Izvleček resastega bradovca, pridobljen z ultrazvokom

Izvlečke iz vrste glive Hericium erinaceus, znane kot resasti bradovec, najučinkoviteje pridobivamo s sonikacijo. Ultrazvočni ekstraktorji hitro razprejo celični matriks glive in omogočajo popolno ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz micelija in trosnjaka resastega bradovca.

Ekstrakcija resastega bradovca s pomočjo ultrazvoka

Bioaktivne spojine v resastem bradovcu: Hericium erinaceus, znan tudi pod splošnimi imeni levja griva, japonski yamabushitake, pom pom, bradati zob, jež ali opičja glava, je gliva, ki se že desetletja uporablja kot tradicionalno zdravilo in terapevtsko sredstvo. Resasti bradovec vsebuje številne bioaktivne spojine: polisaharide, sterole, glikoproteine, terpenoide (npr. erinacine) ter fenolne in hlapne spojine (npr. hericenone). Te snovi so znane po antioksidativnih, antidiabetičnih, protirakavih, protivnetnih, protimikrobnih, antihiperglikemičnih in hipolipidemičnih učinkih. Znanstvene raziskave so pokazale, da lahko spojine resastega bradovca izboljšajo razvoj in delovanje nevronov ter bi lahko zaščitile živce pred poškodbami. Zato ga trenutno preizkušajo kot terapevtsko sredstvo za demenco.

Ta videoposnetek prikazuje zelo učinkovito ekstrakcijo resastega bradovca z ultrazvočnim homogenizatorjem Hielscher UP200Ht. Ultrazvočna ekstrakcija je idealna tehnika za pridobivanje visokokakovostnih izvlečkov s celotnim spektrom učinkovin, ki vsebujejo polisaharide, kot so beta glukani, ter hericenone in erinacine.

Ultrazvočna ekstrakcija resastega bradovca:
Ultrazvočna ekstrakcija resastega bradovca je tehnika, pri kateri se za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz trosnjaka ali micelija resastega bradovca (Hericium erinaceus) uporablja ultrazvok visoke moči. Resasti bradovec je dobro znana zdravilna goba in vsebuje različne zdravju koristne bioaktivne spojine, kot so polisaharidi, beta-glukani, hericenoni, erinacini in antioksidanti.
Postopek ultrazvočne ekstrakcije gob vključuje uporabo ultrazvočnih naprav s sondo, ki ustvarjajo intenzivno kavitacijo v tekočem mediju (kot so voda, etanol ali metanol), ki vsebuje gobji material. Nastala ultrazvočna kavitacija povzroči razgradnjo celičnih sten gob­jega materiala, pri čemer se bioaktivne spojine sprostijo v tekočino / topilo. Ultrazvočni valovi izboljšajo tudi prenos snovi, in sicer bioaktivnih spojin iz gob­jega materiala v topilo, kar poveča učinkovitost ekstrakcije.
Ultrazvočna ekstrakcija gob je zelo učinkovita in hitra tehnika izolacije, ki ne zahteva visokih temperatur ali škodljivih kemikalij. Ekstrahirane bioaktivne spojine se lahko uporabljajo za različne namene, kot so prehranska dopolnila, funkcionalna živila in nutracevtiki. Poleg tega je metoda ultrazvočne ekstrakcije resastega bradovca okolju prijazna in trajnostna, zato je idealna izbira za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz naravnih virov.

Zaradi teh prednosti je sonikacija odlična tehnika ekstrakcije za visokokakovostne izvlečke gob in prav zato se ultrazvočne naprave Hielscher po vsem svetu uporabljajo v laboratorijih in industriji za proizvodnjo izvlečkov gob.

