Ultraschallextraktion von Kratom

Die Ultraschallbehandlung ist ein hochwirksames, einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung alkaloidreicher Extrakte aus Kratomblättern (Mitragyna speciosa). Durch die Beschallung werden bioaktive Verbindungen wie Mitragynin und 7-Hydroxymitragynin aus den Pflanzenzellen freigesetzt, sodass sie isoliert werden können. Die Ultraschallextraktion ermöglicht höhere Ausbeuten bei sehr kurzer Extraktionszeit.

Kratom und Mitragynin

Mitragynin und 7-Hydroxymitragynin sind die Indolalkaloide von Mitragyna speciosa, auch als Kratom bekannt. Beide Verbindungen wirken als Opioidrezeptor-Antagonisten und sind für ihre schmerzlindernde Wirkung bekannt. 7-Hydroxymitragynin ist eine hochpotente schmerzstillende Substanz. Im Gegensatz zu Mitragynin, das in Kratomblättern reichlich vorkommt, ist 7-Hydroxymitragynin nur in geringen Mengen enthalten. Aufgrund seiner hohen Wirkstärke lindert 7-Hydroxymitragynin jedoch selbst stärkste Schmerzen und ist auch dafür bekannt, Opiatentzugssymptome zu mildern.
Getrocknete Kratomblätter enthalten etwa 1–6% Mitragynin und etwa 0,01–0,04% 7-Hydroxymitragynin. Kratom ist ein natürlicher pflanzlicher Inhaltsstoff, der als Nahrungsergänzungsmittel oder Arzneimittel in Form von Pulver, Kapseln oder Tinkturen zur Schmerzlinderung, zur Stimulation oder als natürliche Unterstützung beim Opioidentzug eingesetzt werden kann.
Die bioaktiven Verbindungen von Kratom, beispielsweise die Alkaloide Mitragynin und 7-Hydroxymitragynin, sind in den Zellen der Kratompflanze gespeichert. Damit sie bioverfügbar werden und ihre psychoaktiven medizinischen Wirkungen entfalten können, müssen die Zellwände aufgebrochen und die bioaktiven Verbindungen aus dem Zellinneren isoliert werden. Die Ultraschallbehandlung ist eine hochwirksame Methode zur Extraktion pflanzlicher Verbindungen und daher das bevorzugte Verfahren zur Kratomextraktion.

Ultraschallextraktion von Kratomalkaloiden

Die Ultraschallextraktion ist eine sehr wirksame Methode, um die wichtigsten psychoaktiven Verbindungen Mitragynin und 7-Hydroxymitragynin (7-HMG) sowie mehr als 40 weitere bioaktive Verbindungen, darunter etwa 25 Alkaloide (z. B. Ajmalicin, Mitraphyllin, Mitragynin-Pseudoindoxyl, Rhynchophyllin), aus Kratom freizusetzen.
Die am häufigsten verwendeten Verbindungen aus Mitragyna speciosa (Kratom) sind die Alkaloide Mitragynin (MG) und 7-Hydroxymitragynin, die als potente schmerzstillende Substanzen bekannt sind. 7-Hydroxymitragynin ist ein Opioidantagonist, der Patienten beim Opioidentzug hilft. Beide Substanzen lassen sich durch Beschallung erfolgreich aus der pflanzlichen Zellmatrix freisetzen. Kratomextrakte können mittels Ultraschall mit Alkohol, Wasser oder wässrigem Ethanol als Lösungsmittel hergestellt werden. Die Wahl des Lösungsmittels beeinflusst die Wirkungen des Kratomextrakts.
Ethanol und wässriges Ethanol (d. h. Ethanol/Wasser) liefern aufgrund ihrer Polarität die höchsten Rohextraktausbeuten.

Welches Lösungsmittel ist ideal für die Ultraschallextraktion von Kratom?

Die Ultraschallbehandlung als Extraktionsmethode ist mit jedem Lösungsmittel kompatibel. Sie können das von Ihnen bevorzugte Lösungsmittel frei wählen. Für optimale Ergebnisse bei der Kratomextraktion eignen sich jedoch bestimmte Lösungsmittel besser zum Lösen der Kratomalkaloide.
Die Wirkung des Kratomextrakts wird durch das Lösungsmittel beeinflusst, da polare und unpolare Lösungsmittel jeweils bestimmte Verbindungen selektiv in größeren Mengen lösen:

• Wässriges Ethanol: Wässriges Ethanol bezeichnet eine Mischung aus Wasser und Ethanol. Das Verhältnis von Wasser zu Ethanol kann an die Anforderungen angepasst werden. Die Verwendung von wässrigem Ethanol als Lösungsmittel bietet mehrere Vorteile gegenüber der alleinigen Verwendung von Wasser oder Ethanol. Erstens kann die Zugabe von Ethanol zu Wasser die Löslichkeit bestimmter bioaktiver Verbindungen verbessern, die in reinem Wasser nur schlecht löslich sind, wie etwa einige phenolische Verbindungen und Triterpenoide. Zweitens kann die Verwendung von wässrigem Ethanol im Vergleich zu reinem Wasser oder Ethanol zu höheren Extraktionsausbeuten führen, da sich damit ein breiteres Spektrum bioaktiver Verbindungen extrahieren lässt.
  Für Kratom ist eine höhere Ethanolkonzentration (60–80%) eine gute Wahl, da sie eine sehr effiziente Extraktion von Alkaloiden wie Mitragynin sowie von phenolischen Verbindungen, Terpenen und Triterpenoiden ermöglicht. Gleichzeitig werden auch andere wasserlösliche Pflanzenstoffe extrahiert – so entsteht ein Vollspektrumextrakt.
• Wasser: Wasser ist ein gängiges Lösungsmittel zur Extraktion bioaktiver Verbindungen aus Pflanzen. Das wichtigste Kratomalkaloid Mitragynin ist nicht wasserlöslich, weshalb Wasser für die Kratomextraktion nicht ideal ist.
• Ethanol: Ethanol ist ein sehr polares Lösungsmittel, das häufig zur Extraktion von Mitragynin, phenolischen Verbindungen, Terpenen und Triterpenoiden verwendet wird.
• Methanol oder Aceton: Methanol und Aceton sind unpolare Lösungsmittel, die zur Kratomextraktion verwendet werden können. Allerdings sind sowohl Methanol als auch Aceton entzündlich und giftig, weshalb sie mit Vorsicht verwendet werden sollten.

Für die Ultraschallextraktion von Kratom empfehlen wir wässriges Ethanol als Lösungsmittel. Eine Mischung aus Wasser und Ethanol in Lebensmittelqualität ist ein ungiftiges Lösungsmittel, das nach der Extraktion leicht durch Destillation oder Rotationsverdampfung entfernt werden kann.

Aufgrund des spezifischen Lösungsvermögens unterschiedlicher Lösungsmittel können Kratomextrakte unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Kratomextrakt, der mit reinem Ethanol oder einem hohen Ethanolanteil gewonnen wird, zeigt weniger stimulierende Eigenschaften, während die entspannenden, angstlösenden Wirkungen von Mitragynin stärker ausgeprägt sind. Die Ultraschallextraktion lässt sich mit verschiedenen Lösungsmitteln einsetzen und bietet Ihnen die Möglichkeit, Kratomextrakte mit unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen.
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Fallstudie zur Ultraschallextraktion von Kratom

Die ultraschallunterstützte Extraktion wurde bereits wissenschaftlich untersucht und als Verfahren bestätigt, das die Extraktionseffizienz und die Ausbeute an freigesetztem Mitragynin erhöht.
Orio et al. 2011 verglichen verschiedene Extraktionsverfahren wie die ultraschallunterstützte Extraktion, die mikrowellenunterstützte Extraktion und die Extraktion mit überkritischem Kohlendioxid unter Verwendung von Methanol, Ethanol, Wasser und binären Mischungen. Das Ultraschallgerät mit Sonotrode lieferte die höchste Mitragyninausbeute. Da sich Ultraschallextraktionsprozesse linear bis zur industriellen Produktion skalieren lassen, ist dies die effektivste Methode zur Herstellung größerer Mengen des Alkaloids.

Eine vorgelagerte Gefriertrocknung in Kombination mit einer Ultraschallextraktion erwies sich als am effizientesten, wenn eine Mischung aus CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) bei pH 9,5 verwendet wurde. Eine niedrige Extraktionstemperatur zwischen 25 und 45°C hilft, den Abbau der bioaktiven Verbindungen zu vermeiden.
Für die Ultraschallextraktion werden 5 g der pulverisierten, gefriergetrockneten Kratomblätter in ein Becherglas mit 200 mL CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v), gegeben. Das Becherglas wird in ein Eisbad gestellt, um die Temperatur während der Beschallung niedrig zu halten. Die Probe wird mit einem Ultraschallhomogenisator UP200Ht (200W, 26kHz; siehe Abbildung links) beschallt. Der UP200Ht wird auf 100% Amplitude und einen Zyklusbetrieb von 50% eingestellt, und die Probe wird etwa 4 min lang beschallt. Anschließend wird der Blattextrakt durch Filterpapier filtriert und das Filtrat in einer auf einem Wasserbad stehenden Abdampfschale bis zur Trockne eingedampft.
Die Ultraschallextraktion liefert hochwertige Extrakte und überzeugt durch hohe Ausbeuten, kurze Verarbeitungszeiten, sichere und einfache Bedienung, geringe Investitionskosten sowie Umweltfreundlichkeit.

 
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Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallextraktoren: