Εκχύλιση κράτομ με υπερήχους

Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια ιδιαίτερα αποτελεσματική, απλή και αξιόπιστη τεχνική για την παραγωγή εκχυλισμάτων πλούσιων σε αλκαλοειδή από φύλλα κράτομ (Mitragyna speciosa). Η κατεργασία με υπερήχους απελευθερώνει βιοδραστικές ενώσεις, όπως η μιτραγυνίνη και η 7-υδροξυμιτραγυνίνη, από τα φυτικά κύτταρα, ώστε να μπορούν να απομονωθούν. Η εκχύλιση με υπερήχους παρέχει υψηλότερες αποδόσεις σε πολύ σύντομο χρόνο εκχύλισης.

Κράτομ και μιτραγυνίνη

Η μιτραγυνίνη και η 7-υδροξυμιτραγυνίνη είναι τα ινδολικά αλκαλοειδή του Mitragyna speciosa, γνωστού και ως κράτομ. Και οι δύο ενώσεις δρουν ως ανταγωνιστές των υποδοχέων οπιοειδών και είναι γνωστές για την αναλγητική τους δράση. Η 7-υδροξυμιτραγυνίνη είναι μια εξαιρετικά ισχυρή αναλγητική ουσία. Σε αντίθεση με τη μιτραγυνίνη, η οποία υπάρχει σε αφθονία στα φύλλα κράτομ, η 7-υδροξυμιτραγυνίνη απαντάται μόνο σε μικρές ποσότητες. Ωστόσο, λόγω της υψηλής δραστικότητάς της, η 7-υδροξυμιτραγυνίνη ανακουφίζει ακόμη και τον εντονότερο πόνο και είναι επίσης γνωστό ότι μετριάζει τα συμπτώματα στέρησης οπιούχων.
Τα αποξηραμένα φύλλα κράτομ περιέχουν περίπου 1–6% μιτραγυνίνη και περίπου 0,01 – 0,04% 7-υδροξυμιτραγυνίνη. Το κράτομ είναι ένα φυσικό φυτικό συστατικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συμπλήρωμα διατροφής ή ως φαρμακευτικό σκεύασμα με τη μορφή σκόνης, καψουλών ή βαμμάτων για την ανακούφιση του πόνου, τη διέγερση ή ως φυσικό βοήθημα για τη διακοπή των οπιοειδών.
Οι βιοδραστικές ενώσεις του κράτομ, π.χ. τα αλκαλοειδή μιτραγυνίνη και 7-υδροξυμιτραγυνίνη, αποθηκεύονται στα κύτταρα του φυτού κράτομ. Για να καταστούν βιοδιαθέσιμες και να εκδηλώσουν τις ψυχοδραστικές φαρμακευτικές τους επιδράσεις, πρέπει να διασπαστούν τα κυτταρικά τοιχώματα και να απομονωθούν οι βιοδραστικές ενώσεις από το εσωτερικό των κυττάρων. Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια ιδιαίτερα αποτελεσματική μέθοδος για την εκχύλιση φυτικών ενώσεων και, επομένως, αποτελεί την προτιμώμενη τεχνική εκχύλισης κράτομ.

Εκχύλιση αλκαλοειδών κράτομ με υπερήχους

Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια πολύ αποτελεσματική μέθοδος για την απελευθέρωση από το κράτομ των κύριων ψυχοδραστικών ενώσεων μιτραγυνίνης και 7-υδροξυμιτραγυνίνης (7-HMG), καθώς και περισσότερων από 40 άλλων βιοδραστικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων περίπου 25 αλκαλοειδών (π.χ. αϊμαλικίνη, μιτραφυλλίνη, ψευδοϊνδοξύλη της μιτραγυνίνης, ρυγχοφυλλίνη).
Οι ευρύτερα χρησιμοποιούμενες ενώσεις του Mitragyna speciosa (κράτομ) είναι τα αλκαλοειδή μιτραγυνίνη (MG) και 7-υδροξυμιτραγυνίνη, τα οποία είναι γνωστά ως ισχυρές αναλγητικές ουσίες. Η 7-υδροξυμιτραγυνίνη είναι ανταγωνιστής οπιοειδών, ο οποίος βοηθά τους ασθενείς να διακόψουν τη χρήση οπιοειδών. Και οι δύο ουσίες μπορούν να απελευθερωθούν επιτυχώς από την κυτταρική μήτρα του φυτού μέσω κατεργασίας με υπερήχους. Τα εκχυλίσματα κράτομ μπορούν να παραχθούν με υπερήχους χρησιμοποιώντας ως διαλύτη είτε αλκοόλη είτε νερό είτε υδατική αιθανόλη. Η επιλογή του διαλύτη επηρεάζει τις επιδράσεις του εκχυλίσματος κράτομ.
Η αιθανόλη και η υδατική αιθανόλη (δηλαδή αιθανόλη/νερό) παρέχουν τις υψηλότερες αποδόσεις ακατέργαστου εκχυλίσματος λόγω της πολικότητάς τους.

