เหตุใดเครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบจึงดีที่สุดสำหรับการสกัดเห็ด?

คุณสงสัยหรือไม่ว่าเหตุใดการสกัดเห็ดด้วยอ่างอัลตราโซนิกหรือถังทำความสะอาดอัลตราโซนิกจึงไม่ให้ผลได้ของสารสกัดตามที่ต้องการ? เรียนรู้ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องทราบเกี่ยวกับผนังเซลล์เห็ดที่แข็งและมีไคตินเป็นองค์ประกอบ เทคนิคการสกัดที่ดีที่สุด และตัวทำละลายที่เหมาะสมได้ที่นี่!

เหตุใดการสกัดเห็ดจึงต้องใช้แรงที่รุนแรง?

เห็ดที่รับประทานได้ทุกชนิดมีผนังเซลล์ที่ประกอบด้วยไคติน ซึ่งเป็นวัสดุชนิดเดียวกับที่เป็นองค์ประกอบของเปลือกสัตว์จำพวกครัสเตเชียนและแมลง ไคตินเป็นวัสดุที่แข็งแรงมาก จึงทำให้เซลล์เห็ดมีความเหนียวสูง ผนังเซลล์เป็นสิ่งกีดขวางการเข้าถึงส่วนต่าง ๆ ภายในเซลล์ ซึ่งมีโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพของเห็ดอยู่ ตัวอย่างโมเลกุลที่สำคัญของเห็ด ได้แก่ α- และ β-กลูแคน พอลิแซ็กคาไรด์ เทอร์พีน สารต้านอนุมูลอิสระ วิตามิน หรือสารที่ทำให้เกิดประสาทหลอน เห็ดแต่ละชนิดมีชุดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เป็นเอกลักษณ์ การปลดปล่อยสารที่ส่งเสริมสุขภาพเหล่านี้ออกจากเซลล์เห็ดจำเป็นต้องทำลายผนังเซลล์ เนื่องจากมีไคตินเป็นองค์ประกอบ การทำลายเซลล์เห็ดจึงเป็นงานที่ท้าทายและต้องอาศัยความรู้บางประการและอุปกรณ์ที่มีเทคโนโลยีซับซ้อน

การทำลายผนังเซลล์เห็ดที่มีไคตินเป็นองค์ประกอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิก

แม้ไคตินจะเป็นแหล่งที่ดีเยี่ยมของใยอาหาร พรีไบโอติก และสารต้านอนุมูลอิสระ แต่ปัญหาคือมนุษย์ไม่มีความสามารถในการย่อยสลายไคติน นั่นหมายความด้วยว่าเมื่อคุณรับประทานเห็ดดิบที่ยังไม่ผ่านการแปรรูป คุณจะไม่ได้รับประโยชน์จากสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจำนวนมากในเห็ด เนื่องจากสารเหล่านี้ถูกกักอยู่ภายในเซลล์ซึ่งได้รับการปกป้องด้วยผนังเซลล์ที่แข็งแรงและมีไคตินเป็นองค์ประกอบ
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกทำให้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเห็ดมีชีวปริมาณออกฤทธิ์ เพื่อให้ร่างกายมนุษย์สามารถดูดซึมสารอาหารได้อย่างรวดเร็วและครบถ้วน นอกจากนี้ สารอาหารที่มีประโยชน์ในสารสกัดเห็ดด้วยอัลตราโซนิกยังมีความเข้มข้นสูง ทำให้แม้ใช้สารสกัดเห็ดเพียงเล็กน้อยก็ให้ผลในการส่งเสริมสุขภาพตามที่ต้องการ

การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเพื่อสกัดเห็ด

การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่ใช้คลื่นเสียงความถี่สูงสร้างฟองคาวิเทชันในของเหลว เมื่อฟองเหล่านี้ยุบตัว จะก่อให้เกิดแรงเฉือนเฉพาะที่อย่างรุนแรง ซึ่งสามารถทำลายเซลล์และปลดปล่อยสิ่งที่อยู่ภายในเซลล์ออกสู่ของเหลวได้
ในการสกัดเห็ด สามารถใช้คลื่นอัลตราโซนิกเพื่อทำลายผนังเซลล์เห็ดและปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของเห็ดออกสู่ตัวทำละลายได้ เครื่องอัลตราโซนิกมีสองประเภท ได้แก่ แบบอ่างและแบบโพรบ

เหตุใดอ่างอัลตราโซนิกของฉันจึงให้ผลการสกัดเห็ดที่ไม่ดี?

