Extrakt av igelkottstaggsvamp framställt med ultraljud

Extrakt från svamparten Hericium erinaceus, känd som igelkottstaggsvamp, framställs mest effektivt med ultraljudsbehandling. Ultraljudsextraktorer bryter snabbt upp svampens cellmatris och möjliggör fullständig extraktion av bioaktiva föreningar från igelkottstaggsvampens mycel och fruktkropp.

Ultraljudsassisterad extraktion av igelkottstaggsvamp

Bioaktiva föreningar i igelkottstaggsvamp: Hericium erinaceus, även känd under trivialnamn som lejonman, japansk yamabushitake, pom pom, skäggtand, igelkott eller aphuvudsvamp, är en svamp som sedan årtionden används som traditionellt läkemedel och terapeutiskt medel. Igelkottstaggsvamp innehåller många bioaktiva föreningar: polysackarider, steroler, glykoproteiner, terpenoider (t.ex. erinaciner) samt fenoliska och flyktiga föreningar (t.ex. hericenoner). Dessa ämnen är kända för sina antioxidativa, antidiabetiska, cancerhämmande, antiinflammatoriska, antimikrobiella, antihyperglykemiska och hypolipidemiska effekter. Vetenskaplig forskning har visat att föreningar i igelkottstaggsvamp kan förbättra nervcellernas utveckling och funktion och skulle kunna skydda nerver mot skador. Därför prövas svampen för närvarande som ett terapeutiskt medel mot demens.

Denna video demonstrerar högeffektiv extraktion av igelkottstaggsvamp med ultraljudshomogenisatorn Hielscher UP200Ht. Ultraljudsextraktion är den perfekta tekniken för att framställa högkvalitativa fullspektrumextrakt som innehåller polysackarider såsom betaglukaner samt hericenoner och erinaciner.

Ultraljudsextraktion av igelkottstaggsvamp:
Ultraljudsextraktion av igelkottstaggsvamp är en teknik som använder högeffektsultraljud för att extrahera bioaktiva föreningar från igelkottstaggsvampens (Hericium erinaceus) fruktkropp eller mycel. Igelkottstaggsvampen är en välkänd medicinalsvamp och innehåller olika hälsofrämjande bioaktiva föreningar såsom polysackarider, betaglukaner, hericenoner, erinaciner och antioxidanter.
Vid ultraljudsextraktion av svamp används ultraljudsapparater av sondtyp som skapar intensiv kavitation i ett flytande medium (såsom vatten, etanol eller metanol) som innehåller svampmaterialet. Den genererade ultraljudskavitationen får svampmaterialets cellväggar att brytas ned, vilket frigör de bioaktiva föreningarna till vätskan / lösningsmedlet. Ultraljudsvågorna förbättrar också masstransporten av de bioaktiva föreningarna från svampmaterialet till lösningsmedlet, vilket ökar extraktionseffektiviteten.
Ultraljudsextraktion av svamp är en mycket effektiv och snabb isoleringsteknik som inte kräver höga temperaturer eller skadliga kemikalier. De extraherade bioaktiva föreningarna kan användas för olika tillämpningar, såsom kosttillskott, funktionella livsmedel och nutraceutika. Dessutom är metoden för ultraljudsextraktion av igelkottstaggsvamp miljövänlig och hållbar, vilket gör den till ett idealiskt val för att extrahera bioaktiva föreningar från naturliga källor.

Dessa fördelar gör ultraljudsbehandling till en utmärkt extraktionsteknik för högkvalitativa svampextrakt och är anledningen till att Hielschers ultraljudsapparater används över hela världen i laboratorier och inom industrin för framställning av svampextrakt.

