Ultraschallextraktion von Polysacchariden aus der Astragalus Membranaceus-Wurzel
- Die Wurzeln von Astragalus membranceus (auch Astragalus propinquus genannt) enthalten das Saponin Cycloastragenol, das die Telomerase aktivieren und dadurch die Länge der Telomere verlängern kann. Die Länge der Telomere wird mit Langlebigkeit in Verbindung gebracht.
- Die Ultraschallextraktion ist die beste Technik zur Isolierung von Cycloastragenol und anderen lebenswichtigen Phytochemikalien aus Astragalus radix.
- Die Sonikation ist ein nicht-thermisches, mildes und schnelles Verfahren, das die Herstellung hochwertiger Astragalus-Extrakte ermöglicht.
Astragalus-Verbindungen
Die Astragalus-Polysaccharide sind wichtige bioaktive Bestandteile von Astragali Radix, der trockenen Wurzel von Astragalus membranaceus. Die Polysaccharide von Astragali Radix sind in der traditionellen chinesischen Medizin weit verbreitet. Die Wurzeln von Astragalius propinquus, bekannt als Astragali Radix, sind reich an Phytochemikalien wie Polysacchariden, Triterpenoiden (z. B. Astragaloside wie Astragalosid IV), Isoflavonen (z. B. Kumatakenin, Calycosin, Formononetin) sowie Glykosiden und Malonaten. Das Saponin Cycloastragenol, eine in A. propinquus enthaltene Verbindung, kann die Telomerase aktivieren und dadurch die Telomere verlängern. Telomere sind die schützenden „Kappe“ am Ende des DNA-Strangs an den Enden aller Chromosomen. Die Verkürzung der Telomere ist mit dem Altern verbunden. Eine Supplementierung mit der Astragalus-Verbindung Cycloastragenol kann die Telomere verlängern und die Alterung verzögern.
Ultraschall-Extraktion von Phyto-Chemikalien
Die Sonikation ist als Methode zur Intensivierung der Extraktion bekannt. Die Ultraschallkavitation führt zum Aufbrechen der pflanzlichen Zellwand, wodurch die Ausbeute an Polysacchariden erhöht wird. Die Ultraschallextraktion wird erfolgreich zur Extraktion von Astragalus-Polysacchariden eingesetzt, was den Vorteil hat, dass die Extraktionsausbeute erhöht und die Extraktionszeit verkürzt wird.
Die Ultraschallbehandlung kann auf verschiedenes Pflanzenmaterial wie Blätter, Stängel, Blüten und Wurzeln angewendet werden.
Das Ultraschallextraktionsverfahren ist ein nicht-thermisches, schonendes mechanisches Verfahren, das bei einer gezielt gewählten Temperatur betrieben werden kann. Bei ausreichender Kühlung können wärmeempfindliche Stoffe z.B. durch Ultraschall-Kaltwasserextraktion isoliert werden. Bei der Beschallung können Wasser oder Lösungsmittel als Flüssigkeit verwendet werden. Dies ermöglicht eine optimale Anpassung der Extraktionsbedingungen an die Zielverbindungen.
- höhere Ausbeute
- hohe Qualität
- schnelle Extraktion
- Mildes, nicht-thermisches Verfahren
- Wasser oder Lösungsmittel
- Einfach & sicherer Betrieb
Astragalus membranaceus
Hochleistungs-Ultraschallgeräte für die botanische Extraktion
Die Extraktionsgeräte von Hielscher Ultrasonics werden weltweit zur Herstellung hochwertiger Extrakte aus Pflanzen eingesetzt. Mit Ultraschall extrahierte Phyto-Chemikalien werden wegen ihrer medizinischen Wirkung und ihres gesundheitlichen Nutzens in der Pharma-, Supplement- und Lebensmittelindustrie eingesetzt. Hielscher bietet das gesamte Spektrum von kleinen Labor-Ultraschallgeräten bis hin zu industriellen Ultraschallsystemen für die kommerzielle Inline-Produktion. Die Robustheit der Hielscher-Ultraschallgeräte ermöglicht einen 24/7-Betrieb bei hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Hielscher-Ultraschallprozessoren ist die präzise Steuerung der Prozessparameter und die automatische Datenaufzeichnung dieser Parameter. Dies ermöglicht reproduzierbare Ergebnisse und eine Standardisierung der Prozesse.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:
| 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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Literatur / Literaturhinweise
- 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.
Wissenswertes
Astragalus propinquus
A. propinquus ist eine asiatische Blütenpflanze, die hauptsächlich in Asien vorkommt und auch als Astragalus membranceus, mongolische Milchwickenwurzel oder Huang qi bekannt ist. In der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM) gehört der Astragalus zu den 50 grundlegenden Kräutern. Astragalus ist reich an Polysacchariden, Triterpenoiden, Isoflavonen (z.B. Kumatakenin, Calycosin, Formononetin) sowie an Glykosiden und Malonaten. Das Astragalosid IV wurde als einer der wichtigsten und wichtigsten Wirkstoffe von Astragalus membranaceus bestimmt. Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass Astragalosid IV schützende Wirkungen bei fokaler zerebraler Ischämie/Reperfusion, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Lungenerkrankungen, Leberzirrhose und diabetischer Nephropathie hat. Immer mehr Beweise unterstützen die Verabreichung von Astragalosid IV bei der Behandlung von Organfibrose, Entzündungsreaktion, oxidativem Stress und Apoptose.
Pharmakologische Untersuchungen zeigen, dass der Extrakt aus Astragalus membranaceus, der aus Polysacchariden, Flavonoiden, Saponinen und anderen Phytochemikalien besteht, die Telomerase-Aktivität erhöhen kann und antioxidative, entzündungshemmende, immunregulatorische, krebshemmende, hypolipidämische, antihyperglykämische, hepatoprotektive, neuroprotektive, schleimlösende und harntreibende Wirkungen hat.
Telomere
Telomere sind die Strukturen an den Enden der Chromosomen, die oft mit der Kappe am Ende eines Schnürsenkels verglichen werden. Ihre Funktion besteht darin, das Ausfransen des Schnürsenkels zu verhindern. Telomere haben eine ähnliche Schutzfunktion für die Enden der DNA-Stränge in Chromosomen. Die Verkürzung der Telomere hängt mit dem Alterungsprozess zusammen. Telomere verkürzen sich während der Zellteilung und signalisieren schließlich einen irreversiblen Zustand des Wachstumsstillstands, der als zelluläre Seneszenz bezeichnet wird.
Telomere sind durch eine sich wiederholende TTAGGG-Sequenz gekennzeichnet und verfügen über spezifische assoziierte Proteine, die als Shelterin-Proteine bezeichnet werden und eine Schlüsselrolle bei der Chromosomenstabilität, der Genregulierung, Krebs und der zellulären Seneszenz spielen.
Polysaccharide
Polysaccharide sind Biomakromoleküle, die aus zehn oder mehr Monosacchariden bestehen, deren Struktur und Zuckerzusammensetzung variieren. Polysaccharide sind polymere Kohlenhydratmoleküle, die aus langen Ketten von Monosaccharideinheiten bestehen, die durch glykosidische Bindungen miteinander verbunden sind und bei der Hydrolyse die einzelnen Monosaccharide oder Oligosaccharide ergeben. Ihre Struktur reicht von linear bis stark verzweigt. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Polysaccharide von Astragalus hauptsächlich aus Glukose bestehen, aber auch aus Rhamnose, Galaktose, Arabinose, Xylose, Mannose, Glukuronsäure und Galakturonsäure.