Подвійна екстракція: чому вода й етанол, а не просто відвар

Екстракція в нас подвійна: спершу водна, потім етанольна. Кожну фракцію далі фільтруємо й концентруємо окремо, і лише потім об'єднуємо. Метод — мацерацію, екстракцію в апараті Сокслета або ультразвукову — обираємо залежно від гриба: від методу й розчинника залежить, які речовини перейдуть в екстракт. Наші рідкі екстракти рейші, їжовика, кордицепсу й тигрового гриба зараз отримуємо в апараті Сокслета з подальшим вакуумним концентруванням.

У статті розібрано, чому одного відвару чи однієї настоянки мало, які режими екстракції наводять дослідження для водної й етанольної фракцій, чим відрізняються мацерація, Сокслет і ультразвук, чому довша екстракція не завжди краща, як відокремлюють рідину від сировини і чому фракції не змішують одразу. Як готують сировину до цього кроку, розглянуто в статті про помол.

Дві групи речовин

У грибах є дві великі групи речовин, які поводяться в розчинниках протилежно.

• Полісахариди — передусім глюкани, а також манани й комплекси полісахаридів із білками. Вони добре розчиняються в гарячій воді, і саме гарячою водою їх найчастіше й виділяють. В огляді рейші так перелічено, що дає гаряча вода: β-глюкани, α-глюкани, α-манани й полісахаридно-білкові комплекси (Cör D. та ін., 2018).
• Тритерпеноїди й стероли — у рейші це передусім ганодерові кислоти. Вони добре розчиняються в жирах і погано — у воді (Wu P. та ін., 2024). Для них потрібен етанол.

Різниця між розчинниками видно навіть за індексом полярності: у води він 9,0, в етанолу — 5,2 (Pintathong P. та ін., 2021). Звідси й ідея подвійної екстракції. В огляді 2025 року сказано, що поєднання традиційної екстракції спиртом і водою з новими методами підвищує вихід і водорозчинних полісахаридів, і спирторозчинних тритерпенів із таких грибів, як рейші й чага (Yang J. Y. та ін., 2025).

Чому одного розчинника мало

Найнаочніше це показано в дослідженні ультразвукової екстракції рейші 2020 року. Автори шукали одну суміш води й етанолу, яка б добре витягала і полісахариди, і тритерпеноїди, — і зіткнулися з тим, що оптимуми протилежні:

• полісахаридів найбільше вийшло за найменшої концентрації етанолу (20 %) — 0,46 %, і що більше етанолу, то менше полісахаридів;
• тритерпеноїдів найбільше вийшло за найвищої концентрації (80 %) — 0,34 % (Zheng S. та ін., 2020).

У тій самій роботі є цифри і для окремих розчинників:

Порівняння в цій таблиці — наше прочитання цифр статті, а не висновок авторів: умови в рядках різні. Але напрям зрозумілий. Компроміс «одним розчинником для всього» дає помітно менше і того, і іншого, ніж окремі розчинники.

Для їжовика в дослідженні 2025 року подвійна екстракція етанолом помірної концентрації найкраще витягала ерготіонеїн, ергостерол та інші сполуки (Kała K. та ін., 2025). Там спершу екстрагували етанолом, а потім водою, тобто порядок кроків у різних виробників і дослідників буває різним. Важливий сам принцип: два розчинники, кожен для своєї групи речовин.

Кордицепін кордицепсу — окремий випадок. Він розчиняється і у воді, і в етанолі: вихід кордицепіну зростав, коли концентрацію етанолу піднімали від 0 до 60 %, і падав, коли вона перевищувала 70 % (Wang H. J. та ін., 2014). Для аналізу кордицепін витягають і просто гарячою водою за 85 °C (Pintathong P. та ін., 2021).

