzorky. Ultrazvukové vlny musia prejsť stenami cievy skôr, ako narazia na hubový materiál. Tým sa ultrazvukové vlny ultrazvukovej nádrže s nízkou intenzitou ešte viac znižujú.

Tieto merania UV-VIS ukazujú významný rozdiel v extrakcii medzi ultrazvukovou sondou a ultrazvukovým kúpeľom. Sondový ultrasonicator UP100H (čierny graf) poskytuje výrazne vyšší výnos extraktu z húb chaga ako ultrazvukový kúpeľ (červený graf).

Intenzívna ultrazvuková extrakcia pomocou ultrazvukovej sondy

Na druhej strane, ultrasonicator typu sondy je vybavený hrotom – takzvaná sonotóda alebo sonda – ktoré môžu byť vložené priamo do vzorky, čo umožňuje cielenejšiu a lokalizovanejšiu aplikáciu ultrazvukovej energie. Výsledkom je výrazne efektívnejšie bunkové narušenie a extrakcia bioaktívnych zlúčenín, najmä v hustých alebo ťažko dostupných oblastiach vzorky.
Cielená a lokalizovaná aplikácia ultrazvukovej energie poskytovanej ultrazvukom typu sondy zaisťuje, že chitín je vystavený dostatočnému množstvu energie, ktorá sa má rozložiť.
Okrem toho sa sonda môže pohybovať do rôznych oblastí vzorky, čím sa vytvára ďalšie makro-miešanie, aby sa zabezpečilo, že všetky časti huby sú primerane ultrazvukom. To je obzvlášť dôležité pre huby s hrubými bunkovými stenami alebo hustými štruktúrami, kde môže byť náročné zabezpečiť úplnú extrakciu pomocou iných metód.

Ultrazvuková sonda vs ultrazvukový kúpeľ na extrakciu húb

Stručne povedané, vysoká intenzita sondovej ultrazvukom je nevyhnutná na rozbitie chitínu v bunkových stenách húb a uvoľnenie bioaktívnych zlúčenín. Cielená a lokalizovaná aplikácia ultrazvukovej energie poskytovanej ultrazvukom typu sondy zaisťuje, že chitín je primerane sonikovaný, čo vedie k efektívnejšej a dôkladnejšej extrakcii bioaktívnych zlúčenín z húb.
Sonda-typ ultrasonicator je všeobecne považovaný za efektívnejší pre extrakciu húb, pretože môže poskytnúť rovnomernejšiu a dôkladnejšiu extrakciu bioaktívnych zlúčenín v porovnaní s ultrasonicator typu kúpeľa.
Prečítajte si viac o rozdieloch v ultrazvukovom spracovaní pomocou ultrazvukovej sondy vs ultrazvukový kúpeľ!
 

Aké je ideálne rozpúšťadlo pre ultrazvukovú extrakciu húb?

Ultrazvukom ako extrakčná metóda je kompatibilná s akýmkoľvek rozpúšťadlom. To znamená, že výber správneho rozpúšťadla sa musí vykonať s ohľadom na druhy húb a bioaktívne zlúčeniny, ktoré by sa mali extrahovať.
Huby obsahujú rôzne bioaktívne zlúčeniny, ako sú polysacharidy, beta-glukány, triterpenoidy, fenolové zlúčeniny a ergosterol, o ktorých sa ukázalo, že majú rôzne zdravotné výhody. Extrakciu týchto bioaktívnych zlúčenín z húb je možné dosiahnuť pomocou rôznych rozpúšťadiel, z ktorých každé má svoje výhody a nevýhody. Tu sú niektoré z bežne používaných rozpúšťadiel na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z húb:

• Voda: Voda je bežným rozpúšťadlom na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z húb. Polysacharidy a betaglukány sú rozpustné vo vode, čo z nich robí ideálne rozpúšťadlo na extrakciu týchto zlúčenín. Voda je tiež bezpečné a netoxické rozpúšťadlo, čo z nej robí ideálne rozpúšťadlo pre potraviny a lieky.
• Etanol: Etanol je polárne rozpúšťadlo, ktoré sa bežne používa na extrakciu fenolových zlúčenín a triterpenoidov z húb. Etanol sa môže použiť aj na extrakciu polysacharidov a betaglukánov, ale s nižším výťažkom ako voda.
• Vodný etanol: Vodný etanol znamená zmes vody a etanolu. Pomer vody k etanolu je možné prispôsobiť požiadavkám. Použitie vodného etanolu ako rozpúšťadla má niekoľko výhod oproti použitiu samotnej vody alebo etanolu. Po prvé, pridanie etanolu do vody môže zlepšiť rozpustnosť určitých bioaktívnych zlúčenín, ktoré nie sú veľmi rozpustné vo vode samotnej, ako sú niektoré fenolové zlúčeniny a triterpenoidy. Po druhé, použitie vodného etanolu môže viesť k vyšším extrakčným výnosom v porovnaní so samotnou vodou alebo etanolom, pretože môže extrahovať širšiu škálu bioaktívnych zlúčenín.
  Voľba koncentrácie etanolu vo vodnom etanolovom rozpúšťadle závisí od polarity extrahovaných bioaktívnych zlúčenín. Vyššia koncentrácia etanolu (70-100%) sa môže použiť na extrakciu menších polárnych zlúčenín, zatiaľ čo nižšia koncentrácia etanolu (30-50%) sa môže použiť na extrakciu väčšieho množstva polárnych zlúčenín.
• Metanol: Metanol je ďalšie polárne rozpúšťadlo, ktoré sa môže použiť na extrakciu fenolových zlúčenín z húb. Metanol je toxický, preto by sa mal používať opatrne. Na odstránenie metanolu po extrakcii je potrebné sofistikované čistenie.
• Acetón: Acetón je nepolárne rozpúšťadlo, ktoré sa bežne používa na extrakciu ergosterolu z húb. Acetón je horľavý a toxický, preto by sa mal používať opatrne.
• Hexán: Hexán je nepolárne rozpúšťadlo, ktoré sa môže použiť na extrakciu lipofilných zlúčenín z húb. Hexán je horľavý a toxický, preto by sa mal používať opatrne.

Výber rozpúšťadla na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z húb závisí od typu extrahovanej zlúčeniny a zamýšľanej aplikácie. Voda a vodný etanol sú vo všeobecnosti najbezpečnejšie a najčastejšie používané rozpúšťadlá na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z húb. Iné rozpúšťadlá, ako je etanol, metanol, acetón a hexán, sa však môžu použiť na špecifické aplikácie alebo ak extrakcia vodou nie je dostatočná. Je dôležité používať tieto rozpúšťadlá opatrne a dodržiavať príslušné bezpečnostné postupy.