Zakaj je ultrazvočni aparat tipa sonde najboljši za ekstrakcijo gob?
Se sprašujete, zakaj vam ekstrakcija gob z ultrazvočno kopeljo ali ultrazvočnim čistilnim rezervoarjem ne daje želenega donosa ekstrakta? Tukaj se naučite vsega, kar morate vedeti o togih celičnih stenah gob, ki vsebujejo hitin, najboljši tehniki ekstrakcije in ustreznih topilih!
Zakaj potrebujem intenzivne sile za ekstrakcijo gob?
Vse užitne gobe imajo celične stene iz hitina, istega materiala, ki sestavlja lupine rakov in žuželk. Hitin je zelo močan material, ki daje celicam gob visoko žilavost. Celična stena ustvarja oviro za znotrajcelične predelke, ki vsebujejo bioaktivne molekule gob. Pomembne molekule gob so na primer α- in β-glukani, polisaharidi, terpeni, antioksidanti, vitamini ali halucinogene spojine. Vsaka vrsta gob ima edinstveno paleto bioaktivnih spojin. Da bi sprostili te zdravje propričljive snovi iz celic gob, je treba celične stene razgraditi. Zaradi vsebnosti hitina je prekinitev gobovih celic zahtevna naloga in zahteva nekaj znanja in prefinjene opreme.
Razbijanje celičnih sten gob, ki vsebujejo hitin, z ultrazvočnim razbijanjem
Medtem ko je hitin odličen vir vlaknin, prebiotikov in antioksidantov, je težava v tem, da ljudje nimajo sposobnosti razgradnje hitina. To pomeni tudi, da ko uživate surove neobdelane gobe, ne boste imeli koristi od številnih bioaktivnih spojin v gobah, ker so ujete v celice, ki so zaščitene z močnimi celičnimi stenami, ki vsebujejo hitin.
Ultrazvočna ekstrakcija naredi bioaktivne spojine iz gob biološko dostopne, tako da lahko človeško telo hitro in popolnoma absorbira hranilo. Poleg tega so v ultrazvočnih izvlečkih gob koristna hranila koncentrirana, tako da tudi majhna količina izvlečka gob daje želene rezultate za spodbujanje zdravja.
Ultrasonication za ekstrakcijo gob
Ultrasonication je proces, pri katerem se visokofrekvenčni zvočni valovi uporabljajo za ustvarjanje kavitacijskih mehurčkov v tekočini. Ko se ti mehurčki zrušijo, ustvarijo intenzivne lokalizirane strižne sile, ki lahko razgradijo celice in sprostijo vsebino celic v tekočino.
Pri ekstrakciji gob se lahko ultrasonication uporablja za razgradnjo celičnih sten gob in sproščanje njihovih bioaktivnih spojin v topilo. Obstajata dve vrsti ultrazvočnih aparatov: kopel in sonda.
Zakaj moja ultrazvočna kopel daje slabe rezultate ekstrakcije gob?
Ultrazvočni aparat kopeli je naprava, v kateri se vzorec postavi v posodo, napolnjeno s topilom, ultrazvočni valovi pa se nanesejo na celotno posodo. Ta metoda je znana kot precej neučinkovita, saj ultrazvočna kopel porazdeli ultrazvočno energijo neenakomerno in z nizko intenzivnostjo. Ker se v ultrazvočni kopeli vzorec gob posredno ultrazvočno razbije, ultrazvok ne more prodreti globoko v vzorec. Ultrazvočni valovi morajo iti skozi stene posode, preden zadenejo material gob. S tem se že tako nizko intenzivni ultrazvočni valovi ultrazvočnega rezervoarja še dodatno zmanjšajo.
Intenzivna ultrazvočna ekstrakcija z ultrazvočno sondo
Po drugi strani pa je ultrazvočni aparat tipa sonde opremljen s konico – tako imenovana sonotoda ali sonda – ki ga je mogoče vstaviti neposredno v vzorec, kar omogoča bolj osredotočeno in lokalizirano uporabo ultrazvočne energije. To ima za posledico bistveno učinkovitejše motnje celic in ekstrakcijo bioaktivnih spojin, zlasti na gostih ali težko dostopnih območjih vzorca.
Osredotočena in lokalizirana uporaba ultrazvočne energije, ki jo zagotavlja ultrazvočni aparat tipa sonde, zagotavlja, da je hitin izpostavljen zadostni količini energije, ki jo je treba razgraditi.
Poleg tega se lahko sonda premakne na različna področja vzorca, kar ustvarja dodatno makro-mešanje, da se zagotovi, da so vsi deli gobe ustrezno sonikirani. To je še posebej pomembno za gobe z debelimi celičnimi stenami ali gostimi strukturami, kjer je lahko težko zagotoviti popolno ekstrakcijo z drugimi metodami.
- Popolnejša ekstrakcija
- Višji donos
- visokokakovostni izvlečki
- Hiter postopek
- Hladen / netoplotni postopek
- Združljiv z vsemi topili
- enostaven in varen za uporabo
- nizko vzdrževanje
Ultrazvočna sonda v primerjavi z ultrazvočno kopeljo za ekstrakcijo gob
Če povzamemo, je visoka intenzivnost sondnega razbijanja potrebna za razgradnjo hitina v celičnih stenah gob in sproščanje bioaktivnih spojin. Osredotočena in lokalizirana uporaba ultrazvočne energije, ki jo zagotavlja ultrazvočni aparat tipa sonde, zagotavlja, da je hitin ustrezno sonikiran, kar ima za posledico učinkovitejšo in temeljitejšo ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz gob.
