Ultraschall-gestützte Kaltwasserextraktion von Psilocybin

Die Isolierung von Psilocybin aus frischen und getrockneten Zauberpilzen, z.B. Psilocybe-Arten, ist bekanntermaßen zeitaufwendig und oft recht ineffizient. Mit der Ultraschallextraktion werden Psilocybin, Psilocin, Baeocystin und Norbaeocystin schnell aus frischen und getrockneten Psilocibe-Pilzen extrahiert. Die Ultraschallextraktion bricht die Zellwände der Pilze auf, sodass die bioaktiven Substanzen vollständig freigesetzt werden und ein hocheffizienter und schneller Extraktionsprozess erreicht wird.

Ultraschallextraktion von Psilocybin

Die Ultraschallextraktion von Psilocybin ist hocheffizient und übertrifft alternative Extraktionsverfahren durch hohe Ausbeuten, kurze Extraktionszeiten sowie eine einfache und sichere Bedienung. Als hocheffizientes, schnelles, zuverlässiges und umweltfreundliches Extraktionsverfahren wird die Ultraschallextraktion zur Gewinnung zahlreicher bioaktiver Verbindungen aus Pflanzen und Pilzen eingesetzt. Ultraschallgeräte von Hielscher werden bereits vielfach zur Extraktion bioaktiver Verbindungen aus Zauberpilzen eingesetzt, darunter Halluzinogene wie Psilocybin, Psilocin, Baeocystin und Norbaeocystin. Die Ultraschallextraktion psychedelischer Verbindungen liefert in einem Turboextraktionsverfahren hohe Ausbeuten bei hervorragender Extraktqualität. Die Ultraschallextraktion ist mit jedem Lösungsmittel kompatibel und ermöglicht die Herstellung von Vollspektrumextrakten.

Ultraschallextraktion – schonende Kaltextraktion von Pilzinhaltsstoffen

Viele bioaktive Verbindungen sind hitzeempfindlich. Das bedeutet, dass sie bei hohen Temperaturen abgebaut werden und sich zersetzen, sodass sie ihre Wirkung und Wirksamkeit verlieren. Daher profitieren die meisten Verfahren zur Isolierung sekundärer Metaboliten aus Pflanzen und Pilzen von einem nichtthermischen Extraktionsverfahren, dessen grundlegendes Wirkprinzip nicht auf Wärme beruht. Die Ultraschallextraktion ist ein rein mechanisches Verfahren, dessen Wirkprinzip auf der Erzeugung akustischer Kavitation beruht.

Was ist Ultraschallkavitation und wie beeinflusst sie die Extraktion?

Wenn eine Flüssigkeit mit einer Sonotrode bei 20 kHz beschallt wird, werden 20.000 Schwingungen pro Sekunde in das Medium übertragen. Die Ultraschallwellen breiten sich durch die Flüssigkeit aus und erzeugen dabei abwechselnde Hochdruckphasen (Kompression) und Niederdruckphasen (Verdünnung oder Expansion). Während der Niederdruckphase entstehen in der Flüssigkeit winzige Vakuumblasen oder Hohlräume, die über mehrere Druckzyklen hinweg wachsen. Während der Kompressionsphase der Flüssigkeit und der Blasen ist der Druck positiv, während die Verdünnungsphase ein Vakuum (Unterdruck) erzeugt. Während der Kompressions- und Expansionszyklen wachsen die Hohlräume in der Flüssigkeit, bis sie eine Größe erreichen, bei der sie keine weitere Energie aufnehmen können. An diesem Punkt implodieren sie heftig. Die Implosion dieser Hohlräume führt zu verschiedenen hochenergetischen sonomechanischen Effekten, die als Phänomen der akustischen Kavitation beziehungsweise Ultraschallkavitation bekannt sind. Während der Implosion der Ultraschallkavitationsblasen entstehen in der beschallten Flüssigkeit Kräfte mit extrem hoher Energiedichte, etwa hohe Scherkräfte, Flüssigkeitsströmungen und Turbulenzen. Diese Kavitationskräfte brechen pflanzliche Zellwände auf und setzen die intrazellulären Verbindungen frei, darunter bioaktive Substanzen wie die Halluzinogene Psilocybin, Psilocin, Baeocystin und Norbaeocystin aus Pilzarten. Die abwechselnden Hochdruck- und Niederdruckphasen fördern außerdem hohe Stofftransportraten, was zu der durch Beschallung erzielten überlegenen Extraktionsausbeute führt. Mittels Ultraschallextraktion lässt sich nahezu die gesamte Menge der in Pflanzen und Pilzen enthaltenen Wirkstoffe isolieren.

