Ultraschallextraktion von Polysacchariden aus der Wurzel von Astragalus membranaceus
- Die Wurzeln von Astragalus membranceus (auch Astragalus propinquus genannt) enthalten das Saponin Cycloastragenol, das möglicherweise die Telomerase aktiviert und dadurch die Telomere verlängert. Die Telomerlänge steht mit Langlebigkeit in Zusammenhang.
- Die Ultraschallextraktion ist das überlegene Verfahren zur Isolierung von Cycloastragenol und anderen wichtigen sekundären Pflanzenstoffen aus Astragalus radix.
- Die Beschallung ist ein nichtthermisches, schonendes und schnelles Verfahren, das die Herstellung hochwertiger Astragalus-Extrakte ermöglicht.
Inhaltsstoffe von Astragalus
Die Astragalus-Polysaccharide sind wichtige bioaktive Bestandteile von Astragali Radix, der getrockneten Wurzel von Astragalus membranaceus. Die Polysaccharide von Astragali Radix werden in der traditionellen chinesischen Medizin häufig eingesetzt. Die als Radix Astragali bekannten Wurzeln von Astragalius propinquus sind reich an sekundären Pflanzenstoffen wie Polysacchariden, Triterpenoiden (z. B. Astragalosiden wie Astragalosid IV), Isoflavonen (z. B. Kumatakenin, Calycosin, Formononetin) sowie Glykosiden und Malonaten. Das Saponin Cycloastragenol, eine in A. propinquus vorkommende Verbindung, aktiviert möglicherweise die Telomerase und verlängert dadurch die Telomere. Telomere bilden die schützende „Kappe“ an den Enden der DNA-Stränge an den Enden aller Chromosomen. Die Verkürzung der Telomere steht mit dem Altern in Zusammenhang. Eine Supplementierung mit dem Astragalus-Inhaltsstoff Cycloastragenol kann möglicherweise die Telomere verlängern und das Altern verzögern.
Ultraschallextraktion sekundärer Pflanzenstoffe
Die Beschallung ist als Verfahren zur Intensivierung der Extraktion bekannt. Ultraschallkavitation führt zum Aufbrechen der pflanzlichen Zellwand und erhöht dadurch die Ausbeute an Polysacchariden. Die Ultraschallextraktion wird erfolgreich zur Gewinnung von Astragalus-Polysacchariden eingesetzt und bietet dabei die Vorteile einer höheren Extraktionsausbeute und einer kürzeren Extraktionszeit.
Die Ultraschallbehandlung lässt sich auf verschiedene Pflanzenmaterialien wie Blätter, Stängel, Blüten und Wurzeln anwenden.
Die Ultraschallextraktion ist ein nichtthermisches, schonendes mechanisches Verfahren, das bei einer gezielt gewählten Temperatur durchgeführt werden kann. Bei ausreichender Kühlung lassen sich wärmeempfindliche Stoffe z. B. durch eine ultraschallgestützte Kaltwasserextraktion isolieren. 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
- Schonendes, nichtthermisches Verfahren
- Wasser oder Lösungsmittel
- Einfache und sichere Bedienung
Hochleistungs-Ultraschallgeräte für die Pflanzenextraktion
Die Extraktionsgeräte von Hielscher Ultrasonics werden weltweit zur Herstellung hochwertiger Pflanzenextrakte eingesetzt. Mittels Ultraschall extrahierte sekundäre Pflanzenstoffe werden aufgrund ihrer medizinischen Wirkungen und ihres gesundheitlichen Nutzens in der Pharma-, Nahrungsergänzungsmittel- und Lebensmittelindustrie verwendet. Hielscher bietet das gesamte Spektrum von kleinen Labor-Ultraschallgeräten bis hin zu industriellen Ultraschallsystemen für die kommerzielle Inline-Produktion. Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht einen 24/7-Betrieb unter hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen. Weitere wichtige Merkmale der Ultraschallprozessoren von Hielscher sind die präzise Kontrolle der Prozessparameter und deren automatische Aufzeichnung. Dies ermöglicht reproduzierbare Ergebnisse und eine Standardisierung der Prozesse.
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Anhaltspunkt für die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte:
| Chargenvolumen | Volumenstrom | Empfohlene Geräte |
|---|---|---|
| 1 bis 500 mL | 10 bis 200 mL/min | UP100H |
| 10 bis 2000 mL | 20 bis 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20 L | 0,2 bis 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 L | 2 bis 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 bis 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | höher | Verbund aus UIP16000 |
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- Hochwertige Extrakte
- Vollständigere Extraktion
- Hohe Extraktionsrate
- Vollspektrumextrakt
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- Lineare Skalierbarkeit
Literatur / Quellen
- 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 Tragantwurzel oder Huang qi bekannt ist. In der traditionellen chinesischen Medizin (TCM) zählt Astragalus zu den 50 grundlegenden Heilkräutern. Astragalus ist reich an Polysacchariden, Triterpenoiden, Isoflavonen (z. B. Kumatakenin, Calycosin, Formononetin) sowie Glykosiden und Malonaten. Astragalosid IV wurde als einer der wichtigsten Hauptwirkstoffe von Astragalus membranaceus identifiziert. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Astragalosid IV bei fokaler zerebraler Ischämie/Reperfusion, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Lungenerkrankungen, Leberzirrhose und diabetischer Nephropathie schützende Wirkungen besitzt. Zunehmende wissenschaftliche Belege stützen die Verabreichung von Astragalosid IV zur Behandlung von Organfibrose, Entzündungsreaktionen, oxidativem Stress und Apoptose.
Pharmakologische Untersuchungen deuten darauf hin, dass Astragalus-membranaceus-Extrakt, der aus Polysacchariden, Flavonoiden, Saponinen und anderen sekundären Pflanzenstoffen besteht, die Telomeraseaktivität erhöhen kann und antioxidative, entzündungshemmende, immunregulatorische, krebshemmende, blutfettsenkende, antihyperglykämische, leberschützende, neuroprotektive, schleimlösende und harntreibende Wirkungen hat.
Telomere
Telomere sind Strukturen an den Enden der Chromosomen, die häufig mit der Kappe am Ende eines Schnürsenkels verglichen werden. Diese Kappe verhindert, dass der Schnürsenkel ausfranst. Telomere erfüllen eine ähnliche Schutzfunktion für die Enden der DNA-Stränge in den Chromosomen. Die Verkürzung der Telomere korreliert mit dem Altern. Telomere verkürzen sich bei 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. Mit ihnen sind spezifische Proteine assoziiert, die zusammenfassend als Shelterin-Proteine bezeichnet werden und eine Schlüsselrolle bei der Chromosomenstabilität, der Genregulation, bei Krebs und der zellulären Seneszenz spielen.
Polysaccharide
Polysaccharide sind Biomakromoleküle, die aus zehn oder mehr Monosacchariden bestehen und deren Struktur und Zuckerzusammensetzung variieren. Polysaccharide sind polymere Kohlenhydratmoleküle, die aus langen Ketten von Monosaccharideinheiten bestehen, welche durch glykosidische Bindungen miteinander verknüpft sind. Bei der Hydrolyse entstehen die zugrunde liegenden Monosaccharide oder Oligosaccharide. Ihre Struktur reicht von linear bis stark verzweigt. Untersuchungen haben gezeigt, dass Astragalus-Polysaccharide hauptsächlich aus Glucose sowie aus Rhamnose, Galactose, Arabinose, Xylose, Mannose, Glucuronsäure und Galacturonsäure bestehen.

