Ultralydsekstraktion af polysaccharider fra roden af Astragalus Membranaceus

Rødderne af Astragalus membranceus (også kaldet Astragalus propinquus) indeholder saponinet cycloastragenol, som muligvis kan aktivere telomerase og dermed øge telomerernes længde. Telomerlængde er forbundet med lang levetid.
Ultralydsekstraktion er den overlegne teknik til at isolere cycloastragenol og andre vitale fytokemikalier fra Astragalus radix.
Sonikering er en ikke-termisk, skånsom og hurtig proces, der gør det muligt at fremstille Astragalus-ekstrakter af høj kvalitet.

Forbindelser i Astragalus

Astragalus-polysacchariderne er vigtige bioaktive bestanddele af Astragali Radix, den tørrede rod af Astragalus membranaceus. Polysacchariderne i Astragali Radix anvendes i vid udstrækning i traditionel kinesisk medicin. Rødderne af Astragalius propinquus, kendt som Radix Astragali, er rige på fytokemikalier såsom polysaccharider, triterpenoider (f.eks. astragalosider såsom Astragaloside IV), isoflavoner (f.eks. kumatakenin, calycosin, formononetin) samt glykosider og malonater. Saponinet cycloastragenol, en forbindelse, der findes i A. propinquus, kan muligvis aktivere telomerase og dermed øge telomerernes længde. Telomerer er den beskyttende “hætte” i enden af DNA-strengen ved enderne af alle kromosomer. Telomerforkortelse er forbundet med aldring. Tilskud med Astragalus-forbindelsen cycloastragenol kan muligvis forlænge telomererne og forsinke aldring.

Ultralydsekstraktion af fytokemikalier

Sonikering er velkendt som en metode til at intensivere ekstraktion. Ultralydskavitation medfører, at plantecellevæggen brydes, hvilket øger udbyttet af polysaccharider. Ultralydsekstraktion anvendes med succes til at ekstrahere Astragalus-polysaccharider med den fordel, at ekstraktionsudbyttet øges, og ekstraktionstiden forkortes.
Ultralydsbehandling kan anvendes på forskellige plantematerialer såsom blade, stængler, blomster og rødder.
Ultralydsekstraktionsprocessen er en ikke-termisk, skånsom mekanisk metode, der kan udføres ved en specifikt valgt temperatur. Med tilstrækkelig køling kan varmefølsomme materialer isoleres, f.eks. ved ultralydsekstraktion med koldt vand. Ved sonikering kan vand eller opløsningsmidler anvendes som væske. Dette gør det muligt at tilpasse ekstraktionsbetingelserne optimalt til de forbindelser, der ønskes ekstraheret.

Ultralydshomogenisator UP400St til portionsekstraktion af plantemateriale under omrøring.

Fordele ved ultralydsekstraktion af Astragalus:

Højere udbytte
Høj kvalitet
Hurtig ekstraktion
Skånsom, ikke-termisk proces
Vand eller opløsningsmiddel
Enkel og sikker betjening

Ultralydsapparater med høj ydeevne til ekstraktion af plantemateriale

Ekstraktionsudstyr fra Hielscher Ultrasonics anvendes verden over til at fremstille ekstrakter af høj kvalitet fra plantematerialer. Fytokemikalier ekstraheret med ultralyd anvendes på grund af deres medicinske virkninger og sundhedsmæssige fordele i lægemiddel-, kosttilskuds- og fødevareindustrien. Hielscher tilbyder hele spektret fra små ultralydsapparater til laboratorier til industrielle ultralydssystemer til kommerciel inlineproduktion. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr muliggør drift 24/7 under høj belastning og i krævende miljøer. En anden vigtig egenskab ved Hielschers ultralydsprocessorer er den præcise styring af procesparametrene og den automatiske registrering af data for disse parametre. Dette muliggør reproducerbare resultater og processtandardisering.
Tabellen nedenfor giver en indikation af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet:

Batchvolumen	Volumenstrøm	Anbefalede apparater
1 til 500mL	10 til 200mL/min	UP100H
10 til 2000mL	20 til 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 til 20L	0,2 til 4L/min	UIP2000hdT
10 til 100L	2 til 10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 til 100L/min	UIP16000
n.a.	større	klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg os!