Ultraschallextraktion von Psilocybin: Schritt-für-Schritt-Protokoll

• Sie können Psilocybin und andere bioaktive Substanzen aus Pilzen extrahieren, indem Sie Wasser, Ethanol oder Ethylalkohol mit 200 Proof als Lösungsmittel verwenden.
• Zerkleinern Sie die frischen oder getrockneten psilocybinhaltigen Pilze in kleine Stücke. Sie können Hüte und Stiele verwenden. Beide enthalten die psychoaktiven Verbindungen, wobei die Hüte durchweg einen höheren Psilocybingehalt aufweisen. Die Sporen enthalten kein Psilocybin.
• Geben Sie die zerkleinerten Pilze in ein Becherglas und füllen Sie es mit kaltem Wasser.
  Optional können Sie das Becherglas in ein Eisbad stellen, um die Prozesstemperatur möglichst niedrig zu halten.
• Beschallen Sie das Gemisch aus Pilzen und Lösungsmittel mit einer Sonotrode. Je nach Volumen ist der UP100H oder der UP400St eine gute Wahl. Unser technisches Team empfiehlt Ihnen das ideale Ultraschallgerät für Ihren Extraktionsprozess und nennt Ihnen Prozessparameter wie Amplitudeneinstellung und Beschallungsdauer.
• Die beschallte Suspension färbt sich blau. Das blaue Wasser enthält extrahiertes Psilocybin aus den Fruchtkörpern der Pilze.
• Trennen Sie die Pilzstücke und Rückstände durch Abseihen oder Filtrieren ab. Optional können Sie das bei der Filtration zurückgehaltene Pilzmaterial für einen zweiten Extraktionsdurchgang mit Wasser oder Ethanol aufbewahren.
• Verwenden Sie ein Verdampfungssystem, um das Lösungsmittel zu entfernen. 1 bis 2 Gramm getrocknete Zauberpilze sollten etwa 1 cc fertigen Extrakt ergeben. Da Pilze ein Naturprodukt sind, kann der Gehalt an psychedelischen Substanzen variieren.
• Durch einen optionalen Kristallisationsschritt lässt sich die Haltbarkeit des Psilocybinextrakts weiter verlängern.
• Füllen Sie den fertigen Extrakt in einen Behälter oder ein Fläschchen aus dunklem Glas und lagern Sie ihn im Gefrierschrank.

Mittels Ultraschall extrahierte bioaktive Verbindungen können filtriert und mit einem Rotationsverdampfer weiter konzentriert werden. Das Bild zeigt einen mittels Ultraschall gewonnenen Chaga-Pilzextrakt.

Warum eignet sich ein Ultraschallgerät mit Sonotrode am besten für die Pilzextraktion?

Die Ultraschallbehandlung ist ein Verfahren, bei dem hochfrequente Schallwellen verwendet werden, um Kavitationsblasen in einer Flüssigkeit zu erzeugen. Wenn diese Blasen kollabieren, entstehen lokal intensive Scherkräfte, die Zellen aufbrechen und deren Inhalt in die Flüssigkeit freisetzen können.
Bei der Pilzextraktion kann die Ultraschallbehandlung eingesetzt werden, um die Zellwände der Pilze aufzubrechen und ihre bioaktiven Verbindungen in ein Lösungsmittel freizusetzen. Es gibt zwei Arten von Ultraschallgeräten: Ultraschallbäder und Geräte mit Sonotrode.
Bei einem Ultraschallbad wird die Probe in einen mit Lösungsmittel gefüllten Behälter gegeben, und relativ schwache Ultraschallwellen wirken auf den gesamten Behälter ein. Dieses Verfahren gilt als recht ineffektiv, da ein Ultraschallbad die Ultraschallenergie ungleichmäßig und mit geringer Intensität verteilt. Da die Pilzprobe in einem Ultraschallbad indirekt beschallt wird, können die Ultraschallwellen nicht tief in die Probe eindringen. Die Ultraschallwellen müssen die Gefäßwände durchdringen, bevor sie auf das Pilzmaterial treffen. Dadurch werden die ohnehin schon schwachen Ultraschallwellen des Ultraschallbads noch weiter abgeschwächt.
Ein Ultraschallgerät mit Sonotrode ist hingegen mit einem Titanstab ausgestattet – der sogenannten Sonotrode –, die direkt in die Probe eingetaucht werden kann und eine gezieltere, örtlich begrenzte Einwirkung der Ultraschallenergie ermöglicht. Dies führt zu einem deutlich effizienteren Zellaufschluss und einer effizienteren Extraktion bioaktiver Verbindungen, insbesondere in dichten oder schwer zugänglichen Bereichen der Probe.

Chitin ist ein Polysaccharid, das einen Hauptbestandteil der Zellwände vieler Pilze, einschließlich Großpilzen, bildet. Chitin ist ein zähes und starres Material, das sich mit herkömmlichen Extraktionsverfahren nur schwer aufbrechen lässt.
Die Ultraschallbehandlung kann Chitin wirksam aufbrechen und die bioaktiven Verbindungen freisetzen, die in den Zellwänden der Pilze eingeschlossen sind. Allerdings ist die hohe Intensität der Beschallung mit einer Sonotrode erforderlich, da das Chitin in den Zellwänden ein relativ zähes Material ist. Die gezielte und örtlich begrenzte Einwirkung der Ultraschallenergie durch ein Ultraschallgerät mit Sonotrode stellt sicher, dass das Chitin einer ausreichenden Energiemenge ausgesetzt wird, um aufgebrochen zu werden.
Außerdem kann die Sonotrode in verschiedene Bereiche der Probe bewegt werden, wodurch eine zusätzliche Makrodurchmischung entsteht, die sicherstellt, dass alle Teile des Pilzes ausreichend beschallt werden. Dies ist besonders wichtig bei Pilzen mit dicken Zellwänden oder dichten Strukturen, bei denen es schwierig sein kann, mit anderen Verfahren eine vollständige Extraktion zu gewährleisten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die hohe Intensität der Beschallung mit einer Sonotrode notwendig ist, um das Chitin in den Pilzzellwänden aufzubrechen und die bioaktiven Verbindungen freizusetzen. Die gezielte und örtlich begrenzte Einwirkung der Ultraschallenergie durch ein Ultraschallgerät mit Sonotrode stellt sicher, dass das Chitin ausreichend beschallt wird, was zu einer effizienteren und gründlicheren Extraktion bioaktiver Verbindungen aus den Pilzen führt.
Ein Ultraschallgerät mit Sonotrode gilt im Allgemeinen als effizienter für die Pilzextraktion, da es im Vergleich zu einem Ultraschallbad eine gleichmäßigere und gründlichere Extraktion bioaktiver Verbindungen ermöglichen kann.
Lesen Sie mehr über die Unterschiede zwischen der Behandlung von Flüssigkeiten mit einem Ultraschallgerät mit Sonotrode und einem Ultraschallbad!

