Hielscher Ultraschalltechnik

Ultraschall-Kaltwasserextraktion von Psilocybin

Die Isolierung von Psilocybin aus frischen und getrockneten Pilzen der Psilocybe-Arten ist bekanntermaßen zeitaufwendig und oft recht ineffizient. Mit der Ultraschall-Extraktion werden Psilocybin, Psilocin, Baeocystin und Norbaeocystin aus frischen und getrockneten Psilocibe-Pilzen schnell extrahiert. Die Ultraschallextraktion durchbricht die Zellwände des Pilzes, so dass die bioaktiven Substanzen vollständig freigesetzt werden, so dass ein hocheffizienter und schneller Extraktionsprozess erreicht wird.

Ultraschall-Psilocybin-Extraktion

Die Ultraschallextraktion wird in vielen Industriezweigen wie der Lebensmittel-, pharmazeutischen, kosmetischen und feinchemischen Industrie erfolgreich eingesetzt, um bioaktive Verbindungen und andere Substanzen aus Rohstoffen zu extrahieren und zu isolieren. Die Ultraschalltechnik gilt als hocheffizientes, schnelles, zuverlässiges, sicheres und einfach zu bedienendes sowie umweltfreundliches Extraktionsverfahren. Aufgrund dieser Vorteile übertrifft die ultraschallunterstützte Extraktion (UAE) alternative Extraktionsmethoden. Verbindungen wie Psilocybin, Psilocin, Baeocystin und Norbaeocystin werden bereits erfolgreich mit Hielscher-Ultraschallgeräten extrahiert. Die Ultraschall-Extraktion von psychedelischen Verbindungen führt zu hohen Ausbeuten bei hervorragender Extraktqualität innerhalb eines Turbo-Extraktionsverfahrens. Die Ultraschallextraktion ist mit jedem Lösungsmittel kompatibel und ermöglicht die Herstellung von Vollspektrum-Extrakten.

Ultraschall ist eine schnelle und milde Extraktionsmethode zur Herstellung von hochwertigem Pilzextrakt. In dem Video wird ein UP400St für die Shitake-Extraktion verwendet.

Kaltwasser-Pilzextraktion mit dem Ultraschall-Extraktor UP400St mit 22-mm-Sonde S24d22L2

Ultrasonic probe S24d22L2 at ultrasonic processor UP400St for botanical extraction

Das Ultraschallgerät UP400St ist ein leistungsstarker Extraktor für die Isolierung von Psilocybin aus Pilzen

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Ultraschall-Extraktion – Eine Kaltextraktionstechnik

Bioaktive Verbindungen sind wärmeempfindlich, d.h. sie werden bei hohen Temperaturen abgebaut und zersetzen sich, so dass sie ihre Wirkung und Potenz verlieren. Daher profitieren die meisten botanischen Extraktionen von einer nicht-thermischen Extraktionsmethode, die nicht auf Wärme basiert - ein grundlegendes Arbeitsprinzip. Die Ultraschall-Extraktion ist eine rein mechanische Extraktionstechnik, deren Arbeitsprinzip die Erzeugung von akustischer Kavitation ist.
Was ist Ultraschallkavitation und wie wirkt sie sich auf die Extraktion aus?
Wenn zum Beispiel eine Flüssigkeit mit einer Ultraschallsonde bei 20 kHz beschallt wird, werden 20.000 Schwingungen pro Sekunde in das Medium übertragen. Die Ultraschallwellen durchlaufen die Flüssigkeit, wo sie abwechselnd Hochdruck- (Kompression) / Niederdruckzyklen (Verdünnung oder Ausdehnung) erzeugen. Während des Niederdruck-Vakuumzyklus entstehen in der Flüssigkeit winzige Vakuumblasen oder Hohlräume, die über mehrere Druckzyklen wachsen. Während der Kompressionsphase der Flüssigkeit und der Blasen ist der Druck positiv, während die Verdünnungsphase ein Vakuum (Unterdruck) erzeugt. Während der Kompressions-Expansions-Zyklen wachsen die Hohlräume in der Flüssigkeit, bis sie eine Größe erreichen, bei der sie keine Energie mehr aufnehmen können. An diesem Punkt implodieren sie heftig. Die Implosion dieser Hohlräume führt zu verschiedenen hochenergetischen sonomechanischen Effekten, die als Phänomen der akustischen / Ultraschall-Kavitation bekannt sind. Während der Implosion von Ultraschall-Kavitationsblasen entstehen in der beschallten Flüssigkeit extrem energiedichte Kräfte wie hohe Scherung, Flüssigkeitsströmungen und Turbulenzen. Diese Kavitationskräfte durchbrechen die Zellwände pflanzlicher Gewebe und setzen die intrazellulären Verbindungen frei, darunter bioaktive Substanzen wie die Halluzinogene Psilocybin, Psilocin, Baeocystin und Norbaeocystin aus Pilzarten. Die abwechselnden Hochdruck-/Niederdruckzyklen fördern auch intensive Stoffaustauschraten, was zu der durch Beschallung erzielten überlegenen Extraktionsausbeute führt. Die Ultraschallextraktion kann den gesamten Wirkstoffgehalt aus den Pflanzen freisetzen.

