استخراج فراصوتی کراتوم
فراصوت‌دهی روشی بسیار مؤثر، ساده و قابل‌اعتماد برای تولید عصاره‌های غنی از آلکالوئید از برگ‌های کراتوم (Mitragyna speciosa) است. فراصوت‌دهی ترکیبات زیست‌فعال مانند میتراژینین و 7-هیدروکسی‌میتراژینین را از سلول‌های گیاهی آزاد می‌کند تا بتوان آن‌ها را جداسازی کرد. استخراج فراصوتی در زمانی بسیار کوتاه، بازده استخراج بالاتری فراهم می‌کند.
کراتوم و میتراژینین
میتراژینین و 7-هیدروکسی‌میتراژینین آلکالوئیدهای ایندولی گیاه Mitragyna speciosa هستند که با نام کراتوم نیز شناخته می‌شود. هر دو ترکیب به‌عنوان آنتاگونیست گیرنده‌های اپیوئیدی عمل می‌کنند و به‌دلیل اثرات تسکین‌دهندهٔ درد شناخته شده‌اند. 7-هیدروکسی‌میتراژینین ماده‌ای با اثر ضددرد بسیار قوی است. برخلاف میتراژینین که به‌وفور در برگ‌های کراتوم وجود دارد، 7-هیدروکسی‌میتراژینین فقط در مقادیر کم یافت می‌شود. بااین‌حال، به‌دلیل قدرت اثر بالای خود، 7-هیدروکسی‌میتراژینین حتی شدیدترین دردها را تسکین می‌دهد و به کاهش علائم ترک مواد افیونی نیز شناخته می‌شود.
برگ‌های خشک‌شدهٔ کراتوم حاوی حدود 1–6% میتراژینین و حدود 0٫01 – 0٫04% از 7-هیدروکسی‌میتراژینین هستند. کراتوم ماده‌ای طبیعی با منشأ گیاهی است که می‌توان از آن به‌عنوان مکمل غذایی یا دارو به‌شکل پودر، کپسول یا تنتور برای تسکین درد، ایجاد اثر محرک یا کمک طبیعی به ترک اپیوئیدها استفاده کرد.
ترکیبات زیست‌فعال کراتوم، از جمله آلکالوئیدهای میتراژینین و 7-هیدروکسی‌میتراژینین، در سلول‌های گیاه کراتوم ذخیره می‌شوند. برای فراهم کردن زیست‌فراهمی آن‌ها و بروز اثرات دارویی روان‌فعالشان، باید دیواره‌های سلولی تخریب و ترکیبات زیست‌فعال از داخل سلول جدا شوند. فراصوت‌دهی روشی بسیار کارآمد برای استخراج ترکیبات گیاهی است و ازاین‌رو روش ترجیحی استخراج کراتوم به‌شمار می‌رود.
سونیکاتور UP400St برای استخراج بسیار کارآمد کراتوم
استخراج فراصوتی آلکالوئیدهای کراتوم
استخراج فراصوتی روشی بسیار مؤثر برای آزادسازی ترکیبات اصلی روان‌فعال، یعنی میتراژینین و 7-هیدروکسی‌میتراژینین (7-HMG)، و همچنین بیش از 40 ترکیب زیست‌فعال دیگر، شامل حدود 25 آلکالوئید (برای مثال آجمالیسین، میترافیلین، میتراژینین پسودوایندوکسیل و رینکوفیلین) از کراتوم است.
پرکاربردترین ترکیبات Mitragyna speciosa (کراتوم)، آلکالوئیدهای میتراژینین (MG) و 7-هیدروکسی‌میتراژینین هستند که به‌عنوان مواد ضددرد قوی شناخته می‌شوند. 7-هیدروکسی‌میتراژینین یک آنتاگونیست اپیوئیدی است که به بیماران در ترک اپیوئیدها کمک می‌کند. هر دو ماده را می‌توان با فراصوت‌دهی به‌طور موفقیت‌آمیز از ماتریس سلولی گیاه آزاد کرد. عصاره‌های کراتوم را می‌توان به‌روش فراصوتی با استفاده از الکل، آب یا اتانول آبی به‌عنوان حلال تولید کرد. انتخاب حلال بر اثرات عصارهٔ کراتوم تأثیر می‌گذارد.
اتانول و اتانول آبی (یعنی اتانول/آب) به‌دلیل قطبیت خود، بالاترین بازده عصارهٔ خام را فراهم می‌کنند.
حلال ایدئال برای استخراج فراصوتی کراتوم چیست؟
فراصوت‌دهی به‌عنوان روش استخراج با هر حلالی سازگار است. شما می‌توانید حلال دلخواه خود را آزادانه انتخاب کنید. بااین‌حال، برای دستیابی به نتایج بهینه در استخراج کراتوم، برخی حلال‌ها برای حل کردن آلکالوئیدهای کراتوم مناسب‌ترند.
حلال بر اثر عصارهٔ کراتوم تأثیر می‌گذارد، زیرا حلال‌های قطبی و غیرقطبی هرکدام به‌طور گزینشی مقادیر بیشتری از ترکیبات مشخصی را حل می‌کنند:
- اتانول آبی: اتانول آبی به‌معنای مخلوط آب و اتانول است. نسبت آب به اتانول را می‌توان برحسب نیاز تنظیم کرد. استفاده از اتانول آبی به‌عنوان حلال، در مقایسه با استفاده از آب یا اتانول به‌تنهایی، چندین مزیت دارد. نخست، افزودن اتانول به آب می‌تواند حلالیت برخی ترکیبات زیست‌فعال را که در آب خالص چندان محلول نیستند، مانند بعضی ترکیبات فنولی و تری‌ترپنوئیدها، بهبود دهد. دوم، استفاده از اتانول آبی می‌تواند در مقایسه با آب یا اتانول به‌تنهایی به بازده استخراج بالاتری منجر شود، زیرا طیف گسترده‌تری از ترکیبات زیست‌فعال را استخراج می‌کند.
برای کراتوم، غلظت بالاتر اتانول (60–80%) انتخاب مناسبی است، زیرا استخراج بسیار کارآمد آلکالوئیدهایی مانند میتراژینین، ترکیبات فنولی، ترپن‌ها و تری‌ترپنوئیدها را امکان‌پذیر می‌کند. هم‌زمان، سایر ترکیبات گیاهی محلول در آب نیز استخراج می‌شوند – در نتیجه عصاره‌ای با طیف کامل به‌دست می‌آید. - آب: آب حلالی رایج برای استخراج ترکیبات زیست‌فعال از گیاهان است. میتراژینین، آلکالوئید اصلی کراتوم، در آب محلول نیست؛ بنابراین آب برای استخراج کراتوم ایدئال نیست.
- اتانول: اتانول حلالی بسیار قطبی است که معمولاً برای استخراج میتراژینین، ترکیبات فنولی، ترپن‌ها و تری‌ترپنوئیدها استفاده می‌شود.
- متانول یا استون: متانول و استون حلال‌های غیرقطبی هستند که می‌توان از آن‌ها برای استخراج کراتوم استفاده کرد. بااین‌حال، متانول و استون هر دو اشتعال‌پذیر و سمی هستند؛ بنابراین باید با احتیاط استفاده شوند.
برای استخراج فراصوتی کراتوم، اتانول آبی را به‌عنوان حلال توصیه می‌کنیم. مخلوط آب و اتانول با گرید خوراکی، حلالی غیرسمی است که پس از استخراج می‌توان آن را به‌آسانی با تقطیر یا تبخیر چرخشی حذف کرد.
به‌دلیل توانایی ویژهٔ حلال‌های مختلف در حل کردن ترکیبات، عصاره‌های کراتوم می‌توانند خواص متفاوتی داشته باشند. عصارهٔ کراتومی که با اتانول خالص یا نسبت بالای اتانول جداسازی شده است، خواص محرک کمتری نشان می‌دهد، درحالی‌که اثرات آرام‌بخش و کاهندهٔ اضطرابِ میتراژینین در آن بارزتر است. استخراج فراصوتی را می‌توان با انواع مختلف حلال انجام داد و به‌این‌ترتیب عصاره‌های کراتوم با خواص متفاوت تولید کرد.
دربارهٔ استخراج آلکالوئید از مواد گیاهی با استفاده از سونیکاتور پروبی بیشتر بخوانید!
مطالعهٔ موردی استخراج فراصوتی کراتوم
پژوهش‌ها پیش‌تر استخراج به‌کمک فراصوت را بررسی کرده و اثبات کرده‌اند که این روش، کارایی استخراج و بازده میتراژینین آزادشده را افزایش می‌دهد.
Orio et al. 2011 روش‌های مختلف استخراج، از جمله استخراج به‌کمک فراصوت، استخراج به‌کمک مایکروویو و استخراج با دی‌اکسید کربن فوق‌بحرانی را با استفاده از متانول، اتانول، آب و مخلوط‌های دوتایی مقایسه کردند. سونیکاتور پروبی این نتیجه را فراهم کرد: بالاترین بازده میتراژینین. ازآنجاکه فرایندهای استخراج فراصوتی را می‌توان به‌صورت خطی تا مقیاس تولید صنعتی افزایش داد، این روش مؤثرترین راه برای تولید مقادیر بیشتر این آلکالوئید است.
مشخص شده است که خشک‌کردن انجمادی اولیه همراه با استخراج فراصوتی، زمانی بیشترین کارایی را دارد که از این ترکیب استفاده شود: CHCl3 : MeOH 1:4 (v/v) در pH 9٫5. دمای پایین استخراج بین 25 و 45°C به جلوگیری از تخریب ترکیبات زیست‌فعال کمک می‌کند.
برای استخراج فراصوتی، 5 g از برگ‌های کراتوم که به‌روش انجمادی خشک و سپس پودر شده‌اند، در بشری حاوی 200 mL از CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v) قرار می‌گیرند. بشر در حمام یخ قرار داده می‌شود تا دما هنگام فراصوت‌دهی پایین بماند. نمونه با هموژنایزر فراصوتی UP200Ht (200W, 26kHz؛ تصویر سمت چپ را ببینید) تحت فراصوت‌دهی قرار می‌گیرد. دستگاه UP200Ht روی دامنهٔ 100% و حالت چرخه‌ای 50% تنظیم می‌شود و نمونه به‌مدت حدود 4 min تحت فراصوت‌دهی قرار می‌گیرد. سپس عصارهٔ برگ از کاغذ صافