Екстракт лавље гриве добијен применом ултразвука

Екстракти гљиве врсте Hericium erinaceus, познате као лавља грива, најефикасније се производе ултразвучном обрадом. Ултразвучни екстрактори брзо разарају ћелијски матрикс гљиве и омогућавају потпуну екстракцију биоактивних једињења из мицелијума и плодоносног тела лавље гриве.

Екстракција гљиве лавља грива потпомогнута ултразвуком

Биоактивна једињења у лављој гриви: Hericium erinaceus, познат и под уобичајеним називима лавља грива, јапански јамабушитаке, пом-пом, брадати зуб, јеж или мајмунска глава, јесте гљива која се деценијама користи као традиционални лек и терапијско средство. Лавља грива садржи многа биоактивна једињења: полисахариде, стероле, гликопротеине, терпеноиде (нпр. еринацине), као и фенолна и испарљива једињења (нпр. хериценоне). Ове супстанце су познате по свом антиоксидативном, антидијабетичком, антиканцерогеном, антиинфламаторном, антимикробном, антихипергликемијском и хиполипидемијском деловању. Научна истраживања су показала да једињења лавље гриве могу да побољшају развој и функцију неурона и да би могла да заштите нерве од оштећења. Због тога се тренутно испитује као терапијско средство за деменцију.

Овај видео демонстрира високоефикасну екстракцију гљиве лавља грива помоћу ултразвучног хомогенизатора Hielscher UP200Ht. Ултразвучна екстракција је идеална техника за производњу висококвалитетних екстраката пуног спектра који садрже полисахариде као што су бета-глукани, као и хериценоне и еринацине.

Ултразвучна екстракција лавље гриве:
Ултразвучна екстракција лавље гриве је техника којом се примењује ултразвук велике снаге ради екстракције биоактивних једињења из плодоносног тела или мицелијума гљиве лавља грива (Hericium erinaceus). Лавља грива је добро позната лековита гљива и садржи различита биоактивна једињења која повољно утичу на здравље, као што су полисахариди, бета-глукани, хериценони, еринацини и антиоксиданси.
Процес ултразвучне екстракције гљива подразумева употребу ултразвучних уређаја са сондом који стварају интензивну кавитацију у течној средини (као што су вода, етанол или метанол) која садржи материјал гљиве. Настала ултразвучна кавитација изазива разарање ћелијских зидова материјала гљиве, чиме се биоактивна једињења ослобађају у течност / растварач. Ултразвучни таласи такође побољшавају пренос масе биоактивних једињења из материјала гљиве у растварач, што повећава ефикасност екстракције.
Ултразвучна екстракција гљива је веома ефикасна и брза техника изоловања која не захтева високе температуре нити штетне хемикалије. Екстрахована биоактивна једињења могу се користити за различите примене, као што су додаци исхрани, функционална храна и нутрацеутици. Поред тога, метода ултразвучне екстракције лавље гриве је еколошки прихватљива и одржива, што је чини идеалним избором за екстракцију биоактивних једињења из природних извора.

Ове предности чине ултразвучну обраду одличном техником екстракције за добијање висококвалитетних екстраката гљива и разлог су због којег се ултразвучни уређаји Hielscher користе широм света у лабораторијама и индустрији за производњу екстраката гљива.

Протокол за ултразвучну екстракцију лавље гриве

Valu и сар. (2020) приказали су високо ефикасан поступак екстракције за добијање и концентрисање биоактивних производа из биомасе H. erinaceus, заснован на принципима ултразвучне екстракције. За екстракцију је коришћен ултразвучни процесор Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 вати, 20 kHz) са сонотродом BS4d40 (пречника 40 mm). Пре експеримената екстракције, ултразвучни процесор је калибрисан ради одређивања нето потрошње снаге. Током соникације, ова вредност је аутоматски одузимана од бруто потрошње енергије, што је омогућило одређивање нето снаге предате екстракционом медијуму. Током експеримената, узорци су стављени у врећу са ледом уз непрекидно магнетно мешање ради одржавања ниске температуре узорака. По завршетку екстракције, узорци су филтрирани под вакуумом, а затим центрифугирани (2500× g током 5 min). За уклањање воде и алкохола из супернатаната коришћен је ротациони испаривач. Преостали остаци воде и алкохола у узорцима подвргнути су лиофилизацији ради добијања екстракта у праху. Алтернативно, растварач се може уклонити помоћу вакуумског филтера и ротационог вакуумског испаривача ради добијања концентрата гљиве.
 

 
Оптимизовани услови екстракције применом ултразвука били су следећи:

• ултразвучни уређај UIP1000hdT са сонотродом BS4d40: амплитуда 100%, радни циклус 100%)
• осушена, самлевена гљива Hericium erinaceus
• растварач: 80% водени раствор етанола
• однос растварача и материјала: 1:30 (g/mL)
• време екстракције: 45 min

Укупан садржај фенолних једињења у овом оптимизованом екстракту H. erinaceus износио је 23,2 mg GAE/g DM, а у DPPH тесту антиоксидативна активност достигла је IC50 од 87,2 μg/mL.
Истраживачки тим је успешно показао да ултразвучна екстракција ефикасно поспешује изоловање антиоксиданаса из гљиве Hericium erinaceus, нарочито полифенола и флавоноида који су у корелацији са дитерпеноидом еринацином A, познатим по високој антиоксидативној активности.
(уп. Valu et al., 2020)

У овом видеу приказујемо ултразвучну екстракцију чаге хладном водом. Hielscher UP100H је ултразвучни хомогенизатор снаге 100 вати. Ова сонда од 14mm – MS14 – веома је погодна за екстракцију биљног материјала у малим шаржама. Интензитет можете подесити регулатором амплитуде. За ову демонстрацију екстракције користимо интензитет од 100%.

Пронађите идеалан ултразвучни уређај за екстракцију лавље гриве!

Лавља грива је богата хитином. Као и све гљиве, лавља грива садржи много хитина у ћелијским зидовима. Хитин је жилав биополимер који ћелијским зидовима даје велику крутост и чврстоћу. Због високог садржаја хитина, лављу гриву не треба јести сирову јер је хитин тешко сварљив и може изазвати желудачне тегобе.
За разарање ћелијских зидова лавље гриве и екстракцију унутарћелијских биоактивних једињења потребне су јаке силе. Због тога ултразвучне каде или резервоари за чишћење не дају жељене резултате екстракције.
Прочитајте више о поређењу ефикасности ултразвучног уређаја са сондом и ултразвучне каде!
Насупрот томе, ултразвучне сонде локално стварају ултразвучне таласе високог интензитета и кавитацију, који обезбеђују енергију неопходну за разарање ћелијских зидова гљива који садрже хитин. Поред тога, соникација сондом је нетермичка метода екстракције која спречава термичку разградњу биоактивних једињења услед топлоте. Због тога су ултразвучни уређаји са сондом најефикаснија техника за екстракцију лековитих гљива.
 
Затражите од нас одговарајући ултразвучни уређај са сондом за вашу екстракцију гљива!
 
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја:

Контактирајте нас сада и сазнајте више о ултразвучним уређајима за екстракцију гљива! Наше добро обучено особље са дугогодишњим искуством радо ће вам препоручити најпогоднији ултразвучни екстрактор за ваш поступак екстракције гљива!

---

---

Литература / Референце

• 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

Чињенице које вреди знати

Биоактивна једињења гљива из мицелијума у поређењу са онима из плодног тела

Екстракти мицелијума и плодног тела могу се произвести ултразвучном екстракцијом, а обе врсте имају своје јединствене предности. Која је боља зависи од конкретне намене и жељених резултата.
Екстракти мицелијума су углавном јефтинији и лакше се производе у великим количинама него екстракти плодног тела, што их чини доступнијим. Мицелијум такође садржи многа корисна једињења, као што су полисахариди, ергостерол и ензими.
С друге стране, екстракти плодног тела садрже веће количине бета-глукана, тритерпеноида и других једињења која су повезана са повољним утицајем на здравље. Плодна тела такође обично садрже разноврснија једињења и у неким случајевима могу имати снажније дејство.
Коначно, избор између екстраката мицелијума и плодног тела зависиће од конкретне примене и жељених ефеката. На пример, ако тражите подршку имунитету, екстракт мицелијума може бити добра опција због високог садржаја полисахарида. Ако тражите подршку когнитивним функцијама, екстракт плодног тела може бити бољи избор због високог садржаја тритерпеноида. Такође треба напоменути да висококвалитетни екстракти добијени и из мицелијума и из плодног тела могу бити делотворни и корисни за различите намене.

Која је најбоља метода екстракције бета-глукана из лавље гриве?

Ултразвучна екстракција хладном водом је најбоља техника за ослобађање једињења растворљивих у води из гљива, као што је плодно тело лавље гриве. Ултразвучна екстракција хладном водом перфорира и разара чврсте ћелијске зидове гљива како би се биоактивна једињења, као што су β-глукани, ослободила из ћелијског матрикса. Пошто је соникација благ поступак, она не оштећује фитохемикалије и спречава разградњу свих биоактивних једињења која повољно утичу на здравље, укључујући бета-глукане.

Које су предности екстракта гљива?

Поступак екстракције, нпр. ултразвучне екстракције, ослобађа биоактивна једињења, као што су бета-глукани, из ћелијског матрикса. Зато екстракти гљива садрже веће количине биоактивних једињења у поређењу са прахом од самлевених гљива. Главна фракција β-глукана, који су полимери велике молекулске масе, растворљива је у води. Због тога ултразвучна екстракција хладном водом није само здрав и еколошки прихватљив начин екстракције, већ и ефикасно ослобађа β-глукане из ћелија гљива у воду. Екстракт омогућава производњу терапијских средстава и додатака исхрани који садрже уједначену количину биоактивних молекула у свакој дози.