Ultraschall-Psilocybin-Extraktion: Schritt-für-Schritt

Sie können Psilocybin und andere bioaktive Substanzen aus Pilzen extrahieren, indem Sie Wasser, Ethanol oder 200-prozentigen Ethylalkohol als Lösungsmittel verwenden.
Schneiden Sie die frischen oder getrockneten Psilocybin-Pilze in kleine Stücke und Stücke. Sie können Kappen und Stiele verwenden. Beide enthalten die psychoaktiven Verbindungen, jedoch sind die Kappen durchweg reicher an Psilocybin. Die Sporen enthalten kein Psilocybin.
Legen Sie die gehackten Champignons in einen Glasbecher und füllen Sie ihn mit kaltem Wasser.
Optional können Sie den Glasbecher in ein Eisbad stellen, um die Prozesstemperatur so kalt wie möglich zu halten.
Der beschallte Schlamm färbt sich blau mit blauem Wasser, das extrahiertes Psilocybin aus den Pilzfrüchten enthält.
Trennen Sie die Pilzstücke und Rückstände durch Abseihen oder Filtern. Optional kann das Pilzmaterial für einen zweiten Extraktionslauf mit Wasser oder Ethanol vor der Filtration bewahrt werden.
Verwenden Sie ein Verdampfungssystem, um das Lösungsmittel zu entfernen. 1 bis 2 Gramm getrocknete Magic Mushrooms sollten in ca. 1cc des endgültigen Extraktes ergeben. Da es sich bei Pilzen um ein Naturprodukt handelt, kann der Gehalt an psychedelischen Substanzen variieren.
Füllen Sie den endgültigen Extrakt in einen dunklen Glasbehälter oder ein Fläschchen und bewahren Sie ihn im Gefrierschrank auf.
Durch einen optionalen Kristallisationsschritt kann die Haltbarkeit des Psilocybin-Extraktes weiter verlängert werden.

Ultrasonic extractor UP400St (400 watts, 24kHz) for the extraction of psilocybin, psilocin, baeocystin and norbaeocystin from mushrooms

UP400St – einen 400 Watt starken Ultraschallsonden-Extraktor für die Extraktion von Psilocybin aus Pilzen

Vorteile der Ultraschallextraktion

  • vollständigere Extraktion
  • Höhere Erträge
  • schnelles Verfahren
  • Kaltextraktion / Nicht-thermischer Prozess
  • Kompatibel mit allen Lösungsmitteln
  • einfach und sicher zu bedienen
  • Geringer Wartungsaufwand

Psilocybin-haltige Pilze

The most well-known psilocybin-containing mushroom is the species Psilocybe cubensis. Ultrasonic extraction is used to extract full-spectrum extracts from mushrooms.Psilocybin ist in mehr als 200 Pilzarten der vier Pilzgattungen Conocybe zu finden. Panaeolus, Psilocybe, Stropharia, die alle für die Extraktion des Wirkstoffs Psilocybin mittels Ultraschall geeignet sind. Im Allgemeinen weisen Pilze, die Psilocybin enthalten, die folgenden Eigenschaften auf: Sie haben dunkle Sporen, sind Lamellen-/Kiemenpilze, wachsen meist in humusreichem Boden auf Wiesen und in Wäldern tropischer und subtropischer Regionen und zeigen blaue Flecken, die durch eine Oxidationsreaktion entstehen, wenn der Pilz gehandhabt oder beschädigt wird.
Die bekannteste psilocybinhaltige Pilzart ist Psilocybe cubensis, die zwei psychoaktive Verbindungen, Psilocybin und Psilocin, enthält. Psilocybe cubensis, allgemein bekannt als Pilze, Magic Mushrooms, Golden Tops, Würfel oder Goldkappen, gehört zur Pilzfamilie Hymenogastraceae und war früher als Stropharia cubensis bekannt. Da er weit verbreitet und leicht zu kultivieren ist, ist Psilocybe cubensis die bekannteste pscilocybinhaltige Pilzart.
Psilocybe cubensis ist wahrscheinlich am bekanntesten für seine hallugcinogenen Wirkungen, die hauptsächlich durch die aktiven Verbindungen verursacht werden, die nach der Einnahme psychedelische Erfahrungen auslösen. Seine 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 der Ultraschall-Extraktionssysteme

Die Vorteile der Ultraschallextraktion liegen in der hohen Extraktionsausbeute an psychedelischen Verbindungen (z.B. Psilocybin, Psilocin, Baeocystin, Norbaeocystin), der freien Wahl des Lösungsmittels (z.B. Wasser, Ethanol, Wasser-Alkohol-Gemisch etc.) sowie der einfachen und sicheren Bedienung. Aufgrund der intensiven mechanischen Kräfte der Beschallung reichen in der Regel ökologische und milde Lösungsmittel wie Wasser, Ethanol etc. aus, um eine außerordentliche Extraktionsrate und Ausbeute zu erzielen. Im Ergebnis verkürzt die Ultraschallextraktion die Extraktionszeit und ermöglicht einen reduzierten Einsatz von Lösungsmitteln oder die Verwendung milderer, schonenderer Lösungsmittel. Dies bedeutet, dass die Ultraschallextraktion sowohl höhere Extraktionsraten als auch gesündere Extrakte (z.B. Kaltwasserextrakte) ermöglicht. Da die Prozesstemperatur während der Beschallung genau kontrolliert werden kann, wird eine thermische Zersetzung der Extrakte durch zu hohe Temperaturen sowie die Verdampfung der Substanzen vermieden.

Hochentwickelte Ultraschallgeräte für die Pilzextraktion

Das Produktportfolio von Hielscher Ultrasonics umfasst die gesamte Palette von Hochleistungs-Ultraschall-Absaugern von klein bis groß. Zusätzliches Zubehör ermöglicht die einfache Montage der für Ihren Prozess am besten geeigneten Ultraschall-Absauger-Konfiguration. Die optimale Beschallungskonfiguration hängt von der geplanten Kapazität, dem Volumen, dem Rohmaterial, der Charge oder dem Inline-Prozess und der Zeitachse ab. Unser langjährig erfahrenes, gut geschultes Personal wird Ihnen den am besten geeigneten Ultraschall-Extraktor empfehlen und Sie während der Einrichtungsphase Ihres Champignon-Extraktionsprozesses unterstützen.

Ultraschall-Extraktion – Batch und Inline

Ultraschallprozessor UIP4000hdT, ein 4kW starker Ultraschall-ReaktorHielscher-Ultraschallgeräte können für Batch- und kontinuierliche Durchflussverarbeitung eingesetzt werden. Abhängig von Ihrem Prozessvolumen und Ihrem stündlichen Durchsatz kann bei höheren Verarbeitungsmengen eine Inline-Verarbeitung empfohlen werden. Während das Chargieren großer Mengen zeit- und arbeitsintensiv ist, bietet sich ein kontinuierliches Inline-Mischverfahren an, da es effizienter und schneller ist und deutlich weniger Arbeitsaufwand erfordert. Hielscher Ultrasonics hat die am besten geeignete Extraktionsanordnung für Ihr Extraktionsvolumen und Ihre Prozessziele.

Ultraschall-Extraktoren für jede Produktkapazität

Die Produktpalette von Hielscher Ultrasonics deckt das gesamte Spektrum der Ultraschallprozessoren ab, von kompakten Labor-Ultraschallgeräten über Tisch- und Pilotsysteme bis hin zu vollindustriellen Ultraschallprozessoren mit der Kapazität zur Bearbeitung von LKW-Ladungen pro Stunde. Die vollständige Produktpalette ermöglicht es uns, Ihnen den für Ihr Rohmaterial, Ihre Prozesskapazität und Ihre Produktionsziele am besten geeigneten Ultraschall-Absauger anzubieten.
Ultraschall-Tischsysteme sind ideal für Machbarkeitstests und Prozessoptimierung. Das lineare Scale-up auf der Grundlage etablierter Prozessparameter macht es sehr einfach, die Verarbeitungskapazitäten von kleineren Losen bis hin zur vollständig kommerziellen Produktion zu erhöhen. Das Up-Scaling kann entweder durch die Installation einer leistungsfähigeren Ultraschall-Absaugeinheit oder durch die Bündelung mehrerer Ultraschallgeräte parallel erfolgen. Mit dem UIP16000 bietet Hielscher den weltweit leistungsstärksten Ultraschall-Absauger an.

Präzise kontrollierbare Amplituden für optimale Ergebnisse

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Alle Hielscher-Ultraschallgeräte sind präzise steuerbar und damit zuverlässige Arbeitspferde in der Produktion. Die Amplitude ist einer der entscheidenden Prozessparameter, die die Effizienz und Effektivität der Ultraschall-Extraktion von bioaktiven Phytonährstoffen und halluzinogenen Verbindungen aus pflanzlichen Rohstoffen beeinflussen. Rohmaterial wie z.B. weiche frische Pilze erfordern eine mildere Beschallung und niedrigere Amplitudeneinstellungen, während getrocknete Pilze möglicherweise eine Beschallung mit höheren Amplituden erfordern, um den intrazellulären Inhalt freizusetzen. Alle Hielscher-Ultraschall‘ Prozessoren ermöglichen die präzise Einstellung der Amplitude. Sonotroden und Booster-Hörner sind Zubehörteile, die es erlauben, die Amplitude in einem noch größeren Bereich zu verändern. Die industriellen Ultraschallprozessoren von Hielscher können sehr hohe Amplituden erzeugen und liefern die erforderliche Ultraschallintensität für anspruchsvolle Anwendungen. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos im 24/7-Betrieb kontinuierlich betrieben werden.
Präzise Amplitudeneinstellungen und die permanente Überwachung der Ultraschallprozessparameter über eine intelligente Software geben Ihnen die Möglichkeit, Ihre Seeds unter den effektivsten Ultraschallbedingungen zu behandeln. Optimale Beschallung für beste Extraktionsergebnisse!
Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht einen 24/7-Betrieb bei hoher Beanspruchung und in anspruchsvollen Umgebungen. Das macht die Ultraschallgeräte von Hielscher zu einem zuverlässigen Arbeitsgerät, das Ihre Absauganforderungen erfüllt.

Einfache, risikofreie Tests

Ultraschallprozesse können vollständig linear skaliert werden. Das bedeutet, dass jedes Ergebnis, das Sie mit einem Labor- oder Benchtop-Ultraschallgerät erzielt haben, auf exakt die gleiche Leistung mit den exakt gleichen Prozessparametern skaliert werden kann. Dadurch eignet sich Ultraschall ideal für risikofreie Machbarkeitsprüfungen, anschließende Prozessoptimierung sowie die Implementierung in die kommerzielle Fertigung. Kontaktieren Sie uns, um zu erfahren, wie Ultraschall Ihre Keimrate und -qualität steigern kann.

