Εκχύλιση αλκαλοειδών υψηλής απόδοσης με υπερηχητικά συστήματα τύπου «probe»
Εξάγετε αλκαλοειδή από φυτικά υλικά πιο γρήγορα, πιο πλήρως και με ακριβή έλεγχο της διαδικασίας. Οι συσκευές υπερήχων με αισθητήρα της Hielscher χρησιμοποιούν την ακουστική σπηλαίωση για να ανοίξουν τα φυτικά κύτταρα και να εντείνουν τη μεταφορά μάζας, βοηθώντας σας να επιτύχετε υψηλές αποδόσεις αλκαλοειδών σε λίγα λεπτά αντί για ώρες.
Είτε επεξεργάζεστε φύλλα, ρίζες, φλοιό, σπόρους ή άλλο φυτικό υλικό, οι υπερηχητικοί εκχυλιστές της Hielscher εξασφαλίζουν επαναλήψιμη εκχύλιση, από τις εργαστηριακές δοκιμές έως τις πιλοτικές παρτίδες και τη βιομηχανική παραγωγή σε γραμμή παραγωγής.
Γιατί να επιλέξετε την εκχύλιση αλκαλοειδών με υπερήχους;
- Υψηλότερες αποδόσεις εκχύλισης χάρη στην αποτελεσματική διάσπαση των κυττάρων και τη βελτιωμένη διείσδυση του διαλύτη
- Μικρότεροι χρόνοι επεξεργασίας σε σύγκριση με τη διαβροχή, το αφέψημα, την έγχυση ή την εκχύλιση κατά τη μέθοδο Soxhlet
- Μειωμένη χρήση διαλυτών με νερό, υδατικό διάλυμα αιθανόλης, μεθανόλη ή άλλους κατάλληλους διαλύτες
- Ποιοτικά ελεγχόμενο εκχύλισμα χάρη στη δυνατότητα ρύθμισης του πλάτους, της θερμοκρασίας, του χρόνου και της έντασης
- Εύκολη κλιμάκωση από μικρά δείγματα σε συνεχή βιομηχανική εκχύλιση
- Αξιόπιστη τεκμηρίωση με αυτόματη καταγραφή δεδομένων διεργασίας για επαναληψιμότητα και διασφάλιση ποιότητας
Πείτε μας για το βοτανικό υλικό, τον διαλύτη, το μέγεθος της παρτίδας και την ένωση-στόχο που σας ενδιαφέρει. Οι ειδικοί μας σε θέματα εφαρμογών θα σας βοηθήσουν να επιλέξετε ένα σύστημα υπερήχων εργαστηριακού, πιλοτικού ή βιομηχανικού επιπέδου για την αποτελεσματική εκχύλιση αλκαλοειδών.
Υπερήχων UP400St για εκχύλιση αλκαλοειδών από φυτικό υλικό.
Υψηλής απόδοσης εκχύλιση αλκαλοειδών χρησιμοποιώντας υπερήχους ισχύος
Πώς υπερήχων εκχύλιση προωθήσει την απομόνωση των αλκαλοειδών?
Η εκχύλιση με υπερήχους χρησιμοποιεί κύματα υπερήχων χαμηλής συχνότητας (π.χ. συχνότητα 20-26kHz) και την επίδραση υπερήχων της ακουστικής σπηλαίωσης. Τα κύματα υπερήχων υψηλής έντασης δημιουργούν φυσαλίδες σπηλαίωσης που καταρρέουν, δημιουργώντας τοπικά ενεργειακά πυκνές διαφορές πίεσης και θερμοκρασίας, καθώς και ισχυρές δυνάμεις διάτμησης, οι οποίες διατρυπούν και σπάνε τα τοιχώματα των φυτικών κυττάρων και τον φυτικό ιστό ανοιχτό. Η ροή υγρού που παράγεται από τη σπηλαίωση προάγει τη μεταφορά μάζας μεταξύ της ενδοκυτταρικής μήτρας και του περιβάλλοντος διαλύτη, έτσι ώστε τα αλκαλοειδή να απελευθερώνονται αποτελεσματικά. Για την εκχύλιση αλκαλοειδών υπερήχων, το φυτικό υλικό (π.χ. αποξηραμένα φύλλα) τοποθετούνται σε διαλύτη, ο οποίος είναι συνήθως ένα μείγμα νερού και οργανικού διαλύτη όπως υδατική αιθανόλη. Οι πολικοί διαλύτες όπως η μεθανόλη και η αιθανόλη έχουν βρεθεί ότι είναι πιο αποτελεσματικοί για υψηλές αποδόσεις αλκαλοειδών. Μετά από μια σύντομη υπερηχητική επεξεργασία του πολτού – που αποτελείται από φυτικό υλικό και διαλύτη – Τα αλκαλοειδή απελευθερώνονται από τα φυτικά κύτταρα και υπάρχουν στο διαλύτη, από όπου μπορούν να απομονωθούν και να καθαριστούν (π.χ. χρησιμοποιώντας ρότορα-εξατμιστή).
Κύρια πλεονεκτήματα της εκχύλισης αλκαλοειδών υπερήχων
Υπερήχων εκχύλιση θεωρείται ως ανώτερη τεχνική εκχύλισης για την απομόνωση των αλκαλοειδών από φυτικά υλικά, καθώς προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένων:
- Αυξημένη απόδοση εκχύλισης: Υπερήχων εκχύλιση μπορεί να αυξήσει την απόδοση των αλκαλοειδών κατά περισσότερο από 200% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους εκχύλισης.
- Μειωμένος χρόνος εκχύλισης: Υπερήχων εκχύλιση μπορεί να μειώσει σημαντικά το χρόνο εκχύλισης, επιτρέποντας την ταχύτερη και αποτελεσματικότερη επεξεργασία μεγάλων όγκων φυτικού υλικού.
- Χαμηλότερη κατανάλωση διαλύτη: Υπερήχων εκχύλιση μπορεί να μειώσει την ποσότητα του διαλύτη που απαιτείται για την εκχύλιση, με αποτέλεσμα τη μειωμένη κατανάλωση διαλύτη και μειωμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
- Επιλεκτική εκχύλιση: Υπερήχων εκχύλιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επιλεκτική εκχύλιση ορισμένων αλκαλοειδών επιλέγοντας τον κατάλληλο διαλύτη, παραμέτρους της διαδικασίας και θερμοκρασία εκχύλισης. Καθώς οι ανεπιθύμητες ενώσεις αφήνονται πίσω, βελτιώνεται η καθαρότητα του τελικού προϊόντος.
- Εύκολη κλιμάκωση: Η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί εύκολα να κλιμακωθεί για να χειριστεί μεγαλύτερους όγκους φυτικού υλικού, καθιστώντας το κατάλληλο για εμπορική παραγωγή. Οι διαδικασίες υπερήχων μπορούν να κλιμακωθούν γραμμικά, γεγονός που διευκολύνει την εφαρμογή σε βιομηχανική κλίμακα.
Συνολικά, η εκχύλιση με υπερήχους προσφέρει μια ταχύτερη, πιο αποτελεσματική και πιο φιλική προς το περιβάλλον προσέγγιση για την απομόνωση αλκαλοειδών από φυτικά υλικά.
Υπερήχων αλκαλοειδή εκχύλιση από τα φύλλα του δέντρου Soursop
Nolasco-González et al. (2022) διερεύνησε την αποτελεσματικότητα και την αποδοτικότητα της εκχύλισης με υπερήχους βιοδραστικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων φαινολικών ενώσεων, αλκαλοειδών, ακετογενινών (όλα με υψηλή αντιοξειδωτική ικανότητα) από τα φύλλα του φυτικού είδους Annona muricata (δέντρο soursop). Για την εκχύλιση με υπερήχους, χρησιμοποίησαν τον υπερηχητικό τύπο καθετήρα UP400S στις ακόλουθες συνθήκες: πλάτος 80%, κύκλος παλμού 0,7 δευτερολέπτων, για 4,54 λεπτά. Οι ολικές διαλυτές φαινόλες (TSP) εκχυλίστηκαν χρησιμοποιώντας 0,5 g σκόνης αποξηραμένων φύλλων και 20 mL ακετόνης: νερού (80:20 v/v). Το υπερηχητικά παραγόμενο εκχύλισμα περιείχε 178.48 mg / 100 mL διαλυτών φαινολών, 20.18 mg / 100 mL ολικών φλαβονοειδών, 27.81 mg / 100 mL υδρολυμένων πολυφαινολών, 167.07 mg / 100 mL συμπυκνωμένων τανινών, 30.44 mg / 100 mL ολικών αλκαλοειδών και 14.62 mg / 100 mL ολικών ακετογενινών. Το εκχύλισμα που απομονώθηκε με τον υπερηχητικό τύπο ανιχνευτή U400S (βλ. εικόνα αριστερά) παρουσίασε υψηλή αντιοξειδωτική ικανότητα και υψηλότερη περιεκτικότητα σε βιοδραστικές ενώσεις από ~ 6 έως ~ 927 φορές από αφέψημα ή έγχυση, ανάλογα με τον τύπο της ένωσης. Είκοσι τέσσερις διαφορετικές φαινολικές ενώσεις εντοπίστηκαν στα δείγματα και το υπερηχητικά απομονωμένο εκχύλισμα παρήγαγε την υψηλότερη συγκέντρωση.