Protokol za ultrazvočno ekstrakcijo resastega bradovca

Valu et al. (2020) so predstavili zelo učinkovit postopek ekstrakcije za pridobivanje in koncentriranje bioaktivnih produktov biomase H. erinaceus na podlagi načel ultrazvočne ekstrakcije. Za ekstrakcijo so uporabili ultrazvočni procesor Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 vatov, 20 kHz) s sonotrodo BS4d40 (premer 40 mm). Pred ekstrakcijskimi poskusi so ultrazvočni procesor umerili, da bi določili neto porabo moči. Med sonikacijo se je ta vrednost samodejno odštevala od bruto porabe energije, kar je omogočilo določitev neto moči, dovedene v ekstrakcijski medij. Med poskusi so bili vzorci nameščeni v vrečki z ledom ob neprekinjenem magnetnem mešanju, da se je ohranjala nizka temperatura vzorcev. Po končani ekstrakciji so vzorce vakuumsko filtrirali in nato centrifugirali (2500× g za 5 min). Za odstranjevanje vode in alkohola iz supernatantov so uporabili rotacijski uparjalnik. Preostanke vode in alkohola iz vzorcev so liofilizirali, da bi pridobili izvleček v prahu. Druga možnost je odstranitev topila z vakuumskim filtrom in rotacijskim vakuumskim uparjalnikom za pridobitev koncentrata gob.
 

 
Optimizirani pogoji ekstrakcije z ultrazvokom so bili naslednji:

• ultrazvočna naprava UIP1000hdT s sonotrodo BS4d40: 100% amplituda, 100% cikel)
• posušen, zmlet Hericium erinaceus
• topilo: 80% vodni etanol
• razmerje topilo–material: 1:30 (g/mL)
• čas ekstrakcije: 45 min

Skupna vsebnost fenolnih spojin v tem optimiziranem izvlečku H. erinaceus je bila 23,2 mg GAE/g DM, pri testu DPPH pa je antioksidativna aktivnost dosegla IC50 87,2 μg/mL.
Raziskovalna skupina je uspešno pokazala, da ultrazvočna ekstrakcija učinkovito spodbuja izolacijo antioksidantov iz Hericium erinaceus, zlasti polifenolov in flavonoidov, povezanih z diterpenoidom erinacinom A, ki je znan po visoki antioksidativni aktivnosti.
(prim. Valu et al., 2020)

V tem videoposnetku prikazujemo ultrazvočno ekstrakcijo gob čaga s hladno vodo. Hielscher UP100H je ultrazvočni homogenizator z močjo 100 vatov. Ta sonda s premerom 14mm – MS14 – je zelo primerna za ekstrakcijo rastlinskih sestavin v majhnih serijah. Intenzivnost lahko nastavite z vrtljivim gumbom za amplitudo. Pri tem prikazu ekstrakcije uporabljamo intenzivnost 100%.

Poiščite idealno ultrazvočno napravo za ekstrakcijo resastega bradovca!

Resasti bradovec je bogat s hitinom. Tako kot vse gobe ima tudi resasti bradovec v celičnih stenah veliko hitina. Hitin je trpežen biopolimer, ki celičnim stenam daje visoko togost in trdnost. Zaradi visoke vsebnosti hitina resastega bradovca ne smemo uživati surovega, saj je hitin težko prebavljiv in lahko povzroči želodčne težave.
Za razbitje celičnih sten resastega bradovca in ekstrakcijo znotrajceličnih bioaktivnih spojin so potrebne močne sile. Zato ultrazvočne kopeli ali čistilne kadi ne dajejo želenih rezultatov ekstrakcije.
Preberite več o primerjavi učinkovitosti ultrazvočne naprave s sondo in ultrazvočne kopeli!
Nasprotno pa ultrazvočne sonde lokalno ustvarjajo ultrazvočne valove visoke intenzivnosti in kavitacijo, ki zagotavljajo potrebno energijo za razbitje celičnih sten gob, ki vsebujejo hitin. Poleg tega je sonikacija s sondo netermična metoda ekstrakcije, ki preprečuje toplotno razgradnjo bioaktivnih spojin zaradi toplote. Zato so ultrazvočne naprave s sondo najučinkovitejša tehnika ekstrakcije zdravilnih gob.
 
Povprašajte nas o ustrezni ultrazvočni napravi s sondo za vašo ekstrakcijo gob!
 
Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih naprav:

Stopite v stik z nami zdaj in pridobite več informacij o ultrazvočnih napravah za ekstrakcijo gob! Naše dobro usposobljeno osebje z dolgoletnimi izkušnjami vam bo z veseljem priporočilo najprimernejši ultrazvočni ekstraktor za vaš postopek ekstrakcije gob!

---

---

Literatura / Reference

• 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

Dobro je vedeti

Bioaktivne spojine gob iz micelija v primerjavi s trosnjakom

Tako izvlečke micelija kot izvlečke trosnjaka lahko pridobivamo z ultrazvočno ekstrakcijo in oboji imajo svoje edinstvene prednosti. Kateri so boljši, je odvisno od konkretnega namena uporabe in želenih rezultatov.
Izvlečki micelija so na splošno cenejši in jih je lažje proizvajati v velikih količinah kot izvlečke trosnjaka, zato so dostopnejši. Micelij vsebuje tudi številne koristne spojine, kot so polisaharidi, ergosterol in encimi.
Po drugi strani izvlečki trosnjaka vsebujejo višje ravni beta-glukanov, triterpenoidov in drugih spojin, ki so jih povezali s koristmi za zdravje. Trosnjaki imajo običajno tudi bolj raznolik nabor spojin in so lahko v nekaterih primerih učinkovitejši.
Navsezadnje je izbira med izvlečki micelija in trosnjaka odvisna od konkretne uporabe in želenih učinkov. Če na primer iščete podporo imunskemu sistemu, je lahko izvleček micelija dobra možnost zaradi visoke vsebnosti polisaharidov. Če iščete podporo kognitivnim funkcijam, je lahko izvleček trosnjaka boljša izbira zaradi visoke vsebnosti triterpenoidov. Omeniti velja tudi, da so lahko visokokakovostni izvlečki tako iz micelija kot iz trosnjaka učinkoviti in koristni za različne namene.

Katera je najboljša metoda ekstrakcije beta-glukanov iz resastega bradovca?

Ultrazvočna ekstrakcija s hladno vodo je najboljša tehnika za sproščanje vodotopnih spojin iz gob, kot je trosnjak resastega bradovca. Ultrazvočna ekstrakcija s hladno vodo preluknja in razbije trpežne celične stene gob ter tako iz celičnega matriksa sprosti bioaktivne spojine, kot so β-glukani. Ker je sonikacija blag postopek, ne poškoduje fitokemikalij in preprečuje razgradnjo vseh zdravju koristnih bioaktivnih spojin, vključno z beta-glukani.

Katere so prednosti izvlečka gob?

Postopek ekstrakcije, npr. ultrazvočne ekstrakcije, iz celičnega matriksa sprosti bioaktivne spojine, kot so beta-glukani. Zato izvlečki gob vsebujejo večje količine bioaktivnih spojin kot prah iz zmletih gob. Glavni delež β-glukanov, ki so polimeri z visoko molekulsko maso, je topen v vodi. Zato ultrazvočna ekstrakcija s hladno vodo ni le zdrav in okolju prijazen način ekstrakcije, temveč tudi učinkovito sprošča β-glukane iz celic gob v vodo. Z izvlečkom je mogoče proizvajati terapevtska sredstva in prehranska dopolnila, ki v vsakem odmerku vsebujejo enako količino bioaktivnih molekul.