Psilocybinhaltige Pilze

Psilocybin kommt in mehr als 200 Pilzarten der vier Pilzgattungen Conocybe einschließlich der Arten Panaeolus, Psilocybe und Stropharia vor, die alle für die Ultraschallextraktion des Wirkstoffs Psilocybin geeignet sind. Im Allgemeinen weisen psilocybinhaltige Pilze folgende Merkmale auf: Sie haben dunkle Sporen, sind Lamellenpilze, wachsen meist auf humusreichen Böden auf Wiesen und in Wäldern tropischer und subtropischer Regionen und zeigen blaue Druckstellen, die durch eine Oxidationsreaktion entstehen, wenn der Pilz angefasst oder beschädigt wird.
Die bekannteste psilocybinhaltige Pilzart ist Psilocybe cubensis, die zwei wichtige psychoaktive Verbindungen enthält: Psilocybin und Psilocin. Psilocybe cubensis ist unter den gebräuchlichen Namen Shrooms, Magic Mushrooms, Golden Tops, Cubes oder Gold Caps bekannt, gehört zur Pilzfamilie Hymenogastraceae und wurde früher als Stropharia cubensis bezeichnet. Aufgrund ihrer weiten Verbreitung und einfachen Kultivierbarkeit ist Psilocybe cubensis die bekannteste psilocybinhaltige Pilzart.
Psilocybe cubensis ist vor allem für seine halluzinogenen Verbindungen bekannt, die nach der Einnahme psychedelische Erfahrungen auslösen. Diese wichtigsten psychoaktiven Verbindungen sind:

• Psilocybin (4-Phosphoryloxy-N,N-dimethyltryptamin)
• Psilocin (4-Hydroxy-N,N-dimethyltryptamin)
• Baeocystin (4-Phosphoryloxy-N-methyltryptamin)
• Norbaeocystin (4-Phosphoryloxytryptamin)

Vorteile von Ultraschallextraktionssystemen

Die Vorteile der Ultraschallextraktion liegen in der hohen Extraktionsausbeute an psychedelischen Verbindungen (d. h. Psilocybin, Psilocin, Baeocystin und Norbaeocystin), der freien Wahl des Lösungsmittels (z.B. Wasser, Ethanol, Wasser-Alkohol-Gemisch usw.) sowie der einfachen und sicheren Bedienung. Aufgrund der intensiven mechanischen Kräfte der Beschallung reichen umweltfreundliche und milde Lösungsmittel wie Wasser, Ethanol usw. in der Regel aus, um eine außergewöhnliche Extraktionsrate und -ausbeute zu erzielen. Dadurch verkürzt die Ultraschallextraktion die Extraktionszeit und ermöglicht einen geringeren Lösungsmittelverbrauch oder den Einsatz milderer, schonenderer Lösungsmittel. Das bedeutet, dass die Ultraschallextraktion sowohl höhere Extraktionsraten als auch Extrakte von hervorragender Qualität ermöglicht (z.B. Kaltwasserextrakte). Da sich die Prozesstemperatur während der Beschallung präzise regeln lässt, werden sowohl die thermische Zersetzung der Extrakte durch übermäßig hohe Temperaturen als auch das Verdampfen der Substanzen vermieden.

Ausgereifte Ultraschallgeräte für die Pilzextraktion

Das Produktportfolio von Hielscher Ultrasonics umfasst das gesamte Spektrum leistungsstarker Ultraschallextraktoren vom kleinen bis zum großen Maßstab. Ergänzendes Zubehör ermöglicht es, die für Ihren Prozess am besten geeignete Konfiguration des Ultraschallextraktors einfach zusammenzustellen. Die optimale Beschallungskonfiguration hängt von der angestrebten Kapazität, dem Volumen, dem Ausgangsmaterial, dem Chargen- oder Inline-Prozess und dem Zeitplan ab. Unser gut geschultes Team mit langjähriger Erfahrung empfiehlt Ihnen den am besten geeigneten Ultraschallextraktor und unterstützt Sie während der Einführung Ihres Pilzextraktionsprozesses.
Verwenden Sie Ihre Ultraschallgeräte für jede Art der Pflanzenextraktion, einschließlich der Extraktion von Heilkräutern, Alkaloiden (z.B. Nikotin, Ayahuasca, Mitragynin), oder zur Herstellung von spagyrischen Tinkturen.