Ποιος είναι ο ιδανικός διαλύτης για την εκχύλιση κράτομ με υπερήχους;

Η κατεργασία με υπερήχους ως μέθοδος εκχύλισης είναι συμβατή με οποιονδήποτε διαλύτη. Μπορείτε να επιλέξετε ελεύθερα τον διαλύτη που προτιμάτε. Ωστόσο, για βέλτιστα αποτελέσματα εκχύλισης κράτομ, ορισμένοι διαλύτες είναι καταλληλότεροι για τη διάλυση των αλκαλοειδών του κράτομ.
Η επίδραση του εκχυλίσματος κράτομ επηρεάζεται από τον διαλύτη, καθώς οι πολικοί και οι μη πολικοί διαλύτες διαλύουν επιλεκτικά μεγαλύτερες ποσότητες συγκεκριμένων ενώσεων, αντίστοιχα:

• Υδατική αιθανόλη: Η υδατική αιθανόλη είναι μείγμα νερού και αιθανόλης. Η αναλογία νερού προς αιθανόλη μπορεί να προσαρμοστεί στις απαιτήσεις. Η χρήση υδατικής αιθανόλης ως διαλύτη έχει αρκετά πλεονεκτήματα έναντι της χρήσης μόνο νερού ή μόνο αιθανόλης. Πρώτον, η προσθήκη αιθανόλης στο νερό μπορεί να βελτιώσει τη διαλυτότητα ορισμένων βιοδραστικών ενώσεων που δεν είναι πολύ διαλυτές μόνο στο νερό, όπως ορισμένες φαινολικές ενώσεις και τριτερπενοειδή. Δεύτερον, η χρήση υδατικής αιθανόλης μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερες αποδόσεις εκχύλισης σε σύγκριση με τη χρήση μόνο νερού ή μόνο αιθανόλης, καθώς μπορεί να εκχυλίσει ευρύτερο φάσμα βιοδραστικών ενώσεων.
  Για το κράτομ, μια υψηλότερη συγκέντρωση αιθανόλης (60–80%) είναι καλή επιλογή, καθώς οδηγεί σε πολύ αποδοτική εκχύλιση αλκαλοειδών, όπως η μιτραγυνίνη, καθώς και φαινολικών ενώσεων, τερπενίων και τριτερπενοειδών. Παράλληλα, εκχυλίζονται και άλλες υδατοδιαλυτές φυτικές ενώσεις – με αποτέλεσμα ένα εκχύλισμα πλήρους φάσματος.
• Νερό: Το νερό είναι ένας κοινός διαλύτης για την εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων από φυτά. Το κύριο αλκαλοειδές του κράτομ, η μιτραγυνίνη, δεν είναι υδατοδιαλυτό, επομένως το νερό δεν είναι ιδανικό για την εκχύλιση κράτομ.
• Αιθανόλη: Η αιθανόλη είναι ένας πολύ πολικός διαλύτης που χρησιμοποιείται συνήθως για την εκχύλιση μιτραγυνίνης, φαινολικών ενώσεων, τερπενίων και τριτερπενοειδών.
• Μεθανόλη ή ακετόνη: Η μεθανόλη και η ακετόνη είναι μη πολικοί διαλύτες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκχύλιση κράτομ. Ωστόσο, τόσο η μεθανόλη όσο και η ακετόνη είναι εύφλεκτες και τοξικές, επομένως θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με προσοχή.

Για την εκχύλιση κράτομ με υπερήχους, συνιστούμε την υδατική αιθανόλη ως διαλύτη. Ένα μείγμα νερού και αιθανόλης κατάλληλης για τρόφιμα είναι ένας μη τοξικός διαλύτης, ο οποίος μπορεί να απομακρυνθεί εύκολα μετά την εκχύλιση με απόσταξη ή περιστροφική εξάτμιση.

Λόγω της ειδικής διαλυτικής ικανότητας των διαφορετικών διαλυτών, τα εκχυλίσματα κράτομ μπορούν να εμφανίζουν διακριτές ιδιότητες. Το εκχύλισμα κράτομ που απομονώνεται με καθαρή αιθανόλη ή με υψηλή αναλογία αιθανόλης εμφανίζει λιγότερες διεγερτικές ιδιότητες, ενώ η χαλαρωτική και αγχολυτική δράση της μιτραγυνίνης είναι πιο έντονη. Η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διάφορα είδη διαλυτών και σας δίνει τη δυνατότητα να παράγετε εκχυλίσματα κράτομ με διαφορετικές ιδιότητες.
Διαβάστε περισσότερα για την εκχύλιση αλκαλοειδών από φυτικό υλικό με συσκευή υπερήχων τύπου καθετήρα!