[πρβλ. Nolasco-González et al., 2022]
Αντιοξειδωτική ικανότητα των εκχυλισμάτων που λαμβάνονται από τις βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης με υπερήχους (ΗΑΕ), αφέψημα και έγχυση. Υπερήχων εκχυλίσματα δείχνουν σταθερά σημαντικά υψηλότερη αντιοξειδωτική ικανότητα.
(Μελέτη και γράφημα: ©Nolasco-González et al., 2022)
HPLC χρωματογράφημα φαινολικών ενώσεων από υπερήχων απομονωμένο εκχύλισμα φύλλων Annona muricata χρησιμοποιώντας τον υπερηχητικό UP400S.
(1) σικιμικό οξύ, (2) γαλλικό οξύ, (3) πρωτοκατεχικό οξύ, (4) νεοχλωρογενικό οξύ,
(5) 3,4-διυδροξυφαινυλοξικό, (6) 4-υδροξυβενζοϊκό οξύ, (7) χλωρογενικό οξύ, (8) 4-υδροξυφαινυλοοξικό, 9) βανιλλικό οξύ, (10) συριγγικό οξύ, (11) 3-υδροξυβενζοϊκό οξύ, (12) καφεϊκό οξύ, (13) 4-υδροξυβενζαλδεΰδη, (14) ομοβανιλλικό οξύ, (15) 3-(4-υδροξυφαινύλιο), (16) p-κουμαρικό οξύ, (17) trans-φερουλικό οξύ, (18) trans-κινναμωμικό οξύ, (19) γαλλοκατεχίνη, (20) επιγαλλοκατεχίνη, (21) κατεχίνη,(22) επικατεχίνη, (23) ρουτίνη, (24) ελλαγικό οξύ.
(Μελέτη και γράφημα: ©Nolasco-González et al., 2022)
Οι Lee et al. (2021) είχαν παρόμοια επιβεβαιωμένα αποτελέσματα καθώς αναφέρουν 2.3 φορές περισσότερα αλκαλοειδή από φύλλα A. muricata που εξάγονται με υπερήχους (340 W, 56 ◦ C, 30 λεπτά) σε σύγκριση με την εκχύλιση Soxhlet (7 ώρες, 80 ◦ C).
Υπερήχων απορροφητήρα UIP1000hdT με αναδευτήρα για εκχύλιση αλκαλοειδών σε λειτουργία παρτίδας.
Ινδόλη αλκαλοειδή εκχύλιση από φλοιό ρίζας μιμόζας και Ayahuasca χρησιμοποιώντας ένα υπερήχων
Ο φλοιός ρίζας μιμόζας καθώς και τα φύλλα ayahuasca περιέχουν το αλκαλοειδές Ν, Ν-διμεθυλοτρυπταμίνη (DMT). Η διμεθυλοτρυπταμίνη (DMT) ερευνάται επί του παρόντος σε κλινικές δοκιμές για τις παραισθησιογόνες επιδράσεις της και ως εκ τούτου ως πιθανό φάρμακο για τη θεραπεία της κατάθλιψης και των διαταραχών μετατραυματικού στρες (PTSD). Υπερήχους προωθεί αποτελεσματικά την απελευθέρωση και την απομόνωση του αλκαλοειδούς από τις ρίζες Mimosa hostilis και Psychotria viridis φύλλα (ayahuasca). Υπερήχων DMT εκχύλιση παράγει υψηλές αποδόσεις μέσα σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Συμβατό με σχεδόν οποιοδήποτε διαλύτη, Hielscher καθετήρα-τύπου υπερήχων χρησιμοποιούνται για την παραγωγή pharma-βαθμού βιοδραστικές ενώσεις για χρήση κάτω από την έρευνα και ιατρικά περιβάλλοντα, καθώς και για την προετοιμασία του δείγματος πριν από την αναλυτική ποιότητα και δραστικότητα δοκιμή. Ως εκ τούτου, Hielscher υπερήχων μπορεί να διευκολύνει την ιατρική DMT και βοτανική έρευνα με πολλούς τρόπους.
Η πιο κοινή πηγή του ινδολικού ακαλοειδούς Ν,Ν-διμεθυλοτρυπταμίνης (DMT) στο δέντρο jurema, προέρχεται από ρίζες Mimosa hostilis (κοινώς γνωστή ως jurema preta). Ayahuasca είναι το παραδοσιακό όνομα για ένα άλλο είδος φυτού, στο οποίο τα φύλλα του θάμνου Psychotria viridis είναι πλούσια σε DMT.
Τόσο ο φλοιός ρίζας μιμόζας (επίσης mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark, συντομογραφία MHRB) όσο και τα φύλλα ayahuasca περιέχουν διάφορες βιοδραστικές ενώσεις, οι οποίες ερευνώνται επί του παρόντος σε κλινικές δοκιμές σχετικά με τις δυνατότητές τους ως θεραπευτικό φάρμακο. Ο φλοιός ρίζας μιμόζας περιέχει τανίνες, σαπωνίνες, τρυπταμίνες, αλκαλοειδή, λιπίδια, φυτοϊνόλες, ξυλόζη, φυτοστερόλες, γλυκοσίδες, ραμνόζη, αραβινόζη, μεθοξυχαλκόνες, λουπεόλη και κουκουλκανίνες. Αυτές οι βιοδραστικές ενώσεις μπορούν να εξαχθούν αποτελεσματικά από το φλοιό ρίζας χρησιμοποιώντας υπερήχους τύπου καθετήρα. Υπερήχων εκχύλιση είναι η ανώτερη τεχνική για την απομόνωση ουσιών-στόχων όπως τα αλκαλοειδή από βοτανικό υλικό όπως μιμόζα ρίζα φλοιό και ayahuasca φύλλα. Κατεργασία με υπερήχους υπερέχει δίνοντας υψηλές αποδόσεις μέσα σε πολύ σύντομο χρόνο εκχύλισης. Οι ήπιες συνθήκες διεργασίας εξασφαλίζουν την υψηλότερη ποιότητα εκχυλίσματος, αποτρέποντας την ανεπιθύμητη αποικοδόμηση των δραστικών μορίων.
Ρύθμιση εκχύλισης για βοτανική απομόνωση: Καθετήρας-τύπου υπερήχων UP400ST, φίλτρο κενού Büchi και ρότορα-εξατμιστή για την εκχύλιση φυτοχημικών όπως αλκαλοειδή και φαινόλες.
Υπερήχων απαγωγέας UIP2000hdT με παρτίδα ανοξείδωτου χάλυβα φαρμακευτικής ποιότητας για βιομηχανική παραγωγή εκχυλισμάτων αλκαλοειδών.
Πείτε μας για το βοτανικό υλικό, τον διαλύτη, το μέγεθος της παρτίδας και την ένωση-στόχο που σας ενδιαφέρει. Οι ειδικοί μας σε θέματα εφαρμογών θα σας βοηθήσουν να επιλέξετε ένα σύστημα υπερήχων εργαστηριακού, πιλοτικού ή βιομηχανικού επιπέδου για την αποτελεσματική εκχύλιση αλκαλοειδών.
Hielscher υπερήχων για αποτελεσματική εκχύλιση αλκαλοειδών
Hielscher Υπέρηχοι σχεδιάζει, κατασκευάζει και διανέμει υψηλής απόδοσης υπερήχων εκχυλιστές, τα οποία χρησιμοποιούνται για την επιστημονική έρευνα, καθώς και την παραγωγή των εκχυλισμάτων φαρμακευτικής ποιότητας.
Ανώτερη απόδοση εκχύλισης: Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια επιστημονικά αποδεδειγμένη τεχνική με εξαιρετική υψηλή απόδοση όσον αφορά την εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων από φυτά. Ενώ οι παραδοσιακές μέθοδοι συχνά διαρκούν πολύ χρόνο (αρκετές ώρες μέχρι ημέρες), υπερήχων βοτανική εκχύλιση διαρκεί μόνο λίγα λεπτά.
Υψηλή απόδοση εκχύλισης και ανώτερη ποιότητα εκχυλίσματος με Hielscher υπερήχων
Η εκχύλιση με υπερήχους επιτρέπει την πλήρη απελευθέρωση βιοδραστικών ενώσεων από το φυτικό υλικό. Υπερήχων σπηλαίωση σπάει την κυτταρική μήτρα και απελευθερώνει τα βιοδραστικά μόρια αποτελεσματικά στον περιβάλλοντα διαλύτη. Συγκριτικές μελέτες έδειξαν ότι κατεργασία με υπερήχους δίνει υψηλότερες αποδόσεις εκχυλίσματος από άλλες τεχνικές εκχύλισης (π.χ. Soxhlet, διαβροχή, αφέψημα, έγχυση). Υπερήχων εκχύλιση είναι συμβατό με οποιοδήποτε διαλύτη και επιτρέπει με αυτόν τον τρόπο επίσης για τη χρήση του πολύ ήπιου διαλύτη όπως το νερό ή υδατική αιθανόλη. Όσον αφορά τις ειδικές απαιτήσεις εκχύλισης, μπορούν να επιλεγούν πολικοί και μη πολικοί διαλύτες και η εναλλαγή μεταξύ διαλυτών δεν αποτελεί πρόβλημα. Ο ακριβής έλεγχος των παραμέτρων της διαδικασίας (π.χ. πλάτος), η χρήση ήπιων διαλυτών και ο ακριβής έλεγχος της θερμοκρασίας αποτρέπουν την αποικοδόμηση και τη μόλυνση βιοδραστικών ενώσεων (π.χ. αλκαλοειδή, πολυφαινόλες, φλαβονοειδή, κανναβινοειδή κ.λπ.) κατά τη διάρκεια της εκχύλισης με υπερήχους.
Ευέλικτη εφαρμογή των υπερήχων Hielscher
Ενώ εναλλακτικές τεχνικές εκχύλισης (π.χ., υπερκρίσιμο CO2, εκχύλιση με διαλύτη, διήθηση κ.λπ.) είναι συχνά εφαρμόσιμες μόνο για την εκχύλιση συγκεκριμένων μορίων ανάλογα με το μοριακό βάρος, διαλυτότητα και ευαισθησία στη θερμότητα, η εκχύλιση με Hielscher υψηλής απόδοσης υπερήχων επιτρέπουν την ευέλικτη εκχύλιση οποιασδήποτε βοτανικής ένωσης. Η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να εφαρμοστεί αξιόπιστα για την εκχύλιση εκχυλισμάτων ευρέος φάσματος που περιέχουν βιοδραστικές ενώσεις όπως πολυφαινόλες, αλκαλοειδή, ανθρακινόνες, φλαβονοειδή, γλυκοσίδες, λιπίδια, πηκτίνη και πολυσακχαρίτες.
Εξαιρετική ενεργειακή απόδοση και φιλικότητα προς το περιβάλλον
Η κατανάλωση ενέργειας της εκχύλισης με υπερήχους είναι μικρότερη από τις παραδοσιακές μεθόδους εκχύλισης φαρμακευτικών ενώσεων από φυτά.
Αξιοπιστία λόγω της τυποποίησης της διαδικασίας με Hielscher Ultrasonics
Hielscher υπερήχων επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο όλων των παραμέτρων διαδικασίας υπερήχων, όπως πλάτος, ένταση, διάρκεια, και τη θερμοκρασία. Οι παράμετροι της διαδικασίας μπορούν εύκολα να ελεγχθούν και παρακολουθούνται συνεχώς. Επιπλέον, όλες οι παράμετροι διεργασίας πρωτοκολλούνται αυτόματα ως αρχείο CSV σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD. Αυτό επιτρέπει στον χειριστή να αναθεωρήσει τις διαδρομές υπερήχων, να βελτιστοποιήσει τη διαδικασία εκχύλισης και να εξασφαλίσει συνεπή ποιότητα εκχυλίσματος. Hielscher υπερήχων επιτρέπουν στους κατασκευαστές να παράγουν βοτανικά εκχυλίσματα ανώτερης ποιότητας και να διευκολύνει την εκπλήρωση της ορθής παρασκευαστικής πρακτικής (GMP).
