การสกัดเบตากลูแคนจากเห็ดโดยใช้คลื่นอัลตราโซนิก

การสกัดเบตากลูแคนจากเห็ดเพื่อการทดสอบในห้องปฏิบัติการหรือเพื่อการผลิตประกอบด้วยการสับ บด หรือย่อยเห็ด การสกัดโดยใช้อัลตราโซนิกช่วย และการตกตะกอนเบตากลูแคน ต่อไปนี้คือโครงร่างอย่างง่ายของกระบวนการสกัดเบตากลูแคน พร้อมตัวอย่างปริมาตรและน้ำหนักสำหรับการทดลองระดับห้องปฏิบัติการ โปรดทราบว่าสภาวะและค่าที่ใช้โดยเฉพาะอาจแตกต่างกันไปตามชนิดของเห็ดและความบริสุทธิ์ของเบตากลูแคนที่ต้องการ

วัสดุและอุปกรณ์

• เห็ด (เช่น เห็ดสับหรือหั่นเป็นชิ้น 100g)
• น้ำกลั่นเย็น (เช่น 500mL)
• เครื่องปั่นหรือเครื่องบด
• บีกเกอร์หรือขวดรูปชมพู่ที่ทำจากแก้ว
• กระดาษกรองหรือชุดกรองสุญญากาศ
• เครื่องหมุนเหวี่ยง (อุปกรณ์เสริม)
• แอลกอฮอล์ (เช่น เอทานอล) สำหรับการตกตะกอน
• ตู้เย็น
• ตู้อบแห้ง

ขั้นตอนการสกัดเบตากลูแคน

1. บดหรือย่อยเห็ด (เช่น เห็ดชากาหรือเห็ดหัวลิง) ให้เป็นอนุภาคหยาบขนาดประมาณ 1 ถึง 3 มิลลิเมตร ตัวอย่างเช่น ใช้อนุภาคเห็ดแห้ง 100g
2. จากนั้นใส่อนุภาคเห็ดลงในบีกเกอร์หรือขวดรูปชมพู่ที่ทำจากแก้ว
3. ถัดไป เติมน้ำกลั่น 500mL ลงในบีกเกอร์ที่มีอนุภาคเห็ดที่จะนำมาสกัด อัตราส่วนของน้ำต่อเห็ดอาจแตกต่างกันไปตามชนิดของเห็ดและขนาดอนุภาคที่ใช้
4. หลังจากกวนสารแขวนลอยแล้ว ให้ใช้เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกสำหรับห้องปฏิบัติการทำให้ส่วนผสมได้รับคลื่นอัลตราโซนิก (เช่น UP400St ที่ใช้โซโนโทรดขนาด 22mm ที่แอมพลิจูด 100% หรือ UP200Ht ที่ใช้โซโนโทรดขนาด 14mm ที่แอมพลิจูด 100%) และรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่า 90°C อุณหภูมิที่ต่ำลงช่วยรักษาสารประกอบที่ไวต่อความร้อน เช่น เบตากลูแคน ในระหว่างการสกัด ให้ส่วนผสมได้รับคลื่นอัลตราโซนิกเป็นเวลาประมาณ 5 ถึง 10 นาทีเมื่อใช้ UP400St และ 10 ถึง … นาทีเมื่อใช้ UP200Ht ตามลำดับ โปรดทราบว่าอุณหภูมิและระยะเวลาการสกัดอาจแตกต่างกันไปตามกำลังอัลตราโซนิกที่ใช้ แน่นอนว่าปริมาตรที่มากขึ้นจะต้องใช้ระยะเวลาในการให้คลื่นอัลตราโซนิกนานขึ้น
5. กรองส่วนผสมที่ผ่านการให้คลื่นอัลตราโซนิกแล้วด้วยกระดาษกรอง หรือใช้ชุดกรองสุญญากาศเพื่อแยกของเหลว (ที่มีเบตากลูแคนที่สกัดได้) ออกจากกากเห็ดที่เป็นของแข็ง
6. จากนั้นตกตะกอนเบตากลูแคนจากของเหลวโดยเติมแอลกอฮอล์ (เช่น เอทานอล) โดยทั่วไป สามารถใช้แอลกอฮอล์ปริมาตร 2–3 เท่าของของเหลวเพื่อให้เกิดการตกตะกอน
7. หลังจากนั้น เก็บส่วนผสมไว้ในตู้เย็นเป็นเวลาหลายชั่วโมงเพื่อให้เบตากลูแคนตกตะกอน
8. หลังจากตกตะกอนแล้ว สามารถรินของเหลวออกอย่างระมัดระวังและเก็บตะกอนเบตากลูแคน
9. สุดท้าย อบเบตากลูแคนให้แห้งในตู้อบที่อุณหภูมิต่ำ (เช่น 40–50°C) จนแอลกอฮอล์ถูกกำจัดออกทั้งหมดและได้ผงแห้ง