Μελέτη περίπτωσης για την εκχύλιση κράτομ με υπερήχους

Η έρευνα έχει ήδη διερευνήσει και τεκμηριώσει την υποβοηθούμενη από υπερήχους εκχύλιση ως διαδικασία που αυξάνει την αποδοτικότητα της εκχύλισης και την απόδοση της απελευθερούμενης μιτραγυνίνης.
Οι Orio et al. 2011 συνέκριναν διάφορες τεχνικές εκχύλισης, όπως την υποβοηθούμενη από υπερήχους εκχύλιση, την υποβοηθούμενη από μικροκύματα εκχύλιση και την εκχύλιση με υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα, χρησιμοποιώντας μεθανόλη, αιθανόλη, νερό και δυαδικά μείγματα. Η συσκευή υπερήχων τύπου καθετήρα έδωσε την υψηλότερη απόδοση σε μιτραγυνίνη. Καθώς οι διεργασίες εκχύλισης με υπερήχους μπορούν να κλιμακωθούν γραμμικά έως τη βιομηχανική παραγωγή, αυτή είναι η πιο αποτελεσματική μέθοδος για την παραγωγή μεγαλύτερων ποσοτήτων του αλκαλοειδούς.

Η αρχική λυοφιλίωση σε συνδυασμό με εκχύλιση με υπερήχους διαπιστώθηκε ότι ήταν η πιο αποδοτική όταν χρησιμοποιήθηκε συνδυασμός CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) σε pH 9,5. Μια χαμηλή θερμοκρασία εκχύλισης μεταξύ 25 και 45°C βοηθά στην αποφυγή της αποδόμησης των βιοδραστικών ενώσεων.
Για την εκχύλιση με υπερήχους, 5 g κονιοποιημένων, λυοφιλιωμένων φύλλων κράτομ τοποθετούνται σε ποτήρι ζέσεως που περιέχει 200 mL CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v), το οποίο τοποθετείται σε παγόλουτρο ώστε να διατηρείται χαμηλή η θερμοκρασία κατά την κατεργασία με υπερήχους. Το δείγμα υποβάλλεται σε κατεργασία με υπερήχους με έναν ομογενοποιητή υπερήχων UP200Ht (200W, 26kHz· βλ. εικόνα αριστερά). Ο UP200Ht ρυθμίζεται σε πλάτος ταλάντωσης 100% και λειτουργία κύκλου 50% και το δείγμα υποβάλλεται σε κατεργασία με υπερήχους για περίπου 4 min. Στη συνέχεια, το εκχύλισμα των φύλλων διηθείται μέσω διηθητικού χαρτιού και το διήθημα αφέθηκε να στεγνώσει σε κάψα εξάτμισης τοποθετημένη σε υδατόλουτρο.
Η εκχύλιση με υπερήχους παράγει εκχυλίσματα υψηλής ποιότητας και ξεχωρίζει για τις υψηλές αποδόσεις, τον σύντομο χρόνο επεξεργασίας, την ασφαλή και εύκολη λειτουργία, το χαμηλό κόστος επένδυσης, καθώς και τη φιλικότητά της προς το περιβάλλον.

 
Διαβάστε περισσότερα για την εκχύλιση κάβα κάβα με υπερήχους!
 

Εκχυλιστές υπερήχων για τα αλκαλοειδή του κράτομ

Η Hielscher Ultrasonics είναι ο προμηθευτής σας με πολυετή εμπειρία στους εκχυλιστές υπερήχων υψηλών επιδόσεων. Προσφέροντας την πλήρη γκάμα, από μικρές συσκευές υπερήχων χειρός έως πλήρως βιομηχανικούς εκχυλιστές υπερήχων για συνεχή επεξεργασία εντός γραμμής, θα σας προτείνουμε ένα σύστημα υπερήχων προσαρμοσμένο στις απαιτήσεις της διεργασίας σας.
Όλες οι συσκευές υπερήχων μας μπορούν να λειτουργούν 24/7. Ανάλογα με την πρώτη ύλη σας και τον όγκο εκχύλισης, μπορείτε να επιλέξετε μεταξύ κατεργασίας με υπερήχους κατά παρτίδες και κατεργασίας με υπερήχους εντός γραμμής με χρήση αντιδραστήρα υπερήχων συνεχούς ροής.
Η γκάμα συσκευών υπερήχων και παρελκομένων (όπως ηχοτρόδια, Cascatrodes, ενισχυτές πλάτους, κυψελίδες ροής, αντιδραστήρες κ.λπ.) σας επιτρέπει να συναρμολογήσετε μια διάταξη βελτιστοποιημένη για τους στόχους της διεργασίας σας.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των εκχυλιστών υπερήχων μας: