Чому ультразвуковий апарат зондового типу найкраще підходить для вилучення грибів?

Вам цікаво, чому екстракція грибів за допомогою ультразвукової ванни або резервуара для ультразвукового очищення не дає бажаного виходу екстракту? Дізнайтеся тут все, що вам потрібно знати про жорсткі клітинні стінки грибів, що містять хітин, найкращу техніку екстракції та відповідні розчинники!

Навіщо потрібні інтенсивні сили для видобутку грибів?

Всі їстівні гриби мають клітинні стінки з хітину - того ж матеріалу, з якого складаються панцири ракоподібних і комах. Хітин є дуже міцним матеріалом, який надає клітинам грибів високу в'язкість. Клітинна стінка створює бар'єр для внутрішньоклітинних компартментів, в яких містяться біологічно активні молекули грибів. Важливими молекулами грибів є, наприклад, α- і β-глюкани, полісахариди, терпени, антиоксиданти, вітаміни або галюциногенні сполуки. Кожен вид грибів має унікальний набір біологічно активних сполук. Для того, щоб вивільнити ці корисні для здоров'я речовини з клітин гриба, клітинні стінки повинні бути розщеплені. Через вміст хітину руйнування клітини гриба є складним завданням і вимагає певних знань і складного обладнання.

Руйнування стінок клітин грибів, що містять хітин, за допомогою ультразвукового дослідження

Хоча хітин є чудовим джерелом клітковини, пребіотиків і антиоксидантів, проблема полягає в тому, що люди не мають здатності розщеплювати хітин. Це також означає, що коли ви споживаєте сирі необроблені гриби, ви не отримаєте користі від багатьох біологічно активних сполук у грибах, оскільки вони потрапляють у клітини, які захищені міцними клітинними стінками, що містять хітин.
Ультразвукова екстракція робить біологічно активні сполуки з грибів біодоступними, завдяки чому людський організм може швидко і повністю засвоїти поживну речовину. Крім того, в ультразвукових екстрактах грибів корисні поживні речовини сконцентровані таким чином, що навіть невелика кількість екстракту гриба дає бажані оздоровчі результати.

Ультразвукове дослідження для екстракції грибів

Ультразвук – це процес, під час якого високочастотні звукові хвилі використовуються для створення кавітаційних бульбашок у рідині. Коли ці бульбашки руйнуються, вони створюють інтенсивні локалізовані зсувні сили, які можуть зруйнувати клітини та вивільнити вміст клітин у рідину.
При екстракції грибів ультразвук може бути використаний для руйнування клітинних стінок грибів і вивільнення їх біологічно активних сполук у розчинник. Ультразвукові апарати бувають двох типів: банного типу і зондового типу.

Чому моя ультразвукова ванна дає погані результати екстракції грибів?

Ультразвуковий апарат банного типу - це пристрій, в якому зразок поміщається в ємність, наповнену розчинником, і на всю ємність подаються ультразвукові хвилі. Цей метод відомий як досить малоефективний, так як ультразвукова ванна розподіляє ультразвукову енергію нерівномірно і з низькою інтенсивністю. Оскільки в ультразвуковій ванні зразок гриба ультразвукується опосередковано, ультразвук не може проникнути глибоко в зразок. Ультразвукові хвилі повинні пройти через стінки судини, перш ніж потрапити на грибний матеріал. Таким чином, і без того низькоінтенсивні ультразвукові хвилі ультразвукового резервуара ще більше зменшуються.

Ці вимірювання UV-Vis показують значну різницю в екстракції між ультразвуковим зондом і ультразвуковою ванною. Зондовий ультразвуковий апарат UP100H (чорний графік) дає значно більший вихід екстракту гриба чаги, ніж ультразвукова ванна (червоний графік).

Інтенсивна ультразвукова екстракція за допомогою ультразвукового датчика

З іншого боку, ультразвуковий апарат зондового типу оснащений наконечником – так званий сонотоді або зонд – які можуть бути вставлені безпосередньо в зразок, що дозволяє більш цілеспрямовано та локалізовано застосовувати ультразвукову енергію. Це призводить до значно ефективнішого руйнування клітин та екстракції біологічно активних сполук, особливо в щільних або важкодоступних місцях зразка.
Цілеспрямоване та локалізоване застосування ультразвукової енергії, що забезпечується ультразвуковим пристроєм зондового типу, гарантує, що хітин піддається достатній кількості енергії для розщеплення.
Крім того, зонд можна переміщати по різних ділянках зразка, створюючи додаткове макрозмішування, щоб гарантувати, що всі частини гриба належним чином ультразвуковані. Це особливо важливо для грибів з товстими клітинними стінками або щільною структурою, де може бути складно забезпечити повне вилучення за допомогою інших методів.

Ультразвуковий зонд проти ультразвукової ванни для вилучення грибів

Таким чином, висока інтенсивність ультразвукового дослідження зондового типу необхідна для розщеплення хітину в клітинних стінках грибів і вивільнення біологічно активних сполук. Цілеспрямоване та локалізоване застосування ультразвукової енергії, що забезпечується ультразвуковим пристроєм зондового типу, забезпечує адекватне ультразвукове дослідження хітину, що призводить до більш ефективної та ретельної екстракції біологічно активних сполук з грибів.
Ультразвуковий апарат зондового типу, як правило, вважається більш ефективним для вилучення грибів, оскільки він може забезпечити більш рівномірну та ретельну екстракцію біологічно активних сполук у порівнянні з ультразвуковим апаратом банного типу.
Дізнайтеся більше про відмінності ультразвукової обробки за допомогою ультразвукового зонда проти ультразвукової ванни!
 

Який ідеальний розчинник для ультразвукової екстракції грибів?

Ультразвук як метод екстракції сумісний з будь-яким розчинником. Це означає, що вибір правильного розчинника повинен здійснюватися з урахуванням видів грибів і біологічно активних сполук, які слід екстрагувати.
Гриби містять різноманітні біологічно активні сполуки, такі як полісахариди, бета-глюкани, тритерпеноїди, фенольні сполуки та ергостерол, які, як було показано, мають різні переваги для здоров'я. Екстракція цих біологічно активних сполук з грибів може бути досягнута за допомогою різних розчинників, кожен з яких має свої переваги та недоліки. Ось деякі з часто використовуваних розчинників для екстракції біологічно активних сполук з грибів:

• Вода: Вода є поширеним розчинником для вилучення біологічно активних сполук з грибів. Полісахариди та бета-глюкани розчиняються у воді, що робить його ідеальним розчинником для екстракції цих сполук. Вода також є безпечним і нетоксичним розчинником, що робить її ідеальним розчинником для харчових продуктів і лікарських засобів.
• Етанол: Етанол є полярним розчинником, який зазвичай використовується для вилучення фенольних сполук і тритерпеноїдів з грибів. Етанол також може бути використаний для вилучення полісахаридів і бета-глюканів, але з меншим виходом, ніж вода.
• Водний етанол: Під водним етанолом мається на увазі суміш води і етанолу. Співвідношення води та етанолу можна регулювати відповідно до потреб. Використання водного етанолу в якості розчинника має ряд переваг перед використанням води або одного етанолу. По-перше, додавання етанолу до води може покращити розчинність певних біологічно активних сполук, які не дуже розчинні лише у воді, таких як деякі фенольні сполуки та тритерпеноїди. По-друге, використання водного етанолу може призвести до більш високих виходів екстракції порівняно з водою або лише етанолом, оскільки він може витягувати ширший спектр біологічно активних сполук.
  Вибір концентрації етанолу у водному розчиннику етанолу залежить від полярності біологічно активних сполук, що екстрагуються. Більш висока концентрація етанолу (70-100%) може бути використана для вилучення менш полярних сполук, тоді як більш низька концентрація етанолу (30-50%) може бути використана для екстракції більшої кількості полярних сполук.
• Метанол: Метанол є ще одним полярним розчинником, який можна використовувати для вилучення фенольних сполук з грибів. Метанол токсичний, тому застосовувати його слід з обережністю. Для видалення метанолу після екстракції потрібне складне очищення.
• Ацетон: Ацетон є неполярним розчинником, який зазвичай використовується для вилучення ергостеролу з грибів. Ацетон легкозаймистий і токсичний, тому застосовувати його слід з обережністю.
• Гексан: Гексан є неполярним розчинником, який можна використовувати для екстракції ліпофільних сполук з грибів. Гексан легкозаймистий і токсичний, тому застосовувати його слід з обережністю.

Вибір розчинника для екстракції біологічно активних сполук з грибів залежить від типу сполуки, що екстрагується, та передбачуваного застосування. Вода та водний етанол, як правило, є найбезпечнішими та найбільш часто використовуваними розчинниками для вилучення біологічно активних сполук з грибів. Однак інші розчинники, такі як етанол, метанол, ацетон і гексан, можуть використовуватися для конкретних застосувань або коли видобуток води недостатній. Важливо використовувати ці розчинники з обережністю та дотримуватися відповідних процедур безпеки.