Водна фракція

Режими гарячої водної екстракції в літературі дуже різні. В огляді грибних полісахаридів 2025 року названо діапазон 50–121 °C і від 30 хвилин до 10 годин (Kumla J. та ін., 2025). Ось кілька конкретних прикладів:

• Рейші, лабораторія. 1 г порошку на 40 мл води, 2 години за 95 °C, екстракцію повторювали двічі. Після другої екстракції додаткових полісахаридів і тритерпеноїдів майже не виходило (Zheng S. та ін., 2020).
• Чага. За 80 °C, 2 години й співвідношення 1 : 20 вихід полісахаридів становив 4 %, за 100 °C, 4 години й 1 : 10 — 7 % (Zhang S. та ін., 2026).
• Шийтаке. Звичайна екстракція гарячою водою (70–90 °C, 30–90 хвилин) дала менший вихід — 12,94 % — ніж ультразвукова (35,16 %), але найкраще зберегла структуру полісахаридів (Phosarith N. та ін., 2025).

Останній приклад важливий: найбільший вихід — не завжди найкращий результат. Якщо метод руйнує молекули, «більше полісахаридів» може означати більше дрібних уламків.

Етанольна фракція

Для етанольної фракції дослідження теж наводять різні режими:

• Рейші, мацерація. 1 г порошку на 40 мл 95 % етанолу, 6 годин за 30 °C з легким перемішуванням, екстракцію повторювали (Zheng S. та ін., 2020).
• Рейші, оптимізовані режими для тритерпеноїдів. Екстракція з нагріванням — 79 хвилин, 90 °C, 62,5 % етанол; ультразвукова — 40 хвилин, 100 Вт, 89,5 % етанол (Oludemi T. та ін., 2018).
• Їжовик, ерінацин A з міцелію. 80 % етанол, 45 хвилин, співвідношення 1 : 30 (Valu M. V. та ін., 2020).
• Кордицепс, кордицепін. 50 % етанол, 65 °C, 60 хвилин з ультразвуком — 7,04 мг/г (Wang H. J. та ін., 2014).

Концентрація етанолу, отже, теж підбирається під гриб і під те, що саме треба витягти: для тритерпеноїдів — висока, для кордицепіну — середня.

Мацерація, Сокслет, ультразвук

Опис методів — за оглядами екстракції природних речовин (Zhang Q. W. та ін., 2018; Abubakar A. R., Haque M., 2020).

Порівняльні досліди на грибах:

• ергостерол із печериці: ультразвукова екстракція етанолом за 15 хвилин виявилася такою самою ефективною, як екстракція в апараті Сокслета (Heleno S. A. та ін., 2016);
• кордицепін: за 1 годину ультразвук витяг 86,98 % кордицепіну, а звичайне настоювання за тієї самої температури — 21,43 %; такого ж результату настоювання досягло лише за 24 години (Wang H. J. та ін., 2014).

Водночас ультразвук і мікрохвилі можуть руйнувати структуру грибних полісахаридів через локальну вібрацію й перегрів (Wang W. та ін., 2022) і зменшувати їхню молекулярну масу (Zhao C. та ін., 2026). Тому універсально «найкращого» методу немає: для кожного гриба обираємо той, що дає потрібний склад, а не лише найбільший вихід.

Довше не значить краще

У тому самому дослідженні рейші полісахаридів найбільше вийшло за 90 хвилин, а далі вихід зменшувався. Тритерпеноїдів — за 120 хвилин, і далі теж менше. Від 40 до 80 °C вихід тритерпеноїдів зростав, а вище 80 °C — падав (Zheng S. та ін., 2020).

Для кордицепіну межа ще нижча: вище 60–70 °C вихід знижувався, ймовірно через руйнування кордицепіну, а екстракцію автори радять не продовжувати понад 70 хвилин (Wang H. J. та ін., 2014). Огляди полісахаридів пояснюють загальний механізм: тривалий нагрів розриває зв'язки між залишками цукрів, і молекули полісахаридів дрібнішають (Sun J. та ін., 2026; Liang H. та ін., 2025).

А коли розчинник усередині частинок і довкола них уже має однакову концентрацію речовин, подальше настоювання нічого не дає (Zhang Q. W. та ін., 2018). Тож у кожної екстракції є свій оптимум за часом і температурою, і більше годин — не завжди краще.

Фільтрація

Після екстракції рідку частину кожної фракції відділяємо від сировини. У дослідженнях для цього використовують фільтрування або центрифугування (Sun J. та ін., 2026). Приклади:

• вакуумне фільтрування крізь фільтрувальний папір Whatman № 1 (Pintathong P. та ін., 2021);
• для етанольних екстрактів їжовика — вакуумне фільтрування крізь фільтр із порами 10 мкм, водний екстракт центрифугували (Kała K. та ін., 2025);
• після основного фільтрування — додаткове очищення крізь фільтр 0,45 мкм (Wang H. J. та ін., 2014).

Відпрацьована сировина затримує частину рідини з розчиненими речовинами. У фармакогнозії її відокремлюють фільтруванням або зливанням, а за деяких методів ще й віджимають (Abubakar A. R., Haque M., 2020). Фільтрування залежить і від помолу: занадто дрібний порошок утримує розчинені речовини й ускладнює фільтрацію (Zhang Q. W. та ін., 2018).

Для глибшого поділу полісахаридів за розміром молекул у дослідженнях використовують мембрани ультрафільтрації — наприклад, водний екстракт шийтаке ділили на фракції мембранами з межею 150, 20 і 5 кДа (da Rosa B. V. та ін., 2026). Для виробництва екстракту такий поділ не обов'язковий, але показує, наскільки різними можуть бути молекули в одній «водній фракції».

Чому фракції не змішують одразу

Полісахариди не розчиняються в етанолі. На цьому побудований стандартний спосіб виділяти їх із водного екстракту: до нього додають етанол, і полісахариди випадають в осад (Sun J. та ін., 2026). У дослідженні рейші для цього доводили концентрацію етанолу до 75 % і витримували суміш 12 годин за 4 °C (Zheng S. та ін., 2020). За поступового підвищення концентрації етанолу від 20 до 95 % полісахариди випадають фракціями (Zhao C. та ін., 2026).

Тому, якщо змішати водний екстракт зі свіжою етанольною витяжкою, частина полісахаридів може просто випасти в осад. Саме тому кожну фракцію ми спершу концентруємо окремо — прибираємо розчинник — і лише потім об'єднуємо. Як це роблять, розглянуто в статті про концентрування.

Безпека

Етанол легкозаймистий. Його температура спалаху — близько 13 °C (NIOSH), кипіння — 78 °C, а суміш його пари з повітрям вибухонебезпечна (міжнародна картка хімічної безпеки ILO/WHO). Екстракція з нагрівом етанолу — це робота з легкозаймистою рідиною: закрите електричне нагрівання, витяжка, жодного відкритого вогню поруч.

Що з цього випливає на практиці

1. Два розчинники — для двох груп речовин: вода для полісахаридів, етанол для тритерпеноїдів і стеролів.
2. Метод і режим підбираємо під гриб і під речовини, які треба зберегти, а не під найбільший вихід.
3. Не продовжуємо екстракцію довше за оптимум: зайвий нагрів руйнує частину речовин.
4. Рідину ретельно відділяємо від сировини.
5. Фракції концентруємо окремо й лише потім об'єднуємо.
6. Працюємо з етанолом як із легкозаймистою рідиною.

Джерела

Огляди методів і розчинність

1. Zhang Q. W., Lin L. G., Ye W. C., 2018. Techniques for extraction and isolation of natural products: a comprehensive review. Chinese Medicine 13, 20.
2. Abubakar A. R., Haque M., 2020. Preparation of Medicinal Plants: Basic Extraction and Fractionation Procedures for Experimental Purposes. Journal of Pharmacy and Bioallied Sciences 12(1), 1–10.
3. Wu P. та ін., 2024. Bioactivities and industrial standardization status of Ganoderma lucidum: A comprehensive review. Heliyon 10(19), e36987.
4. Cör D., Knez Ž., Knez Hrnčič M., 2018. Antitumour, Antimicrobial, Antioxidant and Antiacetylcholinesterase Effect of Ganoderma lucidum Terpenoids and Polysaccharides: A Review. Molecules 23(3), 649. З огляду взято лише відомості про розчинники.
5. Yang J. Y. та ін., 2025. Innovative applications of medicinal mushrooms in functional foods and nutraceuticals: a focus on health-boosting beverages. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 15, 1605301.
6. Pintathong P. та ін., 2021. The Feasibility of Utilizing Cultured Cordyceps militaris Residues in Cosmetics: Biological Activity Assessment of Their Crude Extracts. Journal of Fungi 7(11), 973.

Режими екстракції

7. Zheng S., Zhang W., Liu S., 2020. Optimization of ultrasonic-assisted extraction of polysaccharides and triterpenoids from the medicinal mushroom Ganoderma lucidum and evaluation of their in vitro antioxidant capacities. PLOS ONE 15(12), e0244749.
8. Oludemi T. та ін., 2018. Extraction of triterpenoids and phenolic compounds from Ganoderma lucidum: optimization study using the response surface methodology. Food & Function 9(1), 209–226.
9. Wang H. J. та ін., 2014. Optimization of Ultrasonic-Assisted Extraction of Cordycepin from Cordyceps militaris Using Orthogonal Experimental Design. Molecules 19(12), 20808–20820.
10. Valu M. V. та ін., 2020. Optimization of Ultrasonic Extraction to Obtain Erinacine A and Polyphenols with Antioxidant Activity from the Fungal Biomass of Hericium erinaceus. Foods 9(12), 1889.
11. Kała K. та ін., 2025. Influence of Plant-Based Substrate Composition and Extraction Method on Accumulation of Bioactive Compounds in Hericium erinaceus Fruiting Bodies. Molecules 30(15), 3094.
12. Heleno S. A. та ін., 2016. Optimization of ultrasound-assisted extraction to obtain mycosterols from Agaricus bisporus by response surface methodology and comparison with conventional Soxhlet extraction. Food Chemistry 197, 1054–1063.
13. Phosarith N., Siriwoharn T., Jirarattanarangsri W., 2025. Comparison of the Conventional, Chemical, and Ultrasound Extraction of Crude Polysaccharides and Their Properties from Lentinula edodes. Foods 14(14), 2428.

Полісахариди: вихід, руйнування, осадження

14. Kumla J. та ін., 2025. Research advances in fungal polysaccharides: production, extraction, characterization, properties, and their multifaceted applications. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 15, 1604184.
15. Wang W. та ін., 2022. Polysaccharides from fungi: A review on their extraction, purification, structural features, and biological activities. Food Chemistry: X 15, 100414.
16. Zhao C. та ін., 2026. Process-Programmed Extraction–Structure–Activity Relationships (ESAR) in edible and medicinal mushroom polysaccharides. Journal of Advanced Research 87, 1045–1077.
17. Sun J. та ін., 2026. Extraction, purification, structural characterization, bioactivities, and applications of Pholiota nameko polysaccharide: a review. RSC Advances 16(20), 17753–17783.
18. Liang H. та ін., 2025. A Review on the Extraction, Structural Analysis, and Antitumor Mechanisms of Sanghuangporus Polysaccharides. Foods 14(4), 707. З огляду взято лише відомості про екстракцію.
19. Zhang S. та ін., 2026. Inonotus obliquus Polysaccharides: Preparation, Structural Characteristics, Structure–Activity Relationships, Biological Activities and Applications. Nutrients 18(7), 1125.
20. da Rosa B. V. та ін., 2026. Membrane fractionation and characterization of shiitake (Lentinula edodes) polysaccharides. Environmental Science and Pollution Research 33(27), 13770–13779.

Безпека

21. NIOSH. Pocket Guide to Chemical Hazards: Ethyl alcohol.
22. ILO/WHO. International Chemical Safety Card 0044: Ethanol (anhydrous), 2018.