เครื่องอัลตราโซนิกแบบอ่างเป็นอุปกรณ์ที่นำตัวอย่างใส่ในภาชนะที่บรรจุตัวทำละลาย แล้วส่งคลื่นอัลตราโซนิกไปยังภาชนะทั้งหมด วิธีนี้เป็นที่ทราบกันว่าค่อนข้างไม่มีประสิทธิผล เนื่องจากอ่างอัลตราโซนิกกระจายพลังงานอัลตราโซนิกอย่างไม่สม่ำเสมอและมีความเข้มต่ำ เนื่องจากตัวอย่างเห็ดในอ่างอัลตราโซนิกได้รับคลื่นอัลตราโซนิกทางอ้อม คลื่นอัลตราโซนิกจึงไม่สามารถแทรกซึมเข้าไปลึกในตัวอย่างได้ คลื่นอัลตราโซนิกต้องผ่านผนังภาชนะก่อนจะถึงเนื้อเห็ด ด้วยเหตุนี้ คลื่นอัลตราโซนิกจากถังอัลตราโซนิกที่มีความเข้มต่ำอยู่แล้วจึงลดทอนลงไปอีก

ผลการวัด UV-Vis เหล่านี้แสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการสกัดระหว่างโพรบอัลตราโซนิกกับอ่างอัลตราโซนิก เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบ UP100H (กราฟสีดำ) ให้ผลได้ของสารสกัดเห็ดชากาสูงกว่าอ่างอัลตราโซนิก (กราฟสีแดง) อย่างมีนัยสำคัญ

การสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงโดยใช้โพรบอัลตราโซนิก

ในทางกลับกัน เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบมีปลายหัว – ที่เรียกว่าซอโนโทรดหรือโพรบ – ซึ่งสามารถสอดเข้าไปในตัวอย่างได้โดยตรง ทำให้ส่งพลังงานอัลตราโซนิกอย่างมุ่งเน้นและเฉพาะที่ได้มากขึ้น ส่งผลให้การทำลายเซลล์และการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพมีประสิทธิภาพสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะในบริเวณของตัวอย่างที่มีความหนาแน่นสูงหรือเข้าถึงได้ยาก
การส่งพลังงานอัลตราโซนิกอย่างมุ่งเน้นและเฉพาะที่ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบทำให้มั่นใจได้ว่าไคตินได้รับพลังงานในปริมาณที่เพียงพอสำหรับการทำลาย
นอกจากนี้ ยังสามารถเคลื่อนโพรบไปยังบริเวณต่าง ๆ ของตัวอย่างเพื่อเพิ่มการผสมในระดับมหภาค และทำให้มั่นใจได้ว่าเห็ดทุกส่วนได้รับคลื่นอัลตราโซนิกอย่างเพียงพอ ซึ่งมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับเห็ดที่มีผนังเซลล์หนาหรือโครงสร้างหนาแน่น โดยการทำให้มั่นใจว่าสกัดได้อย่างครบถ้วนด้วยวิธีอื่นอาจเป็นเรื่องท้าทาย

โพรบอัลตราโซนิกเทียบกับอ่างอัลตราโซนิกสำหรับการสกัดเห็ด

โดยสรุป การใช้คลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงจากเครื่องแบบโพรบเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำลายไคตินในผนังเซลล์เห็ดและปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ การส่งพลังงานอัลตราโซนิกอย่างมุ่งเน้นและเฉพาะที่ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบทำให้มั่นใจได้ว่าไคตินได้รับคลื่นอัลตราโซนิกอย่างเพียงพอ ส่งผลให้การสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเห็ดมีประสิทธิภาพและทั่วถึงยิ่งขึ้น
โดยทั่วไป เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบถือว่ามีประสิทธิภาพในการสกัดเห็ดสูงกว่า เนื่องจากสามารถสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพได้อย่างสม่ำเสมอและทั่วถึงกว่าเครื่องอัลตราโซนิกแบบอ่าง
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างในการแปรรูปด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้โพรบอัลตราโซนิกเทียบกับอ่างอัลตราโซนิก!
 

ตัวทำละลายที่เหมาะที่สุดสำหรับการสกัดเห็ดด้วยอัลตราโซนิกคืออะไร?

การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นวิธีการสกัดสามารถใช้ได้กับตัวทำละลายทุกชนิด ซึ่งหมายความว่าการเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสมต้องพิจารณาชนิดของเห็ดและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ต้องการสกัด
เห็ดมีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลากหลายชนิด เช่น พอลิแซ็กคาไรด์ เบตา-กลูแคน ไตรเทอร์พีนอยด์ สารประกอบฟีนอลิก และเออร์โกสเตอรอล ซึ่งมีหลักฐานแสดงว่ามีประโยชน์ต่อสุขภาพหลายประการ การสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเหล่านี้จากเห็ดสามารถทำได้โดยใช้ตัวทำละลายหลากหลายชนิด โดยแต่ละชนิดมีข้อดีและข้อเสียต่างกัน ต่อไปนี้คือตัวทำละลายบางชนิดที่ใช้กันทั่วไปในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเห็ด:

• น้ำ: น้ำเป็นตัวทำละลายที่ใช้กันทั่วไปในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเห็ด พอลิแซ็กคาไรด์และเบตา-กลูแคนละลายได้ในน้ำ จึงทำให้น้ำเป็นตัวทำละลายที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสกัดสารเหล่านี้ น้ำยังเป็นตัวทำละลายที่ปลอดภัยและไม่เป็นพิษ จึงเป็นตัวทำละลายที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารและยา
• เอทานอล: เอทานอลเป็นตัวทำละลายมีขั้วที่ใช้กันทั่วไปในการสกัดสารประกอบฟีนอลิกและไตรเทอร์พีนอยด์จากเห็ด เอทานอลยังใช้สกัดพอลิแซ็กคาไรด์และเบตา-กลูแคนได้ด้วย แต่ให้ผลได้ต่ำกว่าน้ำ
• สารละลายเอทานอลในน้ำ: สารละลายเอทานอลในน้ำหมายถึงส่วนผสมของน้ำและเอทานอล อัตราส่วนของน้ำต่อเอทานอลสามารถปรับได้ตามความต้องการ การใช้สารละลายเอทานอลในน้ำเป็นตัวทำละลายมีข้อดีหลายประการเหนือการใช้น้ำหรือเอทานอลเพียงอย่างเดียว ประการแรก การเติมเอทานอลลงในน้ำสามารถเพิ่มความสามารถในการละลายของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพบางชนิดที่ละลายในน้ำเพียงอย่างเดียวได้ไม่ดีนัก เช่น สารประกอบฟีนอลิกและไตรเทอร์พีนอยด์บางชนิด ประการที่สอง การใช้สารละลายเอทานอลในน้ำสามารถให้ผลได้ในการสกัดสูงกว่าการใช้น้ำหรือเอทานอลเพียงอย่างเดียว เนื่องจากสามารถสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพได้หลากหลายชนิดกว่า
  การเลือกความเข้มข้นของเอทานอลในตัวทำละลายเอทานอลผสมน้ำขึ้นอยู่กับความมีขั้วของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ต้องการสกัด อาจใช้เอทานอลที่มีความเข้มข้นสูงกว่า (70–100%) สำหรับการสกัดสารที่มีขั้วน้อยกว่า ขณะที่อาจใช้เอทานอลที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า (30–50%) สำหรับการสกัดสารที่มีขั้วมากกว่า
• เมทานอล: เมทานอลเป็นตัวทำละลายมีขั้วอีกชนิดหนึ่งที่สามารถใช้สกัดสารประกอบฟีนอลิกจากเห็ดได้ เมทานอลเป็นพิษ จึงควรใช้ด้วยความระมัดระวัง จำเป็นต้องใช้กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ที่ซับซ้อนเพื่อกำจัดเมทานอลออกหลังการสกัด
• อะซีโตน: อะซีโตนเป็นตัวทำละลายไม่มีขั้วที่ใช้กันทั่วไปในการสกัดเออร์โกสเตอรอลจากเห็ด อะซีโตนติดไฟได้และเป็นพิษ จึงควรใช้ด้วยความระมัดระวัง
• เฮกเซน: เฮกเซนเป็นตัวทำละลายไม่มีขั้วที่สามารถใช้สกัดสารที่ละลายได้ดีในไขมันจากเห็ด เฮกเซนติดไฟได้และเป็นพิษ จึงควรใช้ด้วยความระมัดระวัง

การเลือกตัวทำละลายสำหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเห็ดขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ต้องการสกัดและการนำไปใช้ที่ตั้งใจไว้ โดยทั่วไป น้ำและสารละลายเอทานอลในน้ำเป็นตัวทำละลายที่ปลอดภัยที่สุดและใช้กันมากที่สุดในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเห็ด อย่างไรก็ตาม อาจใช้ตัวทำละลายอื่น เช่น เอทานอล เมทานอล อะซีโตน และเฮกเซน สำหรับการใช้งานเฉพาะหรือเมื่อการสกัดด้วยน้ำไม่เพียงพอ สิ่งสำคัญคือการใช้ตัวทำละลายเหล่านี้ด้วยความระมัดระวังและปฏิบัติตามขั้นตอนด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม