Екстракција бета-глукана из печурака применом ултразвука

Екстракција бета-глукана из печурака за лабораторијска испитивања или производњу обухвата комбинацију сецкања, млевења или дробљења печурака, екстракције потпомогнуте ултразвуком и таложења бета-глукана. У наставку је дат поједностављен приказ поступка екстракције бета-глукана, са примерима запремина и маса за експеримент у лабораторијским размерама. Имајте у виду да се конкретни услови и мерене величине могу разликовати у зависности од врсте печурке и потребне чистоће бета-глукана.

Материјали и опрема

Печурке (нпр. 100g исецканих печурака или печурака исечених на кришке)
Хладна дестилована вода (нпр. 500mL)
Блендер или млин
Стаклене лабораторијске чаше или тиквице
Филтер-папир или апаратура за вакуумску филтрацију
Центрифуга (опционо)
Алкохол (нпр. етанол) за таложење
Фрижидер
Сушница

Протокол за екстракцију бета-глукана

Самељите или издробите печурке (нпр. чагу или лављу гриву) у крупне честице величине приближно 1 до 3 милиметра. На пример, употребите 100g осушених честица печурака.
Затим додајте честице печурака у стаклену лабораторијску чашу или тиквицу.
Потом додајте 500mL дестиловане воде у чашу која садржи честице печурака из којих треба извршити екстракцију. Однос воде и печурака може се разликовати у зависности од конкретне врсте печурке и величине честица.
Након што промешате суспензију, обрадите смешу ултразвуком помоћу лабораторијског ултразвучног хомогенизатора (нпр. UP400St са сонотродом од 22mm при амплитуди од 100% или UP200Ht са сонотродом од 14mm при амплитуди од 100%) и одржавајте температуру испод 90°C. Ниже температуре помажу у очувању једињења осетљивих на топлоту, као што су бета-глукани, током екстракције. Обрађујте ултразвуком приближно 5 до 10 минута када користите UP400St, односно од 10 до минута када користите UP200Ht. Имајте у виду да температура и време екстракције могу варирати у зависности од примењене ултразвучне снаге. Наравно, веће запремине захтеваће дуже време ултразвучне обраде.
Филтрирајте ултразвучно обрађену смешу кроз филтер-папир или употребите апаратуру за вакуумску филтрацију да бисте одвојили течност (која садржи екстраховане бета-глукане) од чврстог остатка печурака.
Затим исталожите бета-глукане из течности додавањем алкохола (нпр. етанола). За таложење се обично може употребити 2–3 запремине алкохола.
Након тога, држите смешу у фрижидеру неколико сати како би се бета-глукани исталожили.
Након таложења можете пажљиво декантовати течност и сакупити талог бета-глукана.
На крају, сушите бета-глукане у сушници на ниској температури (нпр. 40–50°C) док се сав алкохол не уклони и не добијете сув прах.

Овај видео демонстрира високоефикасну екстракцију гљиве лавља грива помоћу ултразвучног хомогенизатора Hielscher UP200Ht.

Печурке се разликују по својим карактеристикама. Стога се поступак екстракције бета-глукана може разликовати у зависности од фактора као што су конкретна врста печурке, стање печурака (осушене или свеже), величина честица и температура екстракције. Да бисте оптимизовали поступак екстракције, размотрите експериментисање са различитим параметрима, укључујући промену односа чврсте и течне фазе, подешавање температуре, испитивање различитих растварача и тестирање различитих трајања ултразвучне обраде и подешавања амплитуде.

Ензимска екстракција бета-глукана потпомогнута ултразвуком

Ензимска екстракција потпомогнута ултразвуком је метода која се користи за екстракцију бета-глукана из печурака применом комбинације ензима и ултразвучних таласа. Овај поступак повећава ефикасност екстракције разграђивањем ћелијских зидова печурака и олакшавањем ослобађања бета-глукана.

Повећање размера екстракције бета-глукана из печурака

Када успоставите протокол за екстракцију бета-глукана који испуњава ваше захтеве, повећање размера поступка екстракције може бити једноставан подухват.