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| 15 έως 150L | 3 έως 15L / λεπτό | UIP6000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασπορά, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
Πώς βελτιώνει η εκχύλιση με υπερήχους την απόδοση σε αλκαλοειδή σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους;
Η εκχύλιση με υπερήχους χρησιμοποιεί κύματα υπερήχων χαμηλής συχνότητας (20-26 kHz) για τη δημιουργία φυσαλίδων ακουστικής σπηλαίωσης, οι οποίες καταρρέουν και παράγουν ισχυρές δυνάμεις διάτμησης. Η διαδικασία αυτή διαπερνά τα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών και διευκολύνει τη μεταφορά μάζας μεταξύ της ενδοκυτταρικής μήτρας και του διαλύτη. Σύμφωνα με έρευνες, η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να αυξήσει την απόδοση αλκαλοειδών κατά περισσότερο από 200% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους εκχύλισης. Για παράδειγμα, μελέτες σε φύλλα Annona muricata έδειξαν ότι η εκχύλιση αλκαλοειδών με τη χρήση υπερήχων ήταν 2,3 φορές μεγαλύτερη σε σύγκριση με την εκχύλιση Soxhlet.
Ποια αλκαλοειδή μπορούν να εξαχθούν με τη χρήση υπερηχητικών συσκευών της Hielscher;
Οι συσκευές υπερήχων με αισθητήρα της Hielscher μπορούν να εκχυλίσουν αποτελεσματικά ένα ευρύ φάσμα αλκαλοειδών, μεταξύ των οποίων:
- Καφεΐνη από κόκκους καφέ
- Νικοτίνη από φύλλα καπνού
- DMT (N,N-διμεθυλτρυπταμίνη) από τα είδη Mimosa hostilis και Psychotria viridis
- Μιτραγινίνη από το κρατόμ
- Πιπερίνη από μαύρο πιπέρι
- Καψαϊκίνη από τις πιπεριές τσίλι
- Ψιλοκυβίνη από μανιτάρια
- DMT και β-καρβολίνες από το Banisteriopsis caapi (Ayahuasca)
Ο εξοπλισμός είναι συμβατός με σχεδόν κάθε διαλύτη, γεγονός που τον καθιστά ευέλικτο για τη χρήση με διαφορετικούς τύπους αλκαλοειδών.
Ποια είναι τα κύρια πλεονεκτήματα της εκχύλισης αλκαλοειδών με υπερήχους;
Τα βασικά πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν:
- Αυξημένη απόδοση εκχύλισης: Έως και 200% υψηλότερη απόδοση σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους
- Μειωμένος χρόνος εκχύλισης: Η εκχύλιση διαρκεί λίγα λεπτά αντί για ώρες
- Μειωμένη κατανάλωση διαλυτών: Μειώνει το κόστος και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις
- Επιλεκτική εκχύλιση: Επιλογή κατάλληλων διαλυτών και παραμέτρων για τις συγκεκριμένες ενώσεις
- Εύκολη επεκτασιμότητα: Γραμμική κλιμάκωση από το εργαστήριο έως τη βιομηχανική παραγωγή
- Άριστη ποιότητα εκχυλίσματος: Οι ήπιες συνθήκες επεξεργασίας αποτρέπουν την αποικοδόμηση των βιοδραστικών ουσιών
Ποιο μηχάνημα υπερήχων της Hielscher είναι το καταλληλότερο για την εκχύλιση αλκαλοειδών;
Η γκάμα συσκευών υπερήχων της Hielscher διαθέτει τον κατάλληλο αισθητήρα υπερήχων για κάθε όγκο. Η συσκευή υπερήχων UP400St ισχύος 400 watt είναι ιδανική για παρτίδες εργαστηριακού μεγέθους, ενώ η ισχυρή βιομηχανική συσκευή υπερήχων UIP2000hdT ισχύος 2000 watt καλύπτει τις ανάγκες της παραγωγής σε βιομηχανική κλίμακα.
Ποιοι διαλύτες είναι οι πιο αποτελεσματικοί για την εκχύλιση αλκαλοειδών με τη χρήση υπερήχων;
Έχει διαπιστωθεί ότι οι πολικοί διαλύτες, όπως η μεθανόλη και η αιθανόλη, είναι οι πιο αποτελεσματικοί για την επίτευξη υψηλών αποδόσεων αλκαλοειδών. Ένα συνηθισμένο μείγμα είναι η υδατική αιθανόλη (νερό και αιθανόλη). Το πλεονέκτημα της εκχύλισης με υπερήχους είναι η συμβατότητά της με σχεδόν οποιονδήποτε διαλύτη, συμπεριλαμβανομένων ήπιων επιλογών όπως το νερό ή η υδατική αιθανόλη, γεγονός που συμβάλλει στη διατήρηση ευαίσθητων βιοδραστικών ενώσεων.
Είναι ασφαλής η εκχύλιση με υπερήχους για τα ευαίσθητα στη θερμότητα αλκαλοειδή;
Ναι. Η εκχύλιση με υπερήχους πραγματοποιείται σε χαμηλές θερμοκρασίες (συνήθως 56 °C ή χαμηλότερες) και για σύντομο χρονικό διάστημα (30 λεπτά ή λιγότερο). Ο ακριβής έλεγχος των παραμέτρων της διαδικασίας, όπως το πλάτος, η ένταση, η διάρκεια και η θερμοκρασία, αποτρέπει την αποικοδόμηση των ευαίσθητων στη θερμότητα αλκαλοειδών. Αυτό εξασφαλίζει την υψηλότερη δυνατή ποιότητα του εκχυλίσματος και αποτρέπει την ανεπιθύμητη αποικοδόμηση των δραστικών μορίων.
Μπορεί η εκχύλιση με υπερήχους να εφαρμοστεί σε βιομηχανική κλίμακα;
Απολύτως. Η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί εύκολα να επεκταθεί ώστε να επεξεργάζεται μεγαλύτερους όγκους φυτικού υλικού, γεγονός που την καθιστά κατάλληλη για εμπορική παραγωγή. Οι υπερηχητικές διεργασίες μπορούν να κλιμακωθούν γραμμικά, γεγονός που διευκολύνει την εφαρμογή τους σε βιομηχανική κλίμακα. Η Hielscher προσφέρει συστήματα βιομηχανικού επιπέδου, όπως τα μοντέλα UIP10000hdT (10.000 W) και UIP16000, για συνεχή εν σειρά εκχύλιση μεγάλης κλίμακας.
Πώς συγκρίνεται η εκχύλιση με υπερήχους με την εκχύλιση Soxhlet όσον αφορά τα αλκαλοειδή;
Οι έρευνες καταδεικνύουν σαφή πλεονεκτήματα:
- Ώρα: Η εκχύλιση με υπερήχους διαρκεί 30 λεπτά, έναντι 7 ωρών για τη μέθοδο Soxhlet
- Θερμοκρασία: Η μέθοδος με υπερήχους χρησιμοποιεί θερμοκρασία 56 °C έναντι 80 °C για τη μέθοδο Soxhlet
- Απόδοση: Η χρήση υπερήχων αυξάνει την παραγωγή αλκαλοειδών κατά 2,3 φορές
- Ποιότητα: Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες αποτρέπουν τη θερμική αποικοδόμηση
(Βλ. Lee et al., 2021)
Τι είναι τα αλκαλοειδή;
Τα αλκαλοειδή σχηματίζουν μια κατηγορία φυσικά απαντώμενων αζωτούχων ενώσεων χαμηλού μοριακού βάρους που βρίσκονται συχνά ως δευτερογενείς μεταβολίτες στο φυτικό βασίλειο. Ένα αλκαλοειδές περιέχει τουλάχιστον ένα άτομο αζώτου. Τα αλκαλοειδή συντίθενται βιοχημικά από ένα από τα ακόλουθα τρία κοινά αμινοξέα: – λυσίνη, τυροσίνη και τρυπτοφάνη.
Στα φυτά, τα αλκαλοειδή υπάρχουν γενικά ως άλατα οργανικών οξέων όπως οξικό, μηλικό, γαλακτικό, κιτρικό, οξαλικό, τρυγικό, ταννικό και άλλα οξέα. Ορισμένα αδύναμα βασικά αλκαλοειδή (όπως η νικοτίνη) εμφανίζονται ελεύθερα στη φύση. Μερικά αλκαλοειδή εμφανίζονται επίσης ως γλυκοσίδες σακχάρου όπως γλυκόζη, ραμνόζη και γαλακτόζη, για παράδειγμα, αλκαλοειδή της ομάδας σολάνου (σολανίνη), ως αμίδια (πιπερίνη) και ως εστέρες (ατροπίνη, κοκαΐνη) οργανικών οξέων (βλ. Ramawat et al., 2009).