วิดีโอนี้สาธิตการสกัดเห็ดหัวลิงอย่างมีประสิทธิภาพสูงด้วยเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher UP200Ht

เห็ดมีลักษณะที่แตกต่างกัน ดังนั้น กระบวนการสกัดเบตากลูแคนจึงอาจแตกต่างกันตามปัจจัยต่าง ๆ เช่น สายพันธุ์เห็ดที่ใช้ สภาพของเห็ด (แห้งหรือสด) ขนาดอนุภาค และอุณหภูมิในการสกัด เพื่อปรับขั้นตอนการสกัดให้เหมาะสมที่สุด ควรพิจารณาทดลองใช้พารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน รวมถึงการเปลี่ยนอัตราส่วนของของแข็งต่อของเหลว การปรับอุณหภูมิ การลองใช้ตัวทำละลายชนิดต่าง ๆ และการทดสอบระยะเวลาการให้คลื่นอัลตราโซนิกและการตั้งค่าแอมพลิจูดที่หลากหลาย

การสกัดเบตากลูแคนด้วยเอนไซม์โดยใช้อัลตราโซนิกช่วย

การสกัดด้วยเอนไซม์โดยใช้อัลตราโซนิกช่วยเป็นวิธีที่ใช้สกัดเบตากลูแคนจากเห็ดโดยใช้เอนไซม์ร่วมกับคลื่นอัลตราโซนิก กระบวนการนี้เพิ่มประสิทธิภาพการสกัดด้วยการสลายผนังเซลล์ของเห็ดและช่วยให้เบตากลูแคนถูกปลดปล่อยออกมา

การขยายขนาดการสกัดเบตากลูแคนจากเห็ด

เมื่อกำหนดขั้นตอนการสกัดเบตากลูแคนที่ตรงตามความต้องการแล้ว การขยายขนาดกระบวนการสกัดอาจทำได้อย่างตรงไปตรงมา

การขยายขนาดการสกัดแบบแบตช์

หากวางแผนขยายขนาดโดยใช้วิธีการสกัดแบบแบตช์ เราแนะนำให้เพิ่มปริมาตรของแต่ละแบตช์ โดยคงอัตราส่วนของของแข็งต่อของเหลวและพารามิเตอร์อื่น ๆ ทั้งหมดไว้เท่าเดิม หากยังใช้เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกเครื่องเดิม ต้องเพิ่มระยะเวลาการให้คลื่นอัลตราโซนิกตามสัดส่วน สำหรับแบตช์ที่มีปริมาตรมากกว่า 1 ลิตร อาจพิจารณาเพิ่มเครื่องกวนที่ทำงานช้าเพื่อรักษาอนุภาคให้แขวนลอยและเพิ่มความสม่ำเสมอของการสกัด ภาพด้านล่างแสดงชุดสกัดแบบแบตช์ขนาด 8 ลิตร ซึ่งใช้เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิก UP400St ร่วมกับเครื่องกวนสำหรับห้องปฏิบัติการ

การสกัดเห็ดแบบอินไลน์

สำหรับผู้ที่สนใจสกัดเบตากลูแคนจากเห็ดอย่างต่อเนื่องในปริมาณที่มากขึ้น Hielscher Ultrasonics มีเครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลที่ออกแบบมาสำหรับการสกัดวัสดุจากพืช หากตรงกับความต้องการของคุณ เราขอเชิญให้ติดต่อเราโดยตรงเพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติม ทีมเทคนิคของเรายินดีช่วยกำหนดชุดอุปกรณ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการเฉพาะของคุณ อย่างไรก็ตาม การดำเนินการทดลองระดับห้องปฏิบัติการที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้กับสายพันธุ์เห็ดที่คุณใช้ อาจมีคุณค่าอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจข้อกำหนดของกระบวนการอย่างแม่นยำ ภาพด้านล่างแสดงเครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลขนาดใหญ่ที่ใช้เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิก UIP4000hdT เพื่อสกัดเบตากลูแคนจากสารแขวนลอยเห็ดในตัวทำละลายประมาณ 50 ถึง 200 ลิตรต่อชั่วโมง

ความเข้มข้นของเบตากลูแคนในเห็ดแต่ละสายพันธุ์จากข้อมูลเชิงประจักษ์

ด้านล่างคือรายการความเข้มข้นของเบตากลูแคนจากข้อมูลเชิงประจักษ์ที่ได้จากการสกัดเห็ดสายพันธุ์ต่าง ๆ

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.