Ultrazvočni aparat tipa sonde se na splošno šteje za učinkovitejši za ekstrakcijo gob, saj lahko zagotovi bolj enakomerno in temeljito ekstrakcijo bioaktivnih spojin v primerjavi z ultrazvočnim aparatom v kopeli.
Preberite več o razlikah v ultrazvočni obdelavi z uporabo ultrazvočne sonde v primerjavi z ultrazvočno kopeljo!
Kaj je idealno topilo za ultrazvočno ekstrakcijo gob?
Ultrasonication kot metoda ekstrakcije je združljiv s katerim koli topilom. To pomeni, da je treba izbrati pravo topilo ob upoštevanju vrst gob in bioaktivnih spojin, ki jih je treba ekstrahirati.
Gobe vsebujejo različne bioaktivne spojine, kot so polisaharidi, beta-glukani, triterpenoidi, fenolne spojine in ergosterol, za katere se je izkazalo, da imajo različne koristi za zdravje. Ekstrakcijo teh bioaktivnih spojin iz gob lahko dosežemo z različnimi topili, od katerih ima vsaka svoje prednosti in slabosti. Tukaj je nekaj pogosto uporabljenih topil za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz gob:
- Voda: Voda je običajno topilo za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz gob. Polisaharidi in beta-glukani so topni v vodi, zaradi česar so idealno topilo za ekstrakcijo teh spojin. Voda je tudi varno in nestrupeno topilo, zaradi česar je idealno topilo za živila in zdravila.
- Etanol: Etanol je polarno topilo, ki se običajno uporablja za ekstrakcijo fenolnih spojin in triterpenoidov iz gob. Etanol se lahko uporablja tudi za ekstrakcijo polisaharidov in beta-glukanov, vendar z manjšim donosom kot voda.
- Vodni etanol: Vodni etanol pomeni mešanico vode in etanola. Razmerje med vodo in etanolom se lahko prilagodi zahtevam. Uporaba vodnega etanola kot topila ima več prednosti pred uporabo vode ali etanola. Prvič, dodajanje etanola vodi lahko izboljša topnost nekaterih bioaktivnih spojin, ki niso zelo topne samo v vodi, kot so nekatere fenolne spojine in triterpenoidi. Drugič, uporaba vodnega etanola lahko povzroči višji izkoristek ekstrakcije v primerjavi z vodo ali etanolom samim, saj lahko ekstrahira širši spekter bioaktivnih spojin.
Izbira koncentracije etanola v vodnem etanolnem topilu je odvisna od polarnosti bioaktivnih spojin, ki se ekstrahirajo. Višja koncentracija etanola (70-100%) se lahko uporabi za ekstrakcijo manj polarnih spojin, medtem ko se lahko nižja koncentracija etanola (30-50%) uporabi za ekstrakcijo bolj polarnih spojin. - Metanol: Metanol je še eno polarno topilo, ki se lahko uporablja za ekstrakcijo fenolnih spojin iz gob. Metanol je strupen, zato ga je treba uporabljati previdno. Za odstranitev metanola po ekstrakciji je potrebno prefinjeno čiščenje.
- Acetona: Aceton je nepolarno topilo, ki se običajno uporablja za ekstrakcijo ergosterola iz gob. Aceton je vnetljiv in strupen, zato ga je treba uporabljati previdno.
- Heksana: Heksan je nepolarno topilo, ki se lahko uporablja za ekstrakcijo lipofilnih spojin iz gob. Heksan je vnetljiv in strupen, zato ga je treba uporabljati previdno.
Izbira topila za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz gob je odvisna od vrste ekstrahirane spojine in predvidene uporabe. Voda in vodni etanol sta na splošno najvarnejša in najpogosteje uporabljena topila za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz gob. Vendar pa se lahko druga topila, kot so etanol, metanol, aceton in heksan, uporabijo za posebne namene ali kadar ekstrakcija z vodo ne zadostuje. Pomembno je, da ta topila uporabljate previdno in upoštevate ustrezne varnostne postopke.
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
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.
- Asadi, Amin; Pourfattah, Farzad; Miklós Szilágyi, Imre; Afrand, Masoud; Zyla, Gawel; Seon Ahn, Ho; Wongwises, Somchai; Minh Nguyen, Hoang; Arabkoohsar, Ahmad; Mahian, Omid (2019): Effect of sonication characteristics on stability, thermophysical properties, and heat transfer of nanofluids: A comprehensive review. Ultrasonics Sonochemistry 2019.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Hitin kot gradnik glivičnih celičnih sten
Hitin je multipolimerni material, ki ga pogosto najdemo v številnih razredih gliv, vključno z Ascomycetes, Basidiomycetes in Phycomycetes. Hitin je trda molekula, ki se lahko oblikuje v dolge verige in mreže, ki zagotavljajo 3D okostje okoli glivičnih celic. Glivični hitin je prisoten v strukturnih membranah in celičnih stenah micelija, stebel in spor ter daje celični strukturi gob visoko trdnost in togost. Biopolimer hitin je modificiran polisaharid, ki vsebuje dušik; sintetizira se iz enot N-acetil-D-glukozamina (GlcNAc) in je značilna visoka molekulska masa.