Protokoll för ultraljudsextraktion av igelkottstaggsvamp

Valu et al. (2020) demonstrerade ett mycket effektivt extraktionsförfarande för att utvinna och koncentrera bioaktiva produkter från biomassa av H. erinaceus, baserat på principerna för ultraljudsextraktion. Utrustningen som användes för extraktionen var en ultraljudsprocessor från Hielscher (Hielscher UIP1000hdT, 1000 watt, 20 kHz) med sonotroden BS4d40 (40 mm i diameter). Före extraktionsförsöken kalibrerades ultraljudsprocessorn för att bestämma nettoeffektförbrukningen. Under ultraljudsbehandlingen drogs detta värde automatiskt av från bruttoenergiförbrukningen, vilket gjorde det möjligt att bestämma nettoeffekten som tillfördes extraktionsmediet. Under försöken placerades proverna i en ispåse med kontinuerlig magnetomrörning för att hålla provtemperaturen låg. Efter avslutad extraktion vakuumfiltrerades proverna och centrifugerades därefter (2500× g i 5 min). En rotationsindunstare användes för att avlägsna vatten och alkohol från supernatanterna. De återstående vatten- och alkoholresterna från proverna frystorkades för att erhålla ett pulverextrakt. Alternativt kan lösningsmedlet avlägsnas med ett vakuumfilter och en vakuumrotationsindunstare för att erhålla ett svampkoncentrat.
 

 
De optimerade extraktionsbetingelserna vid användning av ultraljud var följande:

• ultraljudsapparaten UIP1000hdT med sonotroden BS4d40: 100% amplitud, 100% arbetscykel)
• torkad, mald Hericium erinaceus
• lösningsmedel: 80% etanol i vatten
• förhållande mellan lösningsmedel och material: 1:30 (g/mL)
• extraktionstid: 45 min

Det totala innehållet av fenolföreningar i detta optimerade extrakt av H. erinaceus var 23,2 mg GAE/g DM, och i DPPH-testet uppnådde antioxidantaktiviteten ett IC50 på 87,2 μg/mL.
Forskargruppen visade framgångsrikt att ultraljudsextraktion effektivt främjar isoleringen av antioxidanter ur Hericium erinaceus, särskilt polyfenoler och flavonoider som korrelerar med diterpenoiden erinacin A, känd för sin höga antioxidantaktivitet.
(jfr Valu et al., 2020)

I denna video demonstrerar vi kallvattenextraktion av chaga med ultraljud. Hielscher UP100H är en ultraljudshomogenisator med en effekt på 100 watt. Denna 14mm-sond – MS14 – är mycket lämplig för extraktion av växtmaterial i små satser. Intensiteten kan justeras med amplitudreglaget. Vi använder 100% intensitet i denna extraktionsdemonstration.

Hitta den idealiska ultraljudsapparaten för extraktion av igelkottstaggsvamp!

Igelkottstaggsvamp är rik på kitin. Liksom alla svampar har igelkottstaggsvamp mycket kitin i sina cellväggar. Kitin är en seg biopolymer som ger cellväggarna hög styvhet och hållfasthet. På grund av sitt höga kitininnehåll bör igelkottstaggsvamp inte ätas rå, eftersom kitinet är svårsmält och kan orsaka magbesvär.
Det krävs starka krafter för att bryta sönder igelkottstaggsvampens cellväggar och extrahera de intracellulära bioaktiva föreningarna. Därför ger ultraljudsbad eller rengöringstankar inte de önskade extraktionsresultaten.
Läs mer om jämförelsen av effektiviteten hos en ultraljudsapparat med sond och ett ultraljudsbad!
Ultraljudssonder skapar däremot lokalt högintensiva ultraljudsvågor och kavitation som tillför den energi som krävs för att bryta sönder svamparnas kitinhaltiga cellväggar. Dessutom är ultraljudsbehandling med sond en icke-termisk extraktionsmetod som förhindrar att de bioaktiva föreningarna bryts ned termiskt av värme. Därför är ultraljudsapparater med sond den effektivaste extraktionstekniken för extraktion av medicinska svampar.
 
Fråga oss om rätt ultraljudsapparat med sond för din svampextraktion!
 
Tabellen nedan ger en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:

Kontakta oss nu och få mer information om ultraljudsapparater för svampextraktion! Vår välutbildade personal med mångårig erfarenhet rekommenderar gärna den ultraljudsextraktor som är bäst lämpad för din svampextraktionsprocess!

---

---

Litteratur / Referenser

• 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

Fakta värda att känna till

Bioaktiva svampämnen från mycel jämfört med fruktkropp

Både mycelextrakt och fruktkroppsextrakt kan framställas med ultraljudsextraktion, och båda har sina egna unika fördelar. Vilket som är bäst beror på det specifika användningsområdet och de önskade resultaten.
Mycelextrakt är i allmänhet billigare och enklare att framställa i stora mängder än fruktkroppsextrakt, vilket gör dem mer tillgängliga. Mycel innehåller också många nyttiga ämnen såsom polysackarider, ergosterol och enzymer.
Fruktkroppsextrakt innehåller däremot högre halter av beta-glukaner, triterpenoider och andra ämnen som har kopplats till hälsofördelar. Fruktkroppar tenderar också att innehålla ett mer varierat urval av ämnen och kan i vissa fall vara mer potenta.
I slutändan beror valet mellan mycelextrakt och fruktkroppsextrakt på den specifika tillämpningen och de önskade effekterna. Om du till exempel vill stödja immunförsvaret kan ett mycelextrakt vara ett bra alternativ tack vare dess höga innehåll av polysackarider. Om du vill stödja den kognitiva funktionen kan ett fruktkroppsextrakt vara ett bättre val tack vare dess höga innehåll av triterpenoider. Det är också värt att nämna att högkvalitativa extrakt från både mycel och fruktkroppar kan vara effektiva och fördelaktiga för en rad olika ändamål.

Vilken är den bästa metoden för att extrahera beta-glukaner från igelkottstaggsvamp?

Ultraljudsextraktion med kallt vatten är den bästa tekniken för att frigöra vattenlösliga ämnen från svampar, såsom igelkottstaggsvampens fruktkropp. Ultraljudsextraktion med kallt vatten perforerar och bryter sönder svamparnas sega cellväggar för att frigöra bioaktiva ämnen såsom β-glukaner från cellmatrisen. Eftersom ultraljudsbehandling är en skonsam process skadar den inte de fytokemiska ämnena och förhindrar nedbrytningen av alla hälsofrämjande bioaktiva ämnen, inklusive beta-glukanerna.

Vilka är fördelarna med ett svampextrakt?

Extraktionsprocessen, till exempel ultraljudsextraktion, frigör bioaktiva ämnen såsom beta-glukaner från cellmatrisen. Därför innehåller svampextrakt större mängder bioaktiva ämnen än malet svamppulver. Huvuddelen av β-glukanerna, som är polymerer med hög molekylvikt, är vattenlösliga. Därför är ultraljudsextraktion med kallt vatten inte bara en hälsosam och miljövänlig extraktionsmetod, utan frigör också effektivt β-glukanerna från svampcellerna till vattnet. Med extraktet blir det möjligt att framställa terapeutiska preparat och kosttillskott som innehåller en enhetlig mängd bioaktiva molekyler i varje dos.

Bioaktiva ämnen i igelkottstaggsvamp

Bland de mycket viktiga och välstuderade bioaktiva metaboliterna finns även erinacinerna (A–I), en grupp cyatinditerpenoider som extraheras från mycelet hos Hericium erinaceus, även kallad igelkottstaggsvamp eller yamabushitake, och hericenonerna (C–H), bensylalkoholderivat som extraheras från fruktkroppen. Båda grupperna av föreningar kan lätt passera blod–hjärnbarriären och har uppvisat neurotropa och neuroprotektiva effekter. De rapporteras inducera syntes av nervtillväxtfaktor (NGF), både in vitro och in vivo. Denna medicinalsvamp har dock även antioxidativa, antiinflammatoriska, cancerhämmande, immunstimulerande, antidiabetiska, antimikrobiella, hypolipidemiska och antihyperglykemiska egenskaper, även om den oftast används för behandling av neurodegenerativa sjukdomar och kognitiv funktionsnedsättning.
Erinacin A, den främsta representanten för erinacingruppen, har visats ha en effektiv skyddande verkan mot Parkinsons sjukdom. I en musmodell av Parkinsons sjukdom med 1-metyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) gav erinacin A en minskning av MPTP-inducerad förlust av dopaminerga celler, apoptotisk celldöd inducerad av oxidativ stress samt nivåerna av glutation, nitrotyrosin och 4-hydroxi-2-nonenal (4-HNE); det reverserade även MPTP-associerade motoriska funktionsnedsättningar och minskade skadorna från 1-metyl-4-fenylpyridinium (MPP)-inducerad cytotoxicitet och apoptos i nervceller genom en aktivering av signalvägarna IRE1α/TRAF2, JNK1/2 och p38 MAPK som upprätthålls av stress i det endoplasmatiska retiklet (ER), uttrycket av C/EBP-homologt protein (CHOP), IKB-β och NF-κB samt Fas och Bax. Denna metabolit visade sig även vara effektiv mot ischemisk stroke, vilket rapporterades i en studie på råttor där man observerade minskad neuronal apoptos samt minskad storlek på strokekaviteten i hjärnan genom påverkan på signalvägarna iNOS/reaktiva kväveföreningar (RNS) och p38-mitogenaktiverat proteinkinas (MAPK)/CCAAT-förstärkarbindande proteinhomologt protein (CHOP).
Erinacin A rapporterades även ha betydande antitumöraktivitet i humana magsäckscancerceller av typen TSGH 9201, där det inducerade betydande apoptos associerad med ökad fosforylering i signalvägarna för fokaladhesionskinas/proteinkinas FAK/Akt/p70S6K och serin/treoninkinas PAK-1. Det resulterade även i ökad cytotoxicitet och ROS-bildning, minskad invasivitet och aktivering av kaspaser samt uttryck av tumörnekrosreceptorn TRAIL. Denna metabolits starka antitumörverkan bekräftades därefter i en nyligen genomförd studie, både in vitro i två humana tjocktarmscancercellinjer (DLD-1 och HCT-116) och in vivo i en musmodell, som ytterligare klargjorde dess mekanismer. Behandlingseffekterna omfattade stimulering av de extrinsiska signalvägarna för apoptosaktivering (TNFR, Fas, FasL, kaspaser), hämning av uttrycket av de antiapoptotiska molekylerna Bcl-2 och Bcl-XL samt fosforylering av Jun-N-terminalt kinas JNK1/2, som reagerar på stressstimuli, NF-κB p50 och p330. Det visades även att uppregleringen av dödsreceptormolekyler via signalvägen JNK MAPK/p300/NF-κB förmedlas genom modifiering av histon H3K9K14ac; resultaten från in vivo-försöket visade faktiskt ökade nivåer av histon H3K9K14ac samt histonacetylering på promotorerna för Fas, FasL och TNFR.
Ett annat erinacin, erinacin C, är känt för sina neuroinflammationshämmande och neuroprotektiva effekter, vilka skulle kunna uppnås genom en mekanism som hämmar proteinuttrycket av IκB, p-IκBα (som ingår i den uppströms belägna NF-κB-signaltransduktionskaskaden) och inducerbart kväveoxidsyntas (iNOS) samt aktiverar den stresskyddande signalvägen Nrf2/HO-1. Behandling av humana BV2-mikrogliaceller med LPS-inducerad inflammation resulterade i minskade nivåer av kväveoxid (NO), IL-6, TNF-α och iNOS, hämning av NF-κB-uttrycket och fosforylering av IκBα-proteiner (p-IκBα) samt hämning av Kelch-liknande ECH-associerat protein 1 (Keap1), ökad mängd nukleär transkriptionsfaktor erytroid 2-relaterad faktor (Nrf2) och ökat uttryck av proteinet hemoxygenas-1 (HO-1).
(utdrag ur Venturella et al., 2021)