Bioaktivne spojine v resastem bradovcu

Med zelo pomembne in dobro raziskane bioaktivne metabolite spadajo tudi erinacini (A–I), skupina ciatinskih diterpenoidov, ekstrahiranih iz micelija Hericium erinaceus oziroma resastega bradovca ali yamabushitake, ter hericenoni (C–H), derivati benzilnega alkohola, ekstrahirani iz trosnjaka. Obe skupini spojin lahko zlahka prehajata skozi krvno–možgansko pregrado in sta pokazali nevrotropne in nevroprotektivne učinke. Poročajo, da inducirata sintezo živčnega rastnega faktorja (NGF), tako in vitro kot in vivo. Vendar ima ta zdravilna goba tudi antioksidativne, protivnetne, protirakave, imunostimulativne, antidiabetične, protimikrobne, hipolipidemične in antihiperglikemične lastnosti, čeprav se najpogosteje uporablja za zdravljenje nevrodegenerativnih bolezni in kognitivnih motenj.
Erinacin A, glavni predstavnik skupine erinacinov, ima dokazano učinkovit zaščitni učinek pred Parkinsonovo boleznijo. V mišjem modelu Parkinsonove bolezni z 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) je erinacin A zmanjšal izgubo dopaminergičnih celic, povzročeno z MPTP, apoptotično celično smrt, povzročeno z oksidativnim stresom, ter ravni glutationa, nitrotirozina in 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE); odpravil je tudi motorične primanjkljaje, povezane z MPTP, ter zmanjšal okvaro zaradi citotoksičnosti in apoptoze nevronskih celic, povzročene z 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP), prek aktivacije poti IRE1α/TRAF2, JNK1/2 in p38 MAPK, ki jo vzdržuje stres endoplazemskega retikuluma (ER), izražanja proteina, homolognega C/EBP (CHOP), IKB-β in NF-κB ter Fas in Bax. Ugotovili so tudi, da je ta metabolit učinkovit proti ishemični možganski kapi, kot je bilo poročano v raziskavi na podganah, v kateri so s ciljnim delovanjem na poti iNOS/reaktivne dušikove zvrsti (RNS) in p38 mitogensko aktivirana proteinska kinaza (MAPK)/protein, homologen proteinu, ki veže ojačevalec CCAAT (CHOP), opazili zmanjšanje apoptoze nevronov in velikosti votline v možganih, nastale zaradi možganske kapi.
Poročali so tudi, da ima erinacin A izrazito protitumorsko aktivnost v človeških celicah raka želodca TSGH 9201, v katerih je induciral izrazito apoptozo, povezano s povečano fosforilacijo v poteh kinaze fokalnih adhezij/proteinske kinaze FAK/Akt/p70S6K in serinske/treoninske kinaze PAK-1. Povzročil je tudi povečano citotoksičnost in nastajanje ROS, zmanjšanje invazivnosti in aktivacije kaspaz ter izražanje receptorja tumorske nekroze TRAIL. Močno protitumorsko delovanje tega metabolita je nato potrdila nedavna raziskava tako in vitro na dveh človeških celičnih linijah raka debelega črevesa (DLD-1 in HCT-116) kot in vivo v mišjem modelu, ki je dodatno pojasnila njegove mehanizme. Učinki zdravljenja so vključevali spodbujanje zunanjih poti aktivacije apoptoze (TNFR, Fas, FasL, kaspaze), zaviranje izražanja antiapoptotičnih molekul Bcl-2 in Bcl-XL ter fosforilacijo Jun N-terminalne kinaze JNK1/2, odzivne na stresne dražljaje, NF-κB p50 in p330. Pokazali so tudi, da povečano izražanje molekul receptorjev smrti prek poti JNK MAPK/p300/NF-κB posreduje modifikacija histona H3K9K14ac; rezultati preizkusa in vivo so namreč pokazali povečane ravni histona H3K9K14ac ter acetilacijo histonov na promotorjih Fas, FasL in TNFR.
Drug erinacin, erinacin C, je znan po protivnetnem delovanju v živčevju in nevroprotektivnem delovanju, ki bi ju lahko dosegel z mehanizmom zaviranja izražanja proteinov IκB, p-IκBα (vključenega v predhodni del signalne kaskade NF-κB) in inducibilne sintaze dušikovega oksida (iNOS) ter aktivacije zaščitne poti Nrf2/HO-1 proti stresu. Obravnava človeških mikroglijskih celic BV2 z vnetjem, induciranim z LPS, je povzročila zmanjšanje ravni dušikovega oksida (NO), IL-6, TNF-α in iNOS, zaviranje izražanja NF-κB in fosforilacijo proteinov IκBα (p-IκBα) ter zaviranje proteina 1, povezanega z ECH in podobnega Kelchu (Keap1), ter povečanje jedrnega transkripcijskega faktorja, povezanega z eritroidnim faktorjem 2 (Nrf2), in izražanja proteina hem oksigenaze-1 (HO-1).
(odlomek iz Venturella et al., 2021)