Ultrasonikasyon Kullanılarak Mantarlardan Beta-Glukan Ekstraksiyonu

Laboratuvar testleri veya üretim amacıyla mantarlardan beta-glukan ekstraksiyonu; mantarların doğranması, öğütülmesi veya ezilmesi, ultrasonik destekli ekstraksiyon ve beta-glukanların çöktürülmesi işlemlerinin bir arada uygulanmasını içerir. Aşağıda, laboratuvar ölçekli bir deney için örnek hacimler ve ağırlıklarla birlikte beta-glukan ekstraksiyon sürecinin basitleştirilmiş bir taslağı yer almaktadır. Belirli koşulların ve ölçümlerin mantar türüne ve gereken beta-glukan saflığına bağlı olarak değişebileceğini lütfen unutmayın.

Malzemeler ve Ekipman

• Mantarlar (ör. 100g doğranmış veya dilimlenmiş mantar)
• Soğuk distile su (ör. 500mL)
• Blender veya öğütücü
• Cam beherler veya balonlar
• Filtre kâğıdı veya vakum filtrasyon düzeneği
• Santrifüj (isteğe bağlı)
• Çöktürme için alkol (ör. etanol)
• Buzdolabı
• Kurutma fırını

Beta-Glukan Ekstraksiyon Protokolü

1. Mantarları (ör. Chaga veya aslan yelesi mantarı) yaklaşık 1–3 milimetre büyüklüğünde kaba parçacıklar hâline gelene kadar öğütün veya ezin. Örneğin, 100g kurutulmuş mantar parçacığı kullanın.
2. Ardından mantar parçacıklarını bir cam behere veya balona ekleyin.
3. Daha sonra, ekstraksiyon uygulanacak mantar parçacıklarını içeren behere 500mL distile su ekleyin. Su/mantar oranı, belirli mantar türüne ve parçacık boyutuna bağlı olarak değişebilir.
4. Bulamacı karıştırdıktan sonra, karışımı bir ultrasonik laboratuvar homojenizatörü (ör. %100 genlikte 22mm sonotrotlu UP400St veya %100 genlikte 14mm sonotrotlu UP200Ht) kullanarak sonikasyona tabi tutun ve sıcaklığı 90°C altında tutun. Daha düşük sıcaklıklar, ekstraksiyon sırasında beta-glukanlar gibi ısıya duyarlı bileşiklerin korunmasına yardımcı olur. UP400St sonikatörünü kullanırken yaklaşık 5–10 dakika, UP200Ht sonikatörünü kullanırken ise 10–… dakika sonikasyon uygulayın. Sıcaklığın ve ekstraksiyon süresinin kullanılan ultrasonik güce bağlı olarak değişebileceğini lütfen unutmayın. Elbette, daha büyük hacimler daha uzun sonikasyon süreleri gerektirecektir.
5. Sıvıyı (ekstrakte edilen beta-glukanları içeren) katı mantar kalıntısından ayırmak için sonikasyon uygulanmış karışımı filtre kâğıdından süzün veya bir vakum filtrasyon düzeneği kullanın.
6. Ardından alkol (ör. etanol) ekleyerek beta-glukanları sıvıdan çöktürün. Genellikle çöktürme için 2–3 hacim alkol kullanabilirsiniz.
7. Bundan sonra, beta-glukanların çökelmesine olanak tanımak için karışımı birkaç saat buzdolabında bekletin.
8. Çöktürmeden sonra sıvıyı dikkatlice dekante edebilir ve beta-glukan çökeltisini toplayabilirsiniz.
9. Son olarak, alkolün tamamı uzaklaşana ve kuru bir toz elde edene kadar beta-glukanları düşük sıcaklıkta (ör. 40–50°C) bir fırında kurutun.

Bu video, Hielscher UP200Ht ultrasonik homojenizatör kullanılarak aslan yelesi mantarlarının yüksek verimle ekstraksiyonunu göstermektedir.

Mantarların özellikleri farklılık gösterir. Bu nedenle beta-glukan ekstraksiyon süreci; belirli mantar türü, mantarların durumu (kurutulmuş veya taze), parçacık boyutu ve ekstraksiyon sıcaklığı gibi faktörlere bağlı olarak farklılık gösterebilir. Ekstraksiyon prosedürünüzü optimize etmek için katı/sıvı oranlarını değiştirme, sıcaklıkları ayarlama, çeşitli çözücüleri deneme ve farklı sonikasyon süreleri ile genlik ayarlarını test etme dâhil olmak üzere farklı parametrelerle deneyler yapmayı değerlendirin.

Ultrasonik Destekli Enzimatik Beta-Glukan Ekstraksiyonu

Ultrasonik destekli enzimatik ekstraksiyon, enzimler ve ultrasonik dalgaların birlikte kullanılmasıyla mantarlardan beta-glukanların ekstrakte edilmesini sağlayan bir yöntemdir. Bu süreç, mantarların hücre duvarlarını parçalayarak ve beta-glukanların salınmasını kolaylaştırarak ekstraksiyon verimliliğini artırır.

Mantarlardan Beta-Glukan Ekstraksiyonunun Ölçek Büyütmesi

Gereksinimlerinizi karşılayan bir beta-glukan ekstraksiyon protokolü oluşturduktan sonra ekstraksiyon sürecinin ölçeğini büyütmek kolay bir işlem olabilir.

Kesikli Ekstraksiyonda Ölçek Büyütme

Kesikli ekstraksiyon yöntemi kullanarak ölçek büyütmeyi planlıyorsanız, katı/sıvı oranlarını ve diğer tüm parametreleri sabit tutarken parti hacmini artırmanızı öneririz. Aynı ultrasonik homojenizatörü kullanmaya devam ediyorsanız sonikasyon süresini orantılı olarak artırdığınızdan emin olun. 1 litreyi aşan partiler için parçacıkları süspansiyon hâlinde tutmak ve ekstraksiyonun homojenliğini artırmak amacıyla yavaş çalışan bir karıştırıcı eklemeyi düşünebilirsiniz. Aşağıdaki görsel, bir laboratuvar karıştırıcısıyla birlikte UP400St ultrasonik homojenizatörünün kullanıldığı 8 litrelik kesikli ekstraksiyon düzeneğini göstermektedir.

Hat İçi Mantar Ekstraksiyonu

Mantarlardan sürekli olarak daha büyük miktarlarda beta-glukan ekstrakte etmek isteyenler için Hielscher Ultrasonics, bitkisel materyal ekstraksiyonu için tasarlanmış akış hücresi reaktörleri sunmaktadır. Bu sizin için de geçerliyse daha fazla bilgi almak üzere doğrudan bizimle iletişime geçmenizi öneririz. Teknik ekibimiz, özel ihtiyaçlarınız için en uygun düzeneği belirlemenize memnuniyetle yardımcı olacaktır. Bununla birlikte, daha önce bahsedilen laboratuvar ölçekli deneyi kendi mantar türünüzle gerçekleştirmeniz, sürecin kesin gereksinimlerini anlamak açısından son derece değerli olabilir. Aşağıdaki görsel, saatte yaklaşık 50–200 litre mantar-çözücü bulamacından beta-glukan ekstrakte etmek için UIP4000hdT ultrasonik homojenizatörü içeren büyük bir akış hücresi reaktörünü göstermektedir.

Mantar Türlerinin Ampirik Beta-Glukan Konsantrasyonu

Aşağıda, çeşitli mantar türlerinden ekstrakte edilen beta-glukanların ampirik konsantrasyonlarının bir listesini bulabilirsiniz.

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.