Extraktion av betaglukaner från svamp med hjälp av ultraljud
Material och utrustning
- Svamp (t.ex. 100 g hackad eller skivad svamp)
- Kallt destillerat vatten (t.ex. 500 ml)
- Mixer eller kvarn
- Bägare eller kolvar av glas
- Filterpapper eller en vakuumfiltreringsinstallation
- Centrifug (tillval)
- Alkohol (t.ex. etanol) för nederbörd
- Kylskåp
- Torkugn
Protokoll för extraktion av betaglukan
- Mal eller krossa svampen (t.ex. Chaga eller Lion’ Mansvamp) till grova partiklar på ca 1 till 3 millimeter. Använd till exempel 100 g torkade svamppartiklar.
- Tillsätt sedan svamppartiklarna i en glasbägare eller kolv.
- Tillsätt sedan 500 ml destillerat vatten i bägaren som innehåller svamppartiklarna som ska extraheras. Förhållandet mellan vatten och svamp kan variera beroende på den specifika svamptypen och partikelstorleken.
- Efter att du rört om uppslamningen, sonikera blandningen med hjälp av en ultraljudslabbhomogenisator (t.ex. UP400St med 22 mm sonotrode vid 100 % amplitud eller UP200Ht med 14 mm ultraljud vid 100 % amplitud) och håll en temperatur på under 90 °C. Lägre temperaturer hjälper till att bevara värmekänsliga föreningar, såsom betaglukaner, under extraktionen. Ultraljudsbehandling i ca 5 till 10 minuter när du använder UP400St respektive 10 till minuter när du använder UP200Ht. Observera att temperaturen och extraktionstiden kan variera beroende på vilken ultraljudseffekt som används. Naturligtvis, större volymer kommer att kräva längre ultraljudsbehandling gånger.
- Filtrera den sonikerade blandningen genom filterpapper eller använd en vakuumfiltreringsinställning för att separera vätskan (som innehåller de extraherade betaglukanerna) från de fasta svampresterna.
- Fäll sedan ut betaglukanerna från vätskan genom att tillsätta alkohol (t.ex. etanol). Vanligtvis kan du använda 2-3 volymer alkohol för nederbörd.
- Förvara sedan blandningen i kylskåp i flera timmar så att betaglukanerna kan fällas ut.
- Efter utfällningen kan du dekantera vätskan försiktigt och samla upp betaglukanfällningen.
- Torka slutligen betaglukanerna i en ugn vid låg temperatur (t.ex. 40-50 °C) tills all alkohol har avlägsnats och du får ett torrt pulver.
Svampar uppvisar variationer i sina egenskaper. Därför kan extraktionsprocessen för betaglukan skilja sig åt beroende på faktorer som den specifika svamparten, svampens tillstånd (torkat eller färskt), partikelstorlek och extraktionstemperaturen. För att optimera din extraktionsprocedur, överväga att experimentera med olika parametrar, inklusive att variera förhållandet mellan fast och vätska, justera temperaturer, utforska olika lösningsmedel och testa olika ultraljudsbehandling varaktigheter och amplitudinställningar.
Ultraljudsassisterad enzymatisk extraktion av betaglukan
Ultraljudsassisterad enzymatisk extraktion är en metod som används för att extrahera betaglukaner från svampar med hjälp av en kombination av enzymer och ultraljudsvågor. Denna process förbättrar extraktionens effektivitet genom att bryta ner svamparnas cellväggar och underlätta frisättningen av betaglukaner.
Uppskalning av betaglukanextraktion från svamp
När du väl har etablerat ett protokoll för extraktion av betaglukan som uppfyller dina krav kan det vara enkelt att skala upp extraktionsprocessen.
Uppskalning av batchextrahering
Om du planerar att skala upp med hjälp av en batchextraktionsmetod rekommenderar vi att du ökar batchvolymen samtidigt som du håller förhållandet mellan fast ämne och vätska och alla andra parametrar konstanta. Om du fortsätter att använda samma ultraljud homogenisator, Se till att proportionellt öka ultraljudsbehandling tid. För satser som överstiger 1 liter kan du överväga att införliva en långsam omrörare för att bibehålla partikelsuspensionen och förbättra extraktionsenhetligheten. Bilden nedan visar en 8-liters satsextraktionsinställning med en UP400St ultraljudshomogenisator i kombination med en laboratorieomrörare.
8L Batch Mushroom Extraction Setup med UP400St Sonicator
Vakuumfiltrering av betaglukanextrakt efter ultraljudsbehandling
Extraktion av svamp på nätet
För dem som är intresserade av att kontinuerligt extrahera större mängder betaglukaner från svampar erbjuder Hielscher Ultrasonics flödescellsreaktorer utformade för extraktion av botaniskt material. Om detta gäller dig uppmanar vi dig att kontakta oss direkt för mer information. Vårt tekniska team hjälper gärna till att bestämma den mest lämpliga installationen för dina specifika behov. Att genomföra experimentet i labbskala som nämndes tidigare med dina specifika svamparter kan dock vara ovärderligt för att förstå de exakta processkraven. Bilden nedan visar en stor flödescellsreaktor med en UIP4000hdT ultraljudshomogenisator för extraktion av betaglukaner vid cirka 50 till 200 liter svamplösningsmedelsslam per timme.