Повећање размера шаржне екстракције

Ако планирате повећање размера применом методе шаржне екстракције, препоручујемо повећање запремине шарже уз одржавање односа чврсте и течне фазе и свих осталих параметара на константним вредностима. Ако наставите да користите исти ултразвучни хомогенизатор, обавезно пропорционално продужите време ултразвучне обраде. За шарже веће од 1 литра можете размотрити укључивање спороходне мешалице ради одржавања честица у суспензији и побољшања равномерности екстракције. Слика испод приказује поставку за шаржну екстракцију запремине 8 литара у којој се користи ултразвучни хомогенизатор UP400St у комбинацији са лабораторијском мешалицом.

Поставка за екстракцију печурака са ултразвучним хомогенизатором UP400sT (400W, 24kHz)

Поставка за шаржну екстракцију печурака запремине 8L са соникатором UP400St

Проточна екстракција печурака

За оне који су заинтересовани за континуалну екстракцију већих количина бета-глукана из печурака, Hielscher Ultrasonics нуди реакторе са проточним ћелијама намењене екстракцији биљног материјала. Ако сте међу њима, позивамо вас да нам се директно обратите за више информација. Наш технички тим ће вам радо помоћи у одређивању најприкладније поставке за ваше конкретне потребе. Међутим, спровођење претходно поменутог експеримента у лабораторијским размерама са вашом конкретном врстом печурке може бити непроцењиво за разумевање прецизних захтева поступка. Слика испод приказује велики реактор са проточном ћелијом и ултразвучним хомогенизатором UIP4000hdT за екстракцију бета-глукана из приближно 50 до 200 литара суспензије печурака у растварачу на сат.

Емпиријски утврђене концентрације бета-глукана у врстама печурака

У наставку се налази списак емпиријски утврђених концентрација бета-глукана екстрахованог из различитих врста печурака.

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.

Повезане теме

Квантитативно одређивање концентрације бета-глукана у екстрактима печурака

Концентрација бета-глукана након екстракције може се квантитативно одредити различитим методама, у зависности од врсте бета-глукана и конкретних захтева анализе. У наставку су наведене уобичајене методе за квантитативно одређивање концентрације бета-глукана. Наравно, избор методе зависи од фактора као што су потребна тачност и расположива опрема.

Гравиметријска метода
- Принцип: Ова метода се заснива на таложењу бета-глукана етанолом, након чега следе сушење и мерење масе талога.
- Поступак: Узорак се раствара у води, третира етанолом ради таложења бета-глукана, а затим се талог сакупља, суши и мери му се маса.
- Предности: Једноставна и широко примењивана.
- Ограничења: Мање прецизна у поређењу са другим методама.
Колориметријске методе
- Принцип: Ове методе обухватају реакције бојења са специфичним реагенсима који изазивају промену боје пропорционалну концентрацији бета-глукана.
- Примери:
  - Фенол-сумпорнокиселинска метода: Ова метода обухвата третирање узорка концентрованом сумпорном киселином и фенолом, при чему раствор постаје наранџаст. Интензитет боје је пропорционалан концентрацији бета-глукана.
  - Антронска метода: Антронски реагенс реагује са бета-глуканима стварајући плавозелену боју, чији се интензитет мери.
- Предности: Осетљиве и погодне за анализу великог броја узорака.
- Ограничења: Интерференције других једињења и потреба за специфичним реагенсима.
Ензимски тестови
- Принцип: У ензимским тестовима користе се ензими као што је β-глуканаза за разградњу бета-глукана на једноставније шећере, а ослобођени шећери се квантитативно одређују.
- Предности: Веома специфични и тачни.
- Ограничења: Захтевају специјализовану опрему и реагенсе.
Течна хроматографија високих перформанси (HPLC)
- Принцип: HPLC раздваја и квантитативно одређује једињења на основу њихових интеракција са хроматографском колоном.
- Поступак: Бета-глукани се хидролизују до моносахарида, а настали шећери се раздвајају и квантитативно одређују методом HPLC.
- Предности: Веома тачна и погодна за сложене узорке.
- Ограничења: Захтева специјализовану опрему и стручно знање.
Специфични имунотестови
- Принцип: У имунотестовима користе се антитела специфична за бета-глукане ради квантитативног одређивања њихове концентрације.
- Примери:
  - ELISA (ензимски имуносорбентни тест): У овој методи, антитело повезано са ензимом изазива промену боје када се веже за бета-глукане.
  - Тестови са бочним протоком: То су брзи тестови који дају видљив резултат на тест-траци.
- Предности: Висока специфичност и осетљивост.
- Ограничења: Захтевају специфична антитела и могу бити скупљи.