Chiết xuất nấm dược liệu bằng siêu âm
Nấm dược liệu đã được biết đến từ thời cổ đại nhờ những lợi ích vượt trội đối với sức khỏe. Gần đây, nấm dược liệu trở thành mặt hàng phổ biến để cải thiện sức khỏe và tăng cường năng lượng. Để tận hưởng đầy đủ các tác dụng hỗ trợ sức khỏe của nấm dược liệu, các hợp chất như polysaccharide, triterpenoid và các chất có hoạt tính sinh học khác phải được giải phóng khỏi tế bào nấm. Chiết xuất siêu âm là một kỹ thuật ưu việt để phân lập các hợp chất có hoạt tính sinh học từ nguyên liệu thực vật, chẳng hạn như nấm linh chi, nấm hầu thủ, đông trùng hạ thảo, nấm hương, nấm Chaga, v.v.
Dịch chiết nấm dược liệu – Được tạo ra bằng siêu âm
Nấm dược liệu đã khẳng định vị thế là siêu thực phẩm và chất tăng cường nhận thức nhờ những tác dụng vượt trội đối với chức năng nhận thức và hệ miễn dịch. Bên cạnh tác dụng tăng cường sức khỏe và nhận thức, nấm dược liệu còn được sử dụng để phòng ngừa và điều trị bệnh (ví dụ: ung thư, tiểu đường, viêm, v.v.). Các loài nấm ăn được nổi tiếng nhất là nấm Chaga, nấm linh chi, nấm hầu thủ, đông trùng hạ thảo, nấm hương và nấm Maitake.
UP100H, một thiết bị chiết xuất siêu âm mạnh mẽ có công suất 100 watt, được sử dụng để chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ nấm Chaga (Inonotus obliquus).
Về những tác dụng nổi bật nhất của nấm đối với sức khỏe, các hợp chất có hoạt tính sinh học của nấm đã được chứng minh là giúp tăng cường miễn dịch, tăng yếu tố tăng trưởng thần kinh (NGF), cải thiện sức bền khi hoạt động thể chất cũng như kéo dài tuổi thọ. Các hợp chất có hoạt tính sinh học tạo nên tác dụng tăng cường sức khỏe bao gồm, chẳng hạn, các polysaccharide như α-glucan và β-glucan. Thành phần glucan khác nhau giữa các loài nấm cụ thể và quyết định việc sử dụng từng loại nấm để đạt được những tác dụng khác nhau. Ví dụ, nấm hầu thủ thúc đẩy yếu tố tăng trưởng thần kinh (NGF), trong khi đông trùng hạ thảo cải thiện sức bền, còn nấm linh chi hỗ trợ hệ miễn dịch và kéo dài tuổi thọ.
Nhấp vào các liên kết sau để tìm hiểu thêm về việc chiết xuất từng loại nấm cụ thể, bao gồm các quy trình chiết xuất và video minh họa:
Tại sao nên dùng dịch chiết nấm?
Dịch chiết nấm có ưu điểm là chỉ cần dùng một lượng nhỏ cũng mang lại tác dụng tương đương với việc dùng lượng lớn bột nấm vốn cần thiết để đạt được tác dụng mong muốn. Dịch chiết nấm được phân lập bằng siêu âm cung cấp cho bạn tất cả các chất dinh dưỡng quan trọng và các chất có hoạt tính sinh học ở dạng cô đặc cao!
Chiết xuất polysaccharide bằng siêu âm
Để phân lập polysaccharide (như alpha-glucan và beta-glucan), triterpene và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác từ nấm dược liệu, chiết xuất siêu âm là kỹ thuật thuận tiện nhất, hiệu quả nhất và có hiệu suất cao nhất.
Các thành phần có lợi khác có trong nhiều loại nấm ăn được là selen, vitamin D và vitamin B3. Khi được xử lý bằng siêu âm cường độ cao, thành tế bào nấm (được cấu tạo từ chitin) bị đục thủng và ly giải, nhờ đó các hợp chất hóa học như polysaccharide, vitamin, v.v. được giải phóng vào dung môi xung quanh. Chiết xuất siêu âm có hiệu suất rất cao, giải phóng toàn bộ phổ hợp chất có hoạt tính sinh học trong thời gian chiết xuất rất ngắn so với các kỹ thuật chiết xuất truyền thống.