Höchste Qualität – entwickelt und hergestellt in Deutschland

Als familiengeführtes Unternehmen setzt Hielscher auf höchste Qualitätsstandards für seine Ultraschallprozessoren. Alle Ultraschallgeräte werden in unserem Hauptsitz in Teltow bei Berlin entwickelt, hergestellt und gründlich getestet. Robustheit und Zuverlässigkeit machen Hielscher Ultraschallgeräte zu einer zuverlässigen Technologie in Ihrer Produktion. Der 24/7-Betrieb unter Volllast und in anspruchsvollen Umgebungen ist ein selbstverständliches Merkmal der Hielscher Hochleistungsmischer.

Sie können den Hielscher Ultraschallprozessor in jeder beliebigen anderen Größe und exakt auf Ihre Prozessanforderungen der Pilzextraktion konfiguriert kaufen. Von der Behandlung von Pilzen in einem kleinen Laborbecher bis hin zur kontinuierlichen Durchflussmischung von Pilzschlämmen auf industrieller Ebene bietet Hielscher Ultrasonics das passende Ultraschallgerät für Sie! Bitte kontaktieren Sie uns – wir empfehlen Ihnen gerne den idealen Ultraschallaufbau!
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
1 bis 500ml 10 bis 200ml/min UP100H
10 bis 2000ml 20 bis 400ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 bis 20l 0,2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000hdT
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren für Mischanwendungen, Dispergierung, Emulgierung und Extraktion im Labor-, Pilot- und Industriemaßstab her.

Literatur / Literaturhinweise

  • Mason, N.L; Mischler, E.; Uthaug, M.V.; Kuypers, K.P.C. (2019) Sub-Acute Effects of Psilocybin on Empathy, Creative Thinking, and Subjective Well-Being, Journal of Psychoactive Drugs 2019.
  • Pedersen-Bjergaard, S.; Sannes, E.; Rasmussen, K.E.; Tønnesen, F. (1997): Determination of psilocybin in Psilocybe semilanceata by capillary zone electrophoresis. Journal of Chromatography B, 694; 1997. 375–381.
  • Stamets, P. (1996): Psilocybin Mushrooms of the World. 1996



Wissenswertes

Magic Mushrooms

Pilze, welche psychotrope / psychedelische Substanzen wie Psilocybin, Psilocin und Baeocystin enthalten, sind als unter den Begriffen psychedelische Pilze, Magic Mushrooms, Magic Truffles oder Shrooms bekannt. Es sind mehr als 180 Pilzarten bekannt, die Psilocybin oder dessen Derivat Psilocin enthalten.
Psilocybin-Pilze gelten in vielen Ländern, z.B. USA, Kanada, Europa, Indien, als illegale Substanz und sind daher verboten. In den USA werden sie als "Schedule I Controlled Substance" eingestuft, obwohl seit Kurzem die FDA und DEA einige kleine, stark kontrollierten Studien am Menschen durchführt, in denen das Potenzial von Psilocybin für den Einsatz als medizinisch und psychiatrisch zugelassenes Medikament untersucht wird. Die Effekte von Psilocybin und anderen Psychedelika wurden bereits auf ihre Wirkweise und den möglichen Einsatz zur Behandlung von Erkrankungen wie Cluster-Kopfschmerzen, Stimmungsstörungen und Sucht erforscht.

Arten

Der Psilocybe cubensis ist einer der beliebtesten Magic Mushrooms mit einer durchschnittlichen Psilocybin-Konzentration von ca. 0,63% Psilocybin und 0,60% Psilocin in Pilzen, die in getrockneter Form vorliegen. Indoor-gezüchtete Pilze weisen häufig höhere Konzentrationen ihrer Wirkstoffe auf.

Psilocibe Arten % Psilocybin % Psilocin % Baeocystin
P. azurenscents 1,78 0.38 0.35
P. bohemica 1,34 0.11 0.02
P. semilanceata 0.98 0.02 0.36
P. baeocystis 0.85 0.59 0.10
P. cyanescens 0.85 0.36 0.03
P. tampanensis 0.68 0.32 n.a.
P. cubensis 0.63 0.60 0.025
P. weilii 0.61 0.27 0.05
P. hoogshagenii 0.60 0.10 n.a.
P. stuntzii 0.36 0.12 0.02
P. cyanofibrillosa 0.21 0.04 n.a.
P. liniformans 0.16 n.a. 0.005

Psilocybin

Psilocybin ist eine psychotrope, halluzinogene Substanz, die in Pilzen der Gattungen Psilocybe, Panaeolina, Panaeolus, Copelandia, Conocybe, Gymnopilus, Stropharia und Pluteus vorkommt und als Betäubungsmittel eingestuft wird.
Neben Psilocybin, sind in Magic Mushrooms zwei weitere pychotrope Substanzen - Psilocin und Baeocystin, vorhanden.
Der Wirkungsgrad von Pilzen kann sehr unterschiedlich ausfallen, da Pilze ein Naturprodukt sind und sich entsprechend ihrer Umwelt entwickeln. Dementsprechend fällt auch der Anteil an psychotropen Substanzen unterschiedlich aus. Auch die verschiedenen Teile eines Pilzes unterscheiden sich in ihrer Wirksamkeit (z.B. können Kappe und Stiel eine unterschiedliche Konzentration der psychoaktiven Verbindungen aufweisen). Aufgrund dieser natürlichen Schwankungen können Mazeration, Homogenisierung und Ultraschallextraktion durch die Herstellung reiner Extrakte dazu beitragen, das Risiko unerwartet starker (oder schwacher) Dosen von Psilocybin zu reduzieren.
Verwendung und Effekte: Nach der Verabreichung von Psilocybin berichteten die Versuchspersonen von zahlreichen subjektiven Effekten, welche Gefühlen der Orientierungslosigkeit, Lethargie, Schwindel, Euphorie, Freude und Depressionen umfassen. Etwa ein Drittel der Nutzer empfindet Angst oder Paranoia. Niedrige Dosen des Medikaments können halluzinatorische Effekte, Halluzinationen mit geschlossenen Augen und/oder Synästhesie (die Erfahrung von taktilen Empfindungen beim Betrachten von Farben) hervorrufen. In höheren Dosen kann Psilocybin die Intensivierung affektiver Reaktionen, eine verbesserte Fähigkeit zur Selbstbeobachtung, den Rückfall in primitives und kindliches Denken und die Aktivierung lebendiger Gedächtnisspuren bewirken. Visuelle Halluzinationen mit offenen Augen sind weit verbreitet und können sehr detailliert sein, obwohl sie selten mit der Realität verwechselt werden.
Anekdotische Berichte sowie neuere Studien deuten darauf hin, dass eine einzige Verabreichung von Psilocybin das reative Denken und Einfühlungsvermögen verbessern kann und daher eine mögliche Behandlung von kognitivem und sozialem Verhalten sein könnte. Ergebnisse der Studie „Kreatives Denken und Einfühlungsvermögen“ (Mason et al. 2019) deuten darauf hin, dass Psilocybin das divergente Denken und die emotionale Empathie am Morgen nach dem Gebrauch erhöht. Verbesserungen im konvergenten Denken, valenzspezifisches emotionales Mitgefühl und Wohlbefinden blieben sieben Tage nach der Anwendung erhalten. Subakute Veränderungen in der Empathie korrelierten mit Veränderungen im Wohlbefinden. Die Studie zeigt, dass eine einzige Verabreichung von Psilocybin in einem sozialen Umfeld mit einer subakuten Verbesserung des kreativen Denkens, des Empathie und des subjektiven Wohlbefindens verbunden sein kann.