Биоактивна једињења у лављој гриви

У веома важне и добро проучене биоактивне метаболите спадају и еринацини (A–I), група цијатинских дитерпеноида екстрахованих из мицелијума гљиве Hericium erinaceus, познате и као лавља грива или јамабушитаке, као и хериценони (C–H), деривати бензил-алкохола екстраховани из плодног тела. Обе групе једињења могу лако да прођу кроз крвно–мождану баријеру и показале су неуротропне и неуропротективне ефекте. Према извештајима, она подстичу синтезу фактора раста нерава (NGF), како in vitro тако и in vivo. Међутим, ова лековита гљива има и антиоксидативна, антиинфламаторна, антиканцерогена, имуностимулативна, антидијабетичка, антимикробна, хиполипидемијска и антихипергликемијска својства, мада се најчешће користи за лечење неуродегенеративних болести и когнитивних оштећења.
Доказано је да еринацин A, главни представник групе еринацина, има делотворно заштитно дејство против Паркинсонове болести. У мишјем моделу Паркинсонове болести изазване 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрахидропиридином (MPTP), еринацин A је смањио губитак допаминергичких ћелија изазван MPTP-ом, апоптотичку смрт ћелија изазвану оксидативним стресом и нивое глутатиона, нитротирозина и 4-хидрокси-2-ноненала (4-HNE); такође је поништио моторичке дефиците повезане са MPTP-ом и смањио оштећење услед цитотоксичности и апоптозе неуронских ћелија изазваних 1-метил-4-фенилпиридинијумом (MPP), посредством активације сигналних путева IRE1α/TRAF2, JNK1/2 и p38 MAPK коју одржава стрес ендоплазматског ретикулума (ER), експресије хомологног протеина C/EBP (CHOP), IKB-β и NF-κB, као и Fas и Bax. Такође је утврђено да је овај метаболит делотворан против исхемијског можданог удара, како је наведено у студији на пацовима у којој је уочено смањење апоптозе неурона, као и величине шупљине настале у мозгу услед можданог удара, циљаним деловањем на iNOS/реактивне врсте азота (RNS) и сигналне путеве p38 митогеном активиране протеин-киназе (MAPK)/хомологног протеина протеину који се везује за појачивач CCAAT (CHOP).
Такође је пријављено да еринацин A има значајну антитуморску активност у људским ћелијама рака желуца TSGH 9201, у којима је изазвао значајну апоптозу повезану са повећаном фосфорилацијом у сигналним путевима киназе фокалне адхезије/протеин-киназе FAK/Akt/p70S6K и серин/треонин-киназе PAK-1. Такође је довео до повећане цитотоксичности и стварања ROS, смањене инвазивности и активације каспаза, као и експресије рецептора туморске некрозе TRAIL. Снажно антитуморско дејство овог метаболита накнадно је потврђено недавном студијом, како in vitro на две људске ћелијске линије рака дебелог црева (DLD-1 и HCT-116), тако и in vivo на мишјем моделу, којом су додатно разјашњени његови механизми деловања. Ефекти третмана обухватали су стимулацију спољашњих путева активације апоптозе (TNFR, Fas, FasL, каспазе), сузбијање експресије антиапоптотичких молекула Bcl-2 и Bcl-XL и фосфорилацију Jun N-терминалне киназе JNK1/2, која реагује на стресне стимулусе, као и NF-κB p50 и p330. Такође је показано да је повећање експресије молекула рецептора смрти путем сигналног пута JNK MAPK/p300/NF-κB посредовано модификацијом хистона H3K9K14ac; резултати испитивања in vivo заиста су показали повећане нивое хистона H3K9K14ac, као и ацетилацију хистона на промоторима Fas, FasL и TNFR.
Други еринацин, еринацин C, познат је по свом дејству против неуроинфламације и неуропротективном дејству, која би могла да се остварују механизмом инхибиције IκB, p-IκBα (укључених у узводну каскаду преноса сигнала NF-κB) и експресије протеина индуцибилне синтазе азот-моноксида (iNOS), као и активацијом сигналног пута Nrf2/HO-1 који штити од стреса. Третман људских микроглијалних ћелија BV2 са инфламацијом изазваном LPS-ом довео је до смањења нивоа азот-моноксида (NO), IL-6, TNF-α и iNOS, инхибиције експресије NF-κB и фосфорилације протеина IκBα (p-IκBα), као и инхибиције протеина 1 повезаног са ECH, сличног протеину Kelch (Keap1), и повећања нуклеарног транскрипционог фактора сродног еритроидном фактору 2 (Nrf2) и експресије протеина хем-оксигеназе-1 (HO-1).
(извод из Venturella et al., 2021)