OPTIMIZATION OF ULTRASONIC-ASSISTED EXTRACTION OF ADENOSINE AND CORDYCEPIN FROM CORDYCEPS MILITARIS SPENT MUSHROOM SUBSTRATE USING ECO-FRIENDLY SOLVENTS
Keywords:
Cordyceps militaris spent mushroom substrates, adenosine, cordycepin, ultrasonic-assisted extraction, eco-friendly solventsAbstract
This study aimed to determine the optimal conditions for extracting adenosine and cordycepin from Cordyceps militaris spent mushroom substrates (SMSs) using ultrasonic-assisted extraction with environmentally friendly solvents. Water was used as the primary solvent with the addition of small amounts of ethanol (water: ethanol ratios ranging from 99:1 to 95:5). The effects of solvent composition and extraction temperature were examined. The results revealed that extraction with water: ethanol ratio of 96:4 for 15 minutes yielded the highest contents of adenosine (3.33 ± 0.01 mg/kg) and cordycepin (479.01 ± 0.98 mg/kg). Further investigation using this optimal solvent system at different temperatures demonstrated that extraction at 60 °C produced the maximum yields (adenosine 4.16 ± 0.02 mg/kg and cordycepin 640.31 ± 0.15 mg/kg). Ultrasonic-assisted extraction, when combined with an appropriate solvent mixture and temperature, can significantly enhance the efficiency of extracting bioactive compounds from Cordyceps militaris SMSs. This method also gives a promising approach for adding value to waste materials from Cordyceps militaris cultivation.
References
Guo, M., Guo, S., Huaijun, Y., Bu, N., Dong, C.-H. (2016). Comparison of major bioactive compounds of the caterpillar medicinal mushroom, Cordyceps militaris (ascomycetes), fruiting bodies cultured on wheat substrate and pupae. International Journal of Medicinal Mushroom, 18, 327-336. https://doi.org/10.1615/IntJMedMushrooms.v18.i4.60
ปวีณา สุขสอาด, สามารถ ต่ายขาว, กัญญา กอแก้ว, ดวงหทัย รัตนสัจธรรม, พรพรรณ รัตนะสัจจะ, เกรียงศักดิ์ ศรีวิจิตรกมล, และประนอม สุขเกื้อ. (2566). การศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการผลิตอาหารหมักร่วมกับวัสดุฐานถั่งเช่าสีทอง. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มทร.สุวรรณภูมิ, 7(2), 108-117.
พรพรรณ รัตนะสัจจะ, ดวงหทัย รัตนสัจธรรม, สามารถ ต่ายขาว, สุนทรา เฟื่องฟุ้ง, พิชญ์ ตั้งสมบัติวิจิตร และ อุทาน บูรณศักดิ์ศรี. (2566). การเพิ่มคุณค่าทางอาหารของผลิตภัณฑ์ข้าวเกรียบเสริมฐานถั่งเช่าสีทอง. วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย, 15(3), 833-848.
ศศิธร นาคทอง และพัชราพรรณ คำเมืองสา. (2561). การใช้น้ำสกัดจากฐานเห็ดถั่งเช่าสีทองในโยเกิร์ตนมแพะต่อลักษณะทางประสาทสัมผัส. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตรและการจัดการ, 1(1), 13-21.
พีรวัจน์ ชูเพ็ง และภูวดล เหมชะรา. (2566). ผลของการเสริมวัสดุเพาะเห็ดถั่งเช่าสีทองในอาหารไก่เนื้อ ต่อสมรรถภาพการผลิตและค่าโลหิตวิทยาบางประการ. วารสารวิจัยและส่งเสริมวิชาการเกษตร, 40(1), 62-69.
