Wie extrahiert man Pilze mit einem ultraschallunterstützten Gerät?

Derzeit erregt die Forschung zur Gewinnung von Antioxidantien und Anti-Aging-Medikamenten aus Naturprodukten große Aufmerksamkeit bei in- und ausländischen Wissenschaftlern. Auf diesem Gebiet wurden beträchtliche Forschungsergebnisse erzielt, und basierend auf umfassenden inländischen und internationalen Forschungsberichten stammen natürliche antioxidative Wirkstoffe hauptsächlich aus Pflanzen, Pilzen (z. B. Pilzen), Meeresorganismen und anderen Quellen. Unter diesen sind die aus Pflanzen gewonnenen antioxidativen Wirkstoffe am umfassendsten erforscht. Studien haben gezeigt, dass Rohextrakte aus Methanol und Wasser aus Pilzen freie Radikale abfangen und die Hämolyse bei Ratten hemmen können. Die darin enthaltenen Polysaccharide können freie Radikale abfangen, die durch Superoxidanionen auf roten Blutkörperchen verursachte Lipidperoxidation hemmen und auch eine gewisse hemmende Wirkung auf die durch freie Radikale induzierte Lipidperoxidation von Linolsäure, Pflanzenöl und isoliertem Lebergewebe haben. Daher ist die Entwicklung von Pilzfruchtkörperextrakten und ihren Polysaccharidressourcen zur Suche nach ungiftigen oder wenig toxischen Substanzen mit antioxidativer Aktivität von erheblicher praktischer Bedeutung und von großem Anwendungswert, was sie zu einem heißen Forschungsthema macht.

Allerdings sind die aktuellen Methoden zur Extraktion aktiver Substanzen aus Pilzen zeitaufwändig, da jeder Zyklus im Allgemeinen lange dauert und zu einer geringen Extraktionseffizienz führt, was zu einer Verschwendung von Rohstoffen führt. Diese Ineffizienz bei der schnellen und effektiven Extraktion aktiver Substanzen aus Pilzprodukten erfordert weitere Verbesserungen.

In diesem Artikel wird ein Hochdruck-kombiniertes mit Ultraschall-unterstütztem Extraktionsverfahren zur Extraktion von Wirkstoffen aus Pilzen vorgestellt, das folgende Schritte umfasst:

(1) Vorbehandlung des Rohmaterials : Reinigen Sie das Rohmaterial durch Abwischen mit Gas oder mit einem sauberen, trockenen Tuch und schneiden Sie es dann in Scheiben. Stellen Sie sicher, dass die Dicke der Scheiben weniger als 3 mm beträgt. 

Bei einer Temperatur unter 18 Grad Celsius unter Vakuum dehydrieren und abschließend noch einmal dehydrieren, um den Feuchtigkeitsgehalt der Scheiben auf weniger als 5,5 % zu reduzieren.

(2) Zerkleinern : Zerkleinern Sie die getrockneten Pilzscheiben mit einem Gewebezerkleinerer, filtern Sie den zerkleinerten Pilz durch ein 15-Mesh-Filtersieb, um Pilzpulver zu erhalten, und trocknen Sie ihn erneut unter Vakuum, um ein festes Pulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt unter 4 % zu erhalten.

(3) Fettextraktion bei niedriger Temperatur: Geben Sie Petrolether in einem bestimmten Verhältnis hinzu, wobei die Menge an Petrolether das 3- bis 4-fache der Menge an festem Pulver beträgt. Eine halbe Stunde bei 16 Grad Celsius eintauchen, dann eine halbe Stunde mit einem Rührer umrühren, über 8 Stunden stehen lassen, den Überstand mit Filterpapier filtern, diesen Vorgang 4-5 Mal wiederholen, die Überstände zusammenführen und die zusammengeführten Überstände bei einer Temperatur unter 18 Grad Celsius lagern.

(4) Pressen des Rückstands: Mischen Sie den filtrierten Rückstand aus Schritt (3) mit einer bestimmten Konzentration an Natriumchloridlösung (0,4 mol/L NaCl). Versiegeln Sie die Mischung in einem Hochdruckbeutel, setzen Sie den Druck schnell auf 200–300 MPa ein, halten Sie den Druck für eine bestimmte Zeit aufrecht, lassen Sie den Druck schnell ab und wiederholen Sie die Schritte zur Druckbeaufschlagung, Wartung und Freigabe drei bis fünf Mal. Stellen Sie sicher, dass die Druckaufbaurate 70 MPa/s und die Druckentlastungsrate 140 MPa/s beträgt.

(5) Ultraschallextraktion: Gießen Sie die in Schritt (4) verarbeitete Lösung in ein Becherglas, stellen Sie es in einen Ultraschallextraktor und unterziehen Sie die Lösung einer Ultraschallextraktion bei einer Leistung von 120–140 W für 20 Minuten, mit Ultraschallschwingung alle 5 Minuten, mindestens dreimal. Dreimal mit Filterpapier filtrieren, um den Überstand zu erhalten.

(6) Ethanolextraktion: Mischen Sie den in Schritt (3) hergestellten Überstand mit dem in Schritt (5) erhaltenen Überstand und geben Sie unter Rühren nach und nach 95 % Ethanol hinzu, wobei das Volumenverhältnis der Mischung zu 95 % Ethanol im Bereich von 1:3 bis 1:4 liegt. Zentrifugieren Sie die Mischung 5 Minuten lang auf einer Zentrifuge bei 5000 U/min, wiederholen Sie die Zentrifugations- und Filtrationsschritte mindestens dreimal, lassen Sie sie 2 Stunden lang stehen und filtrieren Sie, um den Niederschlag zu erhalten.

(7) Trocknen, um Wirkstoffe zu erhalten : Den Niederschlag gefriertrocknen, um die gewünschten extrahierten Wirkstoffe zu erhalten. Die Gefriertrocknungstemperatur sollte unter 5 Grad Celsius liegen und die extrahierten Wirkstoffe bei einer Temperatur unter -10 Grad Celsius lagern.

Der Prozess beginnt mit der Fettextraktion, um zunächst die im Fett gelösten Wirkstoffe zu extrahieren. Anschließend wird der Rückstand nach der Fettextraktion einem Hochdruckverfahren in Kombination mit Ultraschallextraktionstechniken unterzogen. Die Anwendung von hohem Druck kann zu Veränderungen der inneren und äußeren Druckunterschiede innerhalb der Rohstoffe führen und so die Zellstrukturen verändern. In Kombination mit der ultraschallunterstützten Extraktion kann der Kavitationseffekt von Ultraschall die Freisetzung von Zielbestandteilen aus dem zu extrahierenden Material erleichtern, was eine schnelle und effiziente Extraktion von Wirkstoffen aus biologischen Quellen ermöglicht und die Ausbeute deutlich erhöht. Schließlich werden die durch Fett- und Ethanolextraktion extrahierten Wirkstoffe kombiniert, getrocknet und bei niedrigen Temperaturen gelagert, wodurch die Extraktionseffizienz der Wirkstoffe erheblich verbessert wird.