Khai thác beta-glucans từ nấm bằng cách sử dụng ultrasonication

Chiết xuất beta-glucans từ nấm cho mục đích thử nghiệm hoặc sản xuất trong phòng thí nghiệm liên quan đến sự kết hợp của cắt, nghiền hoặc nghiền nấm, chiết xuất hỗ trợ siêu âm và kết tủa beta-glucans. Dưới đây là một phác thảo đơn giản về quy trình chiết xuất beta-glucan, cùng với khối lượng và trọng lượng ví dụ cho một thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm. Xin lưu ý rằng các điều kiện và phép đo cụ thể có thể khác nhau tùy thuộc vào loại nấm và độ tinh khiết beta-glucan cần thiết.

Vật liệu và thiết bị

• Nấm (ví dụ: 100g nấm băm nhỏ hoặc thái lát)
• Nước cất lạnh (ví dụ: 500ml)
• Máy xay sinh tố hoặc máy xay
• Cốc thủy tinh hoặc bình
• Giấy lọc hoặc thiết lập lọc chân không
• Máy ly tâm (tùy chọn)
• Rượu (ví dụ: ethanol) để kết tủa
• Tủ lạnh
• Lò sấy

Giao thức chiết xuất beta-glucan

1. Nghiền hoặc nghiền nát nấm (ví dụ: Chaga hoặc Sư tử’ Nấm bờm) thành các hạt thô khoảng 1 đến 3 mm. Ví dụ, sử dụng 100g hạt nấm khô.
2. Sau đó thêm các hạt nấm vào cốc thủy tinh hoặc bình.
3. Tiếp theo, thêm 500ml nước cất vào cốc chứa các hạt nấm cần chiết xuất. Tỷ lệ nước trên nấm có thể thay đổi tùy thuộc vào loại nấm cụ thể và kích thước hạt.
4. Sau khi bạn khuấy bùn, sonicate hỗn hợp bằng cách sử dụng máy đồng nhất phòng thí nghiệm siêu âm (ví dụ: UP400St với sonotrode 22mm ở biên độ 100% hoặc UP200Ht với sonotrode 14mm ở biên độ 100%) và duy trì nhiệt độ dưới 90 ° C. Nhiệt độ thấp hơn giúp bảo quản các hợp chất nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn như beta-glucans trong quá trình chiết xuất. Sonicate trong khoảng 5 đến 10 phút khi sử dụng UP400St và trong 10 đến phút khi sử dụng UP200Ht, tương ứng. Xin lưu ý rằng nhiệt độ và thời gian khai thác có thể thay đổi tùy thuộc vào công suất siêu âm được sử dụng. Tất nhiên, khối lượng lớn hơn sẽ yêu cầu thời gian sonication lâu hơn.
5. Lọc hỗn hợp sonicated qua giấy lọc hoặc sử dụng thiết lập lọc chân không để tách chất lỏng (chứa beta-glucans chiết xuất) khỏi cặn nấm rắn.
6. Sau đó kết tủa beta-glucans từ chất lỏng bằng cách thêm rượu (ví dụ: ethanol). Thông thường, bạn có thể sử dụng 2-3 thể tích rượu để kết tủa.
7. Sau đó, bảo quản hỗn hợp trong tủ lạnh trong vài giờ để cho phép beta-glucans kết tủa.
8. Sau khi kết tủa, bạn có thể gạn chất lỏng cẩn thận và thu thập kết tủa beta-glucan.
9. Cuối cùng, làm khô beta-glucans trong lò nướng ở nhiệt độ thấp (ví dụ: 40-50 ° C) cho đến khi tất cả cồn được loại bỏ và bạn có được bột khô.

Nấm thể hiện các biến thể trong đặc điểm của chúng. Do đó, quá trình chiết xuất beta-glucan có thể khác nhau dựa trên các yếu tố như loài nấm cụ thể, trạng thái của nấm (khô hoặc tươi), kích thước hạt và nhiệt độ chiết xuất. Để tối ưu hóa quy trình chiết xuất của bạn, hãy xem xét thử nghiệm với các thông số khác nhau, bao gồm thay đổi tỷ lệ rắn-lỏng, điều chỉnh nhiệt độ, khám phá các dung môi khác nhau và thử nghiệm thời gian sonication đa dạng và cài đặt biên độ.

Ultrasonically hỗ trợ enzym khai thác beta-glucan

Khai thác enzyme hỗ trợ siêu âm là một phương pháp được sử dụng để chiết xuất beta-glucans từ nấm bằng cách sử dụng kết hợp các enzyme và sóng siêu âm. Quá trình này giúp tăng cường hiệu quả chiết xuất bằng cách phá vỡ thành tế bào của nấm và tạo điều kiện giải phóng beta-glucans.

Mở rộng quy mô chiết xuất beta-glucan từ nấm

Một khi bạn đã thiết lập một giao thức chiết xuất beta-glucan đáp ứng yêu cầu của bạn, mở rộng quy trình chiết xuất có thể là một nỗ lực đơn giản.

Mở rộng quy mô khai thác hàng loạt

Nếu bạn có kế hoạch mở rộng quy mô bằng phương pháp chiết xuất theo lô, chúng tôi khuyên bạn nên tăng khối lượng lô trong khi vẫn giữ tỷ lệ rắn-lỏng và tất cả các thông số khác không đổi. Nếu bạn tiếp tục sử dụng cùng một máy đồng nhất siêu âm, hãy chắc chắn tăng tỷ lệ thời gian sonication. Đối với các lô vượt quá 1 lít, bạn có thể muốn xem xét kết hợp máy khuấy chậm để duy trì huyền phù hạt và cải thiện tính đồng nhất chiết xuất. Hình ảnh dưới đây cho thấy một thiết lập chiết xuất hàng loạt 8 lít sử dụng máy đồng nhất siêu âm UP400St kết hợp với máy khuấy trong phòng thí nghiệm.

Khai thác nấm nội tuyến

Đối với những người quan tâm đến việc liên tục chiết xuất số lượng lớn beta-glucans từ nấm, Hielscher Ultrasonics cung cấp các lò phản ứng tế bào dòng chảy được thiết kế để khai thác vật liệu thực vật. Nếu điều này áp dụng cho bạn, chúng tôi khuyến khích bạn liên hệ trực tiếp với chúng tôi để biết thêm thông tin. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ sẵn lòng hỗ trợ xác định thiết lập phù hợp nhất cho nhu cầu cụ thể của bạn. Tuy nhiên, tiến hành thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm được đề cập trước đó với các loài nấm cụ thể của bạn có thể là vô giá trong việc hiểu các yêu cầu quy trình chính xác. Hình ảnh dưới đây cho thấy một lò phản ứng tế bào dòng chảy lớn với máy đồng nhất siêu âm UIP4000hdT để chiết xuất beta-glucans ở khoảng 50 đến 200 lít bùn dung môi nấm mỗi giờ.

Nồng độ beta-glucan thực nghiệm của các loài nấm

Dưới đây, bạn sẽ tìm thấy một danh sách nồng độ beta-glucan theo kinh nghiệm được chiết xuất từ các loài nấm khác nhau.

Loài nấm	Tổng 1,3-1,6-β-D-glucan (g/100g khối lượng khô)
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%

Hàm lượng 1,3-1,6-β-D-glucan trong nấm trồng và trồng hoang dã được phân tích, Nguồn: Mirończuk-Chodakowska et al. (2017): Đánh giá định lượng hàm lượng 1,3-1,6-β-D-glucan trong các loài nấm Ba Lan ăn được trồng tự nhiên. Rocz Panstw Zakl Hig 2017; 68(3):281-290.