Relaterede emner

I denne præsentation introducerer vi fremstilling af planteekstrakter. Vi forklarer udfordringerne ved at fremstille planteekstrakter af høj kvalitet, og hvordan et ultralydsapparat kan hjælpe med at overvinde disse udfordringer. Præsentationen viser, hvordan ultralydsekstraktion fungerer. Her beskrives fordelene ved at bruge et ultralydsapparat til ekstraktion, og hvordan en ultralydsekstraktor kan integreres i produktionen af ekstrakter.

Litteratur / Referencer

Li, L., Hou, X., Xu, R., Liu, C., Tu, M. (2017): Research review on the pharmacological effects of astragaloside IV. Fundam Clin Pharmacol, 31: 17-36.
Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Phytochemical Profiling of Sambucus nigra L. Flower and Leaf Extracts and Their Antimicrobial Potential against Almond Tree Pathogens. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.

Værd at vide

Astragalus propinquus

A. propinquus er en asiatisk blomstrende plante, der hovedsageligt findes i Asien, og som også er kendt som Astragalus membranceus, mongolsk astragelrod eller Huang qi. I traditionel kinesisk medicin (TCM) er Astragalus en af de 50 grundlæggende urter. Astragalus er rig på polysaccharider, triterpenoider, isoflavoner (f.eks. kumatakenin, calycosin, formononetin) samt glykosider og malonater. Astragaloside IV er blevet identificeret som et af de vigtigste og primære aktive stoffer i Astragalus membranaceus. Forskning tyder på, at Astragaloside IV har beskyttende virkninger ved fokal cerebral iskæmi/reperfusion, hjerte-kar-sygdom, lungesygdom, levercirrose og diabetisk nefropati. En stigende mængde evidens understøtter indgivelse af Astragaloside IV til behandling af organfibrose, inflammatorisk respons, oxidativt stress og apoptose
Farmakologisk forskning tyder på, at Astragalus membranaceus-ekstrakt, som består af polysaccharider, flavonoider, saponiner og andre fytokemikalier, kan øge telomeraseaktiviteten og har antioxidative, antiinflammatoriske, immunregulerende, kræfthæmmende, lipidsænkende, antihyperglykæmiske, leverbeskyttende, neurobeskyttende, slimløsnende og vanddrivende virkninger.

Telomerer

Telomerer er strukturerne ved kromosomernes ender, der ofte sammenlignes med hætten i enden af et snørebånd. Disse hætters funktion er at forhindre snørebåndet i at trevle op. Telomerer har en lignende beskyttende funktion for enderne af DNA-strengene i kromosomerne. Telomerforkortelse er korreleret med aldring. Telomerer forkortes under celledeling og signalerer til sidst en irreversibel tilstand af vækststop, som kaldes cellulær senescens.
Telomerer er kendetegnet ved en gentaget TTAGGG-sekvens, og de har specifikke tilknyttede proteiner, der samlet betegnes shelterin-proteiner, som spiller en central rolle i kromosomstabilitet, genregulering, kræft og cellulær senescens.

Polysaccharider

Polysaccharider er biomakromolekyler, der består af ti eller flere monosaccharider, hvis struktur og sukkersammensætning varierer. Polysaccharider er polymere kulhydratmolekyler, der består af lange kæder af monosaccharidenheder bundet sammen af glykosidbindinger, og som ved hydrolyse giver de monosaccharider eller oligosaccharider, de består af. Deres struktur spænder fra lineær til stærkt forgrenet. Forskning har vist, at Astragalus-polysaccharider hovedsageligt består af glukose samt rhamnose, galaktose, arabinose, xylose, mannose, glukuronsyre og galakturonsyre.