Da-oh, H., Kiriratnikom, S., Choosong, K., Nitipan, S. (2024). Evaluation of spent mushroom substrate extracts from Cordyceps militaris: Impact on growth Performance, Immunomodulation, and intestinal microbiota of Nile tilapia. Egyptian Journal of Aquatic Research, 50, 577-584. https://doi.org/10.1016/j.ejar.2024.11.001
Pintathong, P., Chomnunti, P., Sangthong, S., Jirarat, A., Chaiwut, P. (2021). The feasibility of utilizing cultured Cordyceps militaris residues in cosmetics: biological activity assessment of their crude extracts. Journal of Fungi, 7, 973. https://doi.org/10.3390/jof7110973
Ni, H., Zhou, X.-H., Li, H.-H., Huang, W.-F. (2009). Column chromatographic extraction and preparation of cordycepin from Cordyceps militaris waster medium. Journal of Chromatography B, 877, 2135-2141. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2009.06.009
Gao, F., Yu, Y. L., Chen, Y. J. (2011). Extraction of polysaccharides from Cordyceps militaris by Ethanol Refluxing Method. Advanced Materials Research, 287-290, 2003-2007.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.287-290.2003
Song, J. F., Li, D.-J., Liu, C.-Q. (2009). Response surface analysis of microwave‐assisted extraction of polysaccharides from cultured Cordyceps militaris. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 84(11), 1669-1673. https://doi.org/10.1002/jctb.2227
Wang, H.-J., Pan, M.-C., Chang, C.-K., Chang, S.-W., Hsieh, C.-W. (2014). Optimization of ultrasonic-assisted extraction of cordycepin from Cordyceps militaris using orthogonal experimental design. Molecules, 19(12), 20808-20820. https://doi.org/10.3390/molecules191220808
Zhang, H., Wang, J. W., Dong, S. Z., Xu, F. X., Wang, S. H. (2012). The optimization of extraction of cordycepin from fruiting body of Cordyceps militaris (L.) link. Advanced Materials Research, 393-395, 1024-1028. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.393-395.1024
Suslick, K. S. K.-o. (2000). Sonochemistry. Encyclopedia of Chemical Technology, 9, 1– 21. https://doi.org/10.1002/0471238961.1915141519211912.a01.pub2
Hsu, T.-H., Shiao, L.-H., Hsieh, C., Chang, D.-M. (2002). A Comparison of the chemical composition and bioactive ingredients of the Chinese medicinal mushroom DongChongXiaCao, its counterfeit and mimic, and fermented mycelium of Cordyceps sinensis. Food Chemistry, 78(4), 463-469. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(02)00158-9
Lin, R., Liu, H., Wu, S., Pang, L., Jia, M., Fan, K., Jia, S., Jia, L. (2012). Production and in vitro antioxidant activity of exopolysaccharide by a mutant, Cordyceps militaris SU5-08. International Journal of Biological Macromolecules, 51(1-2), 153-157. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2012.04.011
Zhou, X., Luo, L., Dressel, W., Shadier, G., Krumbiegel, D., Schmidtke, P., Zepp, F., Meyer, C. (2008). Cordycepin is an immunoregulatory active ingredient of Cordyceps sinensis. The American Journal of Chinese Medicine, 36(5), 967-80. https://doi.org/10.1142/S0192415X08006387
Ma, L., Zhang, S., Du, M. (2015). Cordycepin from Cordyceps militaris prevents hyperglycemia in alloxan-induced diabetic mice. Nutrition Research, 35(5), 431-439. https://doi.org/10.1016/j.nutres.2015.04.011
Gao, P., Kai, Q., Gao, J., Lian, Z.-Q., Wu, C.-M., Wu, C.-A., Zhu, H.-B., (2010). Cordycepin Prevents Hyperlipidemia in Hamsters Fed a High-Fat Diet via Activation of AMP-Activated Protein Kinase. Journal of Pharmacological Sciences, 113(4), 395-403. https://doi.org/10.1254/jphs.10041FP
Yu, R., Yang, W., Song, L., Yan, C., Zhang, Z., Zhao, Y. (2007). Structural characterization and antioxidant activity of a polysaccharide from the fruiting bodies of cultured Cordyceps militaris. Carbohydrate Polymers, 70(4), 430-436. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2007.05.005
Bai, K.-C., Sheu, F. (2018). A novel protein from edible fungi Cordyceps militaris that induces apoptosis. Journal of Food and Drug Analysis, 26(1), 21-30. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2016.10.013
Chang, Y., Jeng, K.-C., Huang, K.-F., Lee, Y.-C., Hou, C.-W., Chen, K.-H., Cheng, F.-Y., Liao, J.-W., Chen, Y.-S. (2008). Effect of Cordyceps Militaris supplementation on sperm production, sperm motility and hormones in sprague-dawley rats. The American Journal of Chinese Medicine, 36(5), 849-859. https://doi.org/10.1142/S0192415X08006296
Dong, J., Liu, Y., Liang, Z., Wang, W. (2010) Investigation on ultrasound-assisted extraction of salvianolic acid B from Salvia miltiorrhiza root. Ultrasonics Sonochemistry, 17(1), 61-65. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2009.05.006
Song, J. F., Liu, C.-Q., Li, D.-J., Jin, B.-Q. (2007). Optimization of cordycepin extraction from cultured Cordyceps militaris by HPLC‐DAD coupled with uniform design. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 82, 1122-1126. https://doi.org/10.1002/jctb.1784
Xiao, J.-H., Xiao, D.-M., Xiong, Q., Liang, Z.-Q., Zhong, J.-J. (2009). Optimum extraction and high-throughput detection of cordycepic acid from medicinal macrofungi Cordyceps jiangxiensis, Cordyceps taii and Cordyceps gunnii. Journal of Food Agriculture and Environment, 7(3 & 4), 328-333. https://doi.org/10.1234/4.2009.2566
Tsi, C.-H., Yen, Y.-H., Yang, J. P.-W. (2015). Finding of polysaccharide-peptide complexes in Cordyceps militaris and evaluation of its acetylcholinesterase inhibition activity. Journal of Food and Drug Analysis, 23(1), 63-70. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2014.05.006
สามารถ ต่ายขาว, สุนทรา เฟื่องฟุ้ง, สุธิษา เละเซ็น, และพนิดา หล่อวงศ์ตระกูล. (2561). การศึกษาวัสดุสารตั้งต้นที่ใช้ในการเพาะเลี้ยงต่อการเจริญและการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในเห็ดถั่งเช่าสีทอง. ใน การประชุมวิชาการระดับชาติ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ ครั้งที่ 3 และการประชุมวิชาการระดับชาติ เครือข่ายวิจัยประชาชื่น ครั้งที่ 4 (น. 434-443). พระนครศรีอยุธยา: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ.
Chen, J., Chen, G., Cheng, C., Cong, Y., Li, X., and Zhao, H. (2017). Equilibrium solubility, dissolution thermodynamics and preferential solvation of adenosine in aqueous solutions of N,N–dimethylformamide, N–methyl–2–pyrrolidone, dimethylsulfoxide and propylene glycol. The Journal of Chemical Thermodynamics, 15, 52–62. https://doi.org/10.1016/j.jct.2017.07.023
Minh, T. N., Anh, L. V., Trang, N. Q., Minh, B. Q., Xuan, T. D. (2023). Efficacy of green extracting solvents on antioxidant, xanthine oxidase, and plant inhibitory potentials of solid-based residues (SBRs) of Cordyceps militaris. Stresses, 3(1), 11-21. https://doi.org/10.3390/stresses3010002
Pubchem. (2025). Adenosine. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Adenosine
Sornchaithawatwong, C., Kunthakudee, N., Sunsandee, N., Ramakul, P. (2020). Selective extraction of cordycepin from Cordyceps militaris – optimisation, kinetics and equilibrium studies. Indian Chemical Engineer, 64(1), 1–13. https://doi.org/10.1080/00194506.2020.1776163
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Journal of science and technology RMUTSB
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