Sau khi chiết xuất, các hợp chất có hoạt tính sinh học có thể được tách và tinh chế bằng phương pháp lọc, chưng cất / bay hơi và kết tủa để tạo ra dịch chiết nấm có độ cô đặc cao và hiệu quả cao. Sau đó, các dịch chiết nấm này được chế biến thành thuốc, thực phẩm bổ sung, thành phần thực phẩm chức năng, cồn thuốc và thuốc bổ.
Chiết xuất bằng siêu âm với nước hoặc dung môi
Một ưu điểm rất lớn của chiết xuất siêu âm là sự đa dạng của các dung môi để lựa chọn. Việc phân lập các hóa chất thực vật và hợp chất có hoạt tính sinh học với sự hỗ trợ của siêu âm có thể được thực hiện trong các dung môi như nước, ethanol, methanol, isopropanol, hỗn hợp nước/ethanol, glycerin, dầu thực vật, v.v.
Tùy thuộc vào các hợp chất mục tiêu cần phân lập, việc chiết xuất nấm với sự hỗ trợ của siêu âm có thể được thực hiện trong nước hoặc các dung môi như ethanol, methanol, isopropanol, v.v. Vì nấm chứa chủ yếu các hợp chất mục tiêu tan trong nước và chỉ có một số ít thành phần không tan trong nước, chiết xuất bằng nước hoặc dung dịch ethanol trong nước thường là phương pháp được ưu tiên. Các dung môi có tỷ lệ cồn cao hơn được sử dụng chuyên biệt để phân lập các dịch chiết giàu triterpen.
UP400St Thiết bị siêu âm UP400St có hiệu suất rất cao và cho phép chiết xuất nhanh các hợp chất có hoạt tính sinh học như polysaccharide, terpen, alkaloid và các hóa chất khác của nấm từ hệ sợi nấm và thể quả của nấm dược liệu.
- Hiệu suất cao nhất
- Chiết xuất nhanh
- Chiết xuất triệt để hơn
- Dịch chiết toàn phổ chất lượng cao
- Quy trình nhẹ nhàng, không dùng nhiệt (chiết xuất lạnh)
- Đạt tiêu chuẩn dược phẩm / thực phẩm
- Quy trình được tiêu chuẩn hóa
- Nhiều dung môi để lựa chọn
- An toàn & dễ vận hành
Kết quả chiết xuất nấm bằng siêu âm
Các thông số của quá trình siêu âm đóng vai trò then chốt trong việc phân lập và thu hồi các hóa chất thực vật. Thứ nhất, các thông số siêu âm như biên độ, áp suất và nhiệt độ là những yếu tố quan trọng để điều chỉnh quá trình chiết xuất nhằm đạt hiệu suất thu hồi và chất lượng cao nhất. Thứ hai, các điều kiện quá trình được kiểm soát chính xác đảm bảo rằng dịch chiết không bị phân hủy do các tác động quá mạnh của quá trình (ví dụ: nhiệt độ cao). Chẳng hạn, các hợp chất thực vật như polysaccharide dễ bị phân hủy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.
Các thiết bị chiết xuất của Hielscher Ultrasonics có thể được kiểm soát chính xác – bằng cách thiết lập biên độ, áp suất và nhiệt độ ở điều kiện tối ưu. Điều này cho phép tái lập kết quả, tái lập chất lượng dịch chiết và tiêu chuẩn hóa quy trình.
Nghiên cứu (Alzorqi và cộng sự) đã cho thấy rằng các (1-3; 1-6)-β-d-glucan từ nấm Malaysia được chiết xuất bằng siêu âm có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn, khối lượng phân tử cao hơn và mức độ phân nhánh tối ưu khi so sánh với các dịch chiết được sản xuất bằng các kỹ thuật chiết xuất thông thường.