Sie können Ultraschallprozessoren von Hielscher in unterschiedlichen Größen und exakt auf Ihre Prozessanforderungen bei der Pilzextraktion abgestimmt erwerben. Von der Behandlung von Pilzen in einem kleinen Laborbecherglas bis zum kontinuierlichen Mischen von Pilzsuspensionen im Durchfluss im industriellen Maßstab bietet Hielscher Ultrasonics Ihnen ein geeignetes Ultraschallgerät! Kontaktieren Sie uns – wir empfehlen Ihnen gerne die ideale Ultraschallkonfiguration!
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte:

Präzise regelbare Amplituden für optimale Ergebnisse

Alle Ultraschallgeräte von Hielscher lassen sich präzise regeln und sind dadurch zuverlässige Arbeitstiere in der Produktion. Die Amplitude ist einer der entscheidenden Prozessparameter, die die Effizienz und Wirksamkeit der Ultraschallextraktion bioaktiver Phytonährstoffe und halluzinogener Verbindungen aus Pflanzen beeinflussen. Ausgangsmaterialien wie weiche, frische Pilze benötigen eine schonendere Beschallung und niedrigere Amplitudeneinstellungen, während getrocknete Pilze möglicherweise eine Beschallung mit höheren Amplituden erfordern, um den intrazellulären Inhalt freizusetzen. Alle Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglichen die präzise Einstellung der Amplitude. Sonotroden und Boosterhörner sind Zubehörteile, mit denen sich die Amplitude in einem noch größeren Bereich verändern lässt. Die industriellen Ultraschallprozessoren von Hielscher können sehr hohe Amplituden erzeugen und liefern die für anspruchsvolle Anwendungen erforderliche Ultraschallintensität. Amplituden von bis zu 200 µm lassen sich problemlos im kontinuierlichen 24/7-Betrieb einsetzen.
Präzise Amplitudeneinstellungen und die permanente Überwachung der Ultraschallprozessparameter durch intelligente Software ermöglichen es Ihnen, Ihren Pilzextrakt unter den wirksamsten Ultraschallbedingungen herzustellen. Optimale Beschallung für beste Extraktionsergebnisse!
Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht den 24/7-Betrieb unter hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen. Dadurch sind die Ultraschallgeräte von Hielscher zuverlässige Arbeitsgeräte, die Ihre Extraktionsanforderungen erfüllen.

Einfache, risikofreie Tests

Ultraschallprozesse lassen sich vollständig linear skalieren. Das bedeutet, dass jedes Ergebnis, das Sie mit einem Labor- oder Tischultraschallgerät erzielt haben, bei exakt gleichen Prozessparametern auf einen größeren Maßstab übertragen werden kann und dabei exakt dasselbe Ergebnis liefert. Dadurch eignet sich die Ultraschallbehandlung ideal für risikofreie Machbarkeitstests, die Prozessoptimierung und die anschließende Umsetzung in der kommerziellen Produktion. Kontaktieren Sie uns, um zu erfahren, wie die Beschallung die Ausbeute und Qualität Ihres Pilzextrakts steigern kann.

Höchste Qualität – entwickelt und hergestellt in Deutschland

Als familiengeführtes Unternehmen in Familienbesitz legt Hielscher bei seinen Ultraschallprozessoren größten Wert auf höchste Qualitätsstandards. Alle Ultraschallgeräte werden an unserem Hauptsitz in Teltow bei Berlin in Deutschland entwickelt, gefertigt und gründlich geprüft. Die Robustheit und Zuverlässigkeit der Ultraschallgeräte von Hielscher machen sie zu Arbeitstieren in Ihrer Produktion. Der 24/7-Betrieb unter Volllast und in anspruchsvollen Umgebungen ist eine selbstverständliche Eigenschaft der Hochleistungsultraschallgeräte von Hielscher.