Πολλά αλκαλοειδή είναι βιοδραστικές ενώσεις που παρουσιάζουν φαρμακευτικά ή θεραπευτικά αποτελέσματα. Για παράδειγμα, συγκεκριμένοι τύποι αλκαλοειδών χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένης της ελονοσίας, των διαβητικών, συγκεκριμένων τύπων καρκίνου, της καρδιακής δυσλειτουργίας, της κατάθλιψης κ.λπ.
Δεδομένου ότι πολλά αλκαλοειδή παρουσιάζουν ισχυρές βιοδραστικές ιδιότητες, η χρήση τους ως φαρμακευτικά προϊόντα, ναρκωτικά, διεγερτικά και δηλητήρια είτε έχει υιοθετηθεί είτε βρίσκεται υπό επιστημονική έρευνα. Η μορφίνη, ένα πολύ γνωστό αλκαλοειδές από παπαρούνα Papaver somniferum, χρησιμοποιείται ως φαρμακευτικό φάρμακο στη σημερινή ιατρική. Η κινίνη και η κωδεΐνη είναι δύο άλλοι τύποι αλκαλοειδών που χρησιμοποιούνται για ιατρικούς σκοπούς. Υπό ιατρική παρακολούθηση και σε ιατρικά συνταγογραφούμενες δόσεις, τα αλκαλοειδή είναι φαρμακολογικά χρήσιμα. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιούνται λανθασμένα, ορισμένα αλκαλοειδή μπορεί να είναι τοξικά σε υψηλές δόσεις. Το αλκαλοειδές στρυχνίνη χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, ως μια εξαιρετικά αποτελεσματική τοξίνη που χρησιμοποιείται ως φυτοφάρμακο κατά των μικρών σπονδύλων.
Παραδείγματα ορισμένων αλκαλοειδών στα φυτά
| Compounds | Plant Source | Effects and Applications |
| Morphine | Papaver somniferum | Analgesic |
| Camptothecin | Camptotheca acuminata | Anticancer |
| Atropine | Hyoscyamus niger | Treatment of intestinal spasms, antidote to other poisons |
| Vinblastine | Catharanthus roseus | Anticancer |
| Codeine | Papaver somniferum | Analgesic, antitusive |
| Caffeine | Coffea arabica | Stimulant, natural pesticide |
| Nicotine | Nicotiana tabacum | Stimulant, tranquillizer |
| Cocaine | Erythroxylon coca | Stimulant of the central nervous system, local anesthetic |
| N,N-dimethyltryptamine | Mimosa hostilis, Psychotria viridis | Hallucinogenic, entheogenic |
| Mitragynine | Mitragyna speciosa | Analgesic, psychoactive |
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Nolasco-González, Y.; Chacón-López, M.A.; Ortiz-Basurto, R.I.; Aguilera-Aguirre, S.; González-Aguilar, G.A.; Rodríguez-Aguayo, C.; Navarro-Cortez, M.C.; García-Galindo, H.S.; García-Magaña, M.d.L.; Meza-Espinoza, L.; Montalvo-González, E. (2022): Annona muricata Leaves as a Source of Bioactive Compounds: Extraction and Quantification Using Ultrasound. Horticulturae 2022, 8, 560.
- Aguilar-Hernandez, G., Zepeda-Vallejo, L. G., Lourdes Garcia-Magana, M. D., de los Angeles Vivar-Vera, M., Perez-Larios, A., Giron-Perez, M. I., Coria-Tellez, A. V., Rodriguez-Aguayo, C., Montalvo-Gonzalez, E. (2020): Extraction of Alkaloids Using Ultrasound from Pulp and By-Products of Soursop Fruit (Annona muricata L.). Applied Sciences, Vol. 10, No. 14, 15 July 2020.
- Chia Hau Lee, Ting Hun Lee, Pei Ying Ong, Syie Luing Wong, Norfadilah Hamdan, Amal A.M. Elgharbawy, Nurul Alia Azmi (2021): Integrated ultrasound-mechanical stirrer technique for extraction of total alkaloid content from Annona muricata. Process Biochemistry, Volume 109, 2021. 104-116.
- 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.
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.