Thiết bị chiết xuất siêu âm hiệu năng cao
Hielscher Ultrasonics là nhà sản xuất có kinh nghiệm lâu năm về các thiết bị siêu âm hiệu năng cao, được ứng dụng thành công để phân lập các thành phần có hoạt tính sinh học từ thực vật và nấm. Với dòng sản phẩm bao phủ toàn bộ phạm vi từ các thiết bị siêu âm cầm tay nhỏ đến các hệ thống để bàn và quy mô thí điểm, cho đến các thiết bị hoàn toàn ở quy mô công nghiệp, Hielscher Ultrasonics là đối tác hỗ trợ bạn từ thử nghiệm tính khả thi đầu tiên và tối ưu hóa quy trình đến khâu lắp đặt cuối cùng cho dây chuyền sản xuất công nghiệp của bạn. Để giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực vật, có thể cần biên độ cao – đặc biệt khi phải đục thủng và ly giải các thành tế bào bền chắc. Các thiết bị xử lý siêu âm của Hielscher Ultrasonics, ví dụ như UIP500hdT hoặc UIP2000hdT, có thể hoạt động ở biên độ rất cao lên đến 200µm. Tất nhiên, các mức biên độ cao này có thể được duy trì liên tục khi vận hành 24/7. Độ bền của các thiết bị siêu âm Hielscher đảm bảo vận hành 24/7 suôn sẻ ở chế độ tải nặng và trong các môi trường khắc nghiệt.
- Thiết bị chiết xuất siêu âm hiệu năng cao
- Có thể kiểm soát chính xác
- Kết quả có thể tái lập
- Khả năng mở rộng quy mô tuyến tính
- Bền chắc & ít cần bảo trì
- Tư vấn & dịch vụ
- Dễ & an toàn khi vận hành
SonoStation – một hệ thống siêu âm với 2x thiết bị siêu âm 2kW, bồn khuấy và bơm – rất phù hợp để chiết xuất lượng lớn.
| Thể tích mẻ | Lưu lượng | Thiết bị được khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500mL | 10 đến 200mL/min | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 đến 20L | 0,2 đến 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 đến 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lớn hơn | cụm gồm UIP16000 |
Thiết bị chiết xuất siêu âm công suất cao từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô thí điểm và công nghiệp.
Tài liệu / Tham khảo
- Alzorqi I., Sudheer S., Lu T.J., Manickam S. (2017): Ultrasonically extracted β-d-glucan from artificially cultivated mushroom, characteristic properties and antioxidant activity. Ultrasonic Sonochemistry 2017. 531-540.
- Alzorqi I., Singh A., Manickam S., Al-Qrimli H. (2016): Optimization of ultrasound assisted extraction (UAE) of β-D-glucan polysaccharides from Ganoderma lucidum for prospective scale-up. Resource-Efficient Technologies 2016.
- Khan, A.A., Gani A., Masoodi F., Kousar S., Ahmad M. (2014): Antioxidant and Functional Properties of β-Glucan Extracted from Edible Mushrooms Agaricus Bisporus, Pleurotus Ostreatus and Coprinus Atramentarius. Proceedings of the 8th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (ICMBMP8) 2014.
- Vardanega R., Santos D.T., Meireles M.A.M. (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Những thông tin đáng biết
Chiết xuất bằng siêu âm – Nguyên lý hoạt động
Chiết xuất bằng siêu âm là một công nghệ đơn giản, ít tốn kém, nhanh chóng và hiệu quả, giúp tăng cường quá trình chiết lỏng–rắn và vượt trội so với các kỹ thuật chiết truyền thống. Những ưu điểm chính của quá trình chiết rắn–lỏng bằng siêu âm dựa trên động học chiết và sự truyền khối nhanh hơn, cũng như hiệu suất thu hồi dịch chiết cao hơn. Một lợi ích khác là khả năng tiến hành quá trình chiết ở nhiệt độ thấp hơn, giúp ngăn ngừa sự phân hủy của các hợp chất nhạy nhiệt. So với các kỹ thuật phân lập khác như vi sóng hoặc CO2 siêu tới hạn, thiết bị chiết siêu âm có chi phí thấp hơn (cả chi phí mua và vận hành), đồng thời thân thiện với người dùng và an toàn khi vận hành.
Chiết xuất bằng siêu âm dựa trên hiện tượng xâm thực âm học và các lực cắt thủy động lực học do hiện tượng này tạo ra. Các hệ thống của Hielscher Ultrasonics tạo ra sóng siêu âm cường độ cao và hiện tượng xâm thực để chiết các hợp chất hóa thực vật từ nguyên liệu thực vật.
Xâm thực âm học – hiện tượng trong quá trình xử lý bằng siêu âm: Khi sóng siêu âm cường độ cao được truyền vào môi trường chất lỏng, các chu kỳ nén và giãn tác động lên chất lỏng. Trong giai đoạn giãn (giảm mật độ), các bọt chân không hoặc khoang rỗng xuất hiện trong chất lỏng. Những bọt chân không này hình thành khi áp suất âm tác động vượt quá độ bền kéo của chất lỏng. Qua nhiều chu kỳ nén / giãn, các bọt chân không lớn dần cho đến khi không thể hấp thụ thêm năng lượng và sụp đổ dữ dội (bọt nổ sập vào trong). Trong quá trình bọt nổ sập, các điều kiện cực đoan như chênh lệch nhiệt độ và áp suất rất lớn, dòng chất lỏng và lực cắt xuất hiện cục bộ. Những lực mạnh này phá vỡ tế bào (của thực vật và mô), nhờ đó các chất nội bào (ví dụ: polysaccharide, terpen, protein, flavon, v.v.) được giải phóng vào dung môi. Quá trình hình thành, phát triển và sụp đổ của các bọt chân không được gọi là xâm thực.
Nấm
Nấm (tiếng Anh: fungus, số nhiều: fungi) là thuật ngữ thực vật học chỉ tất cả các thành viên thuộc nhóm sinh vật nhân thực, bao gồm các vi sinh vật như nấm men, nấm mốc, cũng như các loại nấm có quả thể. Đặc biệt trong y học cổ truyền (ví dụ: y học châu Á / Trung Quốc), nấm được sử dụng để tạo ra nhiều tác dụng như cải thiện nhận thức, tăng cường hệ miễn dịch hoặc kéo dài tuổi thọ. Ngày nay, nấm dược liệu không chỉ được sử dụng làm thuốc thay thế mà các dịch chiết nấm còn được tiêu thụ dưới dạng thực phẩm chức năng hoặc siêu thực phẩm. Chẳng hạn, các loại nấm như maitake, đông trùng hạ thảo, vân chi và linh chi được dùng để tận dụng tác dụng điều hòa miễn dịch của chúng. Một số loài nấm như nấm chứa psilocybin (thường gọi là nấm ma thuật) được sử dụng nhờ đặc tính gây ảo giác. Nấm không phải là thực vật và được xếp vào giới Nấm.
Polysaccharide
Polysaccharide là những hợp chất có hoạt tính sinh học quan trọng được tìm thấy trong nấm dược liệu. Chúng được sử dụng làm các hợp chất có hoạt tính sinh hóa trong dược phẩm và chế phẩm dinh dưỡng có tác dụng dược lý, với những tác dụng tích cực như điều hòa miễn dịch, đảo ngược hoặc ngăn ngừa tổn thương do bức xạ, chống đông máu, cũng như các hoạt tính chống ung thư, kháng vi-rút và hạ đường huyết. Các polysaccharide có nguồn gốc từ nấm gồm lentinan, schizophyllan và krestin đã được chấp nhận là thuốc tăng cường miễn dịch tại Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc.
Ngoài polysaccharide, nấm còn chứa phenol, heteropolysaccharide, glycogen, vitamin và triterpen cùng các thành phần có lợi khác.
