Ekstrakcija beta-glukanov iz gob z ultrazvokom

Ekstrakcija beta-glukanov iz gob za laboratorijsko testiranje ali proizvodnjo vključuje kombinacijo sekljanja, mletja ali drobljenja gob, ultrazvočno podprte ekstrakcije in obarjanja beta-glukanov. V nadaljevanju je poenostavljen pregled postopka ekstrakcije beta-glukanov s primeri prostornin in mas za poskus v laboratorijskem merilu. Upoštevajte, da se lahko posamezni pogoji in merjene količine razlikujejo glede na vrsto gobe in zahtevano čistost beta-glukanov.

Materiali in oprema

• Gobe (npr. 100g sesekljanih ali narezanih gob)
• Hladna destilirana voda (npr. 500mL)
• Mešalnik ali mlinček
• Steklene čaše ali bučke
• Filtrirni papir ali naprava za vakuumsko filtracijo
• Centrifuga (neobvezno)
• Alkohol (npr. etanol) za obarjanje
• Hladilnik
• Sušilna peč

Protokol ekstrakcije beta-glukanov

1. Gobe (npr. čago ali resastega bradovca) zmeljite ali zdrobite v grobe delce velikosti približno 1 do 3 milimetre. Uporabite na primer 100g delcev posušenih gob.
2. Nato delce gob dodajte v stekleno čašo ali bučko.
3. Nato v čašo z delci gob, iz katerih boste izvedli ekstrakcijo, dodajte 500mL destilirane vode. Razmerje med vodo in gobami se lahko razlikuje glede na posamezno vrsto gobe in velikost delcev.
4. Ko suspenzijo premešate, zmes sonicirajte z ultrazvočnim laboratorijskim homogenizatorjem (npr. UP400St z 22mm sonotrodo pri 100% amplitudi ali UP200Ht s 14mm sonotrodo pri 100% amplitudi) in vzdržujte temperaturo pod 90°C. Nižje temperature med ekstrakcijo pomagajo ohraniti toplotno občutljive spojine, kot so beta-glukani. Pri uporabi UP400St sonicirajte približno 5 do 10 minut, pri uporabi UP200Ht pa 10 do … minut. Upoštevajte, da se lahko temperatura in čas ekstrakcije razlikujeta glede na uporabljeno ultrazvočno moč. Večje prostornine bodo seveda zahtevale daljši čas sonikacije.
5. Sonicirano zmes filtrirajte skozi filtrirni papir ali uporabite napravo za vakuumsko filtracijo, da tekočino (ki vsebuje ekstrahirane beta-glukane) ločite od trdnega ostanka gob.
6. Nato beta-glukane oborite iz tekočine z dodatkom alkohola (npr. etanola). Za obarjanje lahko običajno uporabite 2–3 prostornine alkohola.
7. Nato zmes za več ur shranite v hladilnik, da se beta-glukani oborijo.
8. Po obarjanju lahko tekočino previdno odlijete in zberete oborino beta-glukanov.
9. Na koncu beta-glukane sušite v peči pri nizki temperaturi (npr. 40–50°C), dokler ne odstranite vsega alkohola in dobite suhega praška.

Ta videoposnetek prikazuje zelo učinkovito ekstrakcijo resastega bradovca z ultrazvočnim homogenizatorjem Hielscher UP200Ht.

Gobe se po svojih lastnostih razlikujejo. Zato se lahko postopek ekstrakcije beta-glukanov razlikuje glede na dejavnike, kot so posamezna vrsta gobe, stanje gob (posušene ali sveže), velikost delcev in temperatura ekstrakcije. Za optimizacijo postopka ekstrakcije razmislite o preizkušanju različnih parametrov, vključno s spreminjanjem razmerij med trdno in tekočo fazo, prilagajanjem temperatur, raziskovanjem različnih topil ter preizkušanjem različnih časov sonikacije in nastavitev amplitude.

Ultrazvočno podprta encimska ekstrakcija beta-glukana

Ultrazvočno podprta encimska ekstrakcija je metoda za ekstrakcijo beta-glukanov iz gob s kombinacijo encimov in ultrazvočnih valov. Ta postopek poveča učinkovitost ekstrakcije z razgradnjo celičnih sten gob in olajšanjem sproščanja beta-glukanov.

Povečanje merila ekstrakcije beta-glukanov iz gob

Ko vzpostavite protokol ekstrakcije beta-glukanov, ki ustreza vašim zahtevam, je lahko povečanje merila postopka ekstrakcije preprosto.

Povečanje merila šaržne ekstrakcije

Če nameravate povečati merilo z uporabo metode šaržne ekstrakcije, priporočamo povečanje prostornine šarže ob ohranjanju nespremenjenih razmerij med trdno in tekočo fazo ter vseh drugih parametrov. Če še naprej uporabljate isti ultrazvočni homogenizator, sorazmerno podaljšajte čas sonikacije. Pri šaržah, večjih od 1 litra, lahko razmislite o vključitvi počasi delujočega mešala, da delci ostanejo suspendirani in se izboljša enakomernost ekstrakcije. Spodnja slika prikazuje postavitev za 8-litrsko šaržno ekstrakcijo z ultrazvočnim homogenizatorjem UP400St v kombinaciji z laboratorijskim mešalom.

Pretočna ekstrakcija gob

Za tiste, ki jih zanima neprekinjena ekstrakcija večjih količin beta-glukanov iz gob, Hielscher Ultrasonics ponuja reaktorje s pretočnimi celicami, zasnovane za ekstrakcijo rastlinskega materiala. Če vas to zanima, vas vabimo, da se za več informacij obrnete neposredno na nas. Naša tehnična ekipa vam bo z veseljem pomagala določiti najprimernejšo postavitev za vaše posebne potrebe. Vendar je lahko izvedba prej omenjenega poskusa v laboratorijskem merilu z vašo posamezno vrsto gobe neprecenljiva za razumevanje natančnih zahtev postopka. Spodnja slika prikazuje velik reaktor s pretočno celico in ultrazvočnim homogenizatorjem UIP4000hdT za ekstrakcijo beta-glukanov pri obdelavi približno 50 do 200 litrov suspenzije gob v topilu na uro.

Empirično določena koncentracija beta-glukanov v vrstah gob

Spodaj je seznam empirično določenih koncentracij beta-glukanov, ekstrahiranih iz različnih vrst gob.

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.