UIP4000hdT ultraljudshomogenisator för 50 till 200L svamplösningsmedelsuppslamning per timme
Empirisk betaglukankoncentration av svamparter
Nedan hittar du en lista över empirisk betaglukankoncentration som extraherades från olika svamparter.
| Svamparter | Innehåll av betaglukan (viktprocent) |
|---|---|
| Termitomyces fuliginosus R. Heim | 1% |
| Boletus colossus R. Heim | 3% |
| Russula densifolia Secr. ex Gillet | 25% |
| Russula cyanoxantha (Schaeff.) Fr. | 29% |
| Russula alboareolata Hongo | 42% |
| Russula emetica (Schaeff.) Pers. | 10% |
| Russula delica Fr. | 38% |
| Pycnoporus cinnabarinus (Jacq.) P. Karst. | 35% |
| Amanita hemibapha (Berk. & Broome) Sacc. | 5% |
| Amanita princeps Hörn & Bas | 9% |
| Amanita caesarea (Scop.) Pers. | 4% |
| Heimiella retispora (Pat. & C.F. Baker) Boedijn | 19% |
| Cortinarius claricolor var. turmalis (Fr.) Quadr | 13% |
| Termitomyces tylerianus Otieno | 12% |
| Termitomyces microcarpus (Berk. & Broome) R. Heim | 8% |
| Termitomyces eurhizus (Berk.) R. Heim | 7% |
| Polyporellus varius (Pers.) P. Karst. | 2% |
| Pycnoporus coccineus (Fr.) Bondartsev & Sångare | 45% |
| Lentinus squarrosulus Mont. | 2% |
| Daedaleopsis confragosa (Bolton) J. Schröt | 3% |
| Pycnoporus sanguineus (L.) Fr. | 35% |
| Amanita hemibapha (Berk. & Broome) Sacc. | 5% |
| Amanita virgineoides Bas | 1% |
| Agaricus silvaticus Schaeff. | 3% |
| Chlorophyllum molybdites (G. Mey.) Massee | 3% |
| Ganoderma lucidum (Curtis) P. Karst. | 33% |
| Amauroderma rugosum (Blume & T. Nees) Torrend | 4% |
| Suillus bovinus var. bovinus (Pers.) Kuntze | 1% |
| Clitocybe suaveolens (Schumach.) P. Kumm. S | 9% |
| Cleroderma verrucosum (Bull.) Pers. | 9% |
| Heimiella retispora (Pat. & C.F. Baker) | 19% |
| Lentinula edodes (Berk.) Pegler | 34% |
| Pycnoporus cinnabarinus (Jacq.) P. Karst. | 35% |
betaglukankoncentration av vilda svamparter, Källa: Boonyanuphap, Jaruntorn & Hansawasdi, Chanida. (2010). Rumslig fördelning av Betaglukaninnehållande vilda svampsamhällen i subtropisk torrskog, Thailand. Svamp mångfald. 46. 29-42. 10.1007/s13225-010-0067-8.
Kvantifiering av betaglukanextraktkoncentration av svampar
Betaglukankoncentrationen efter extraktion kan kvantifieras med olika metoder, beroende på typen av betaglukan och de specifika kraven för analysen. Vanliga metoder för att kvantifiera betaglukankoncentrationen listas nedan. Valet av metod beror naturligtvis på faktorer som erforderlig noggrannhet och tillgänglig utrustning.
-
Gravimetrisk metod
- Princip: Denna metod är baserad på utfällning av betaglukaner med etanol, följt av torkning och vägning av fällningen.
- Förfarande: Provet löses upp i vatten, behandlas med etanol för att fälla ut betaglukaner, varefter fällningen samlas upp, torkas och vägs.
- Fördelar: Enkelt och allmänt använt.
- Begränsningar: Mindre exakt jämfört med andra metoder.
-
Kolorimetriska metoder
- Princip: Dessa metoder involverar färgreaktioner med specifika reagenser som ger en färgförändring som är proportionell mot betaglukankoncentrationen.
-
Exempel:
- Fenol-svavelsyrametod: Denna metod innebär att provet behandlas med koncentrerad svavelsyra och fenol, vilket gör lösningen orange. Färgintensiteten är proportionell mot betaglukankoncentrationen.
- Anthrone-metoden: Anthrone-reagens reagerar med betaglukaner för att producera en blågrön färg, och färgintensiteten mäts.
- Fördelar: Känslig och lämplig för analys med hög genomströmning.
- Begränsningar: Interferens från andra föreningar och behovet av specifika reagenser.
-
Enzymatiska analyser
- Princip: Enzymatiska analyser använder enzymer som β-glukanas för att bryta ner betaglukaner till enklare sockerarter, och de frigjorda sockerarterna kvantifieras.
- Fördelar: Mycket specifik och exakt.
- Begränsningar: Kräver specialutrustning och reagenser.
-
Högpresterande vätskekromatografi (HPLC)
- Princip: HPLC separerar och kvantifierar föreningar baserat på deras interaktioner med en kromatografisk kolonn.
- Förfarande: Betaglukaner hydrolyseras till monosackarider och de resulterande sockerarterna separeras och kvantifieras med HPLC.
- Fördelar: Mycket noggrann och lämplig för komplexa prover.
- Begränsningar: Kräver specialutrustning och expertis.
-
Specifika immunanalyser
- Princip: Immunanalyser använder antikroppar som är specifika för betaglukaner för att kvantifiera deras koncentration.
-
Exempel:
- ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay): I denna metod ger en enzymkopplad antikropp en färgförändring när den binder till betaglukaner.
- Laterala flödesanalyser: Dessa är snabbtester som ger ett synligt resultat på en teststicka.
- Fördelar: Hög specificitet och känslighet.
- Begränsningar: Kräver specifika antikroppar och kan vara dyrare.