Các loài nấm dược liệu
Trong nấm Chaga , còn được gọi là Inonotus obliquus hoặc nấm cây đen (tên thông dụng hơn là nấm bấc than, nấm bấc bạch dương, nấm đa lỗ xỉ than), polysaccharide là những hợp chất hoạt tính nổi bật nhất. Các polysaccharide của Chaga có hoạt tính chống oxy hóa rất mạnh, giúp loại bỏ các gốc tự do.
Nấm hầu thủ (Hericium erinaceus) là một loài nấm ăn được và có công dụng dược liệu, thuộc nhóm nấm răng. Nấm hầu thủ được biết đến với tác dụng bảo vệ thần kinh và tăng cường nhận thức, nghĩa là nấm hầu thủ được sử dụng để cải thiện trí nhớ và các chức năng nhận thức.
Reishi (Ganoderma lucidum, còn được gọi là Ling Zhi / Lingzhi, Mannentake, nấm trường sinh) là một loài nấm đa lỗ, dễ nhận biết nhờ mũ nấm hình quả thận có màu đỏ bóng như phủ véc-ni. Nấm Reishi tạo ra một nhóm triterpene được gọi là các axit ganoderic. Các axit ganoderic có cấu trúc phân tử tương tự cấu trúc của các hormone steroid. Ngoài ra, các hợp chất khác có trong Reishi bao gồm polysaccharide (ví dụ: beta-glucan), coumarin, mannitol và alkaloid. Các sterol được phân lập từ nấm bao gồm ganoderol, axit ganoderenic, ganoderiol, ganodermanontriol, lucidadiol và ganodermadiol. Trong ẩm thực, Reishi được biết đến với vị đắng và thường được dùng trong các thức uống cà phê.
Shitake (Lentinula edodes; thường được gọi là nấm cây rừng đen, Xiang Gu, nấm hương) được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu trong các món ăn châu Á. Khi được sử dụng vì mục đích sức khỏe, Shiitake tăng cường hệ miễn dịch và làm giảm đáng kể tình trạng viêm.
Coriolus versicolor (Trametes versicolor, Polyporus versicolor; thường được gọi là nấm đuôi gà tây, Yun Zhi, Kawaratake) chứa các polysaccharide PSK, PSP và Kresin cũng như các glucan B-1,3 và B-1,4. Các polysaccharide này được sử dụng để cải thiện chức năng miễn dịch ở bệnh nhân mắc một số loại ung thư khi dùng kết hợp với hóa trị. Trong y học cổ truyền Trung Quốc, nấm đuôi gà tây được dùng làm thuốc bổ.
Cordyceps sinensis (Ophiocordyceps sinensis; còn được gọi là nấm sâu bướm Trung Quốc, Dong Chong Xia Cao, yartsa gunbu) là một loài nấm khác có đặc tính chống oxy hóa vượt trội. Cordyceps chứa các chất chống oxy hóa mạnh giúp trung hòa các gốc tự do có hại, đồng thời tăng cường hoạt động của hệ thống chống oxy hóa tự nhiên của cơ thể.
Maitake (Grifola frondosa; nấm mây, Hui Shu Hua, nấm gà rừng, nấm đầu cừu đực, nấm đầu cừu) là một loài nấm đa lỗ đã được chứng minh là kích thích cả hệ miễn dịch bẩm sinh và hệ miễn dịch thích ứng. Nghiên cứu cho thấy Maitake kích thích hệ miễn dịch của bệnh nhân ung thư vú. Ngoài ra, loài nấm này còn có tác dụng hạ đường huyết vì chứa một chất ức chế alpha glucosidase.
Agaricus subrufescens (còn được biết đến với các tên Agaricus blazei, Agaricus brasiliensis, Agaricus rufotegulis; thường được gọi là nấm hạnh nhân, nấm mặt trời, nấm của Chúa, nấm sự sống, nấm thái dương hoàng gia, jisongrong hoặc himematsutake) là một loài nấm ăn được, có đặc trưng là vị ngọt và hương thơm hạnh nhân. Nấm Agaricus là một loài nấm dược liệu phổ biến, chủ yếu được sử dụng vì tác dụng tăng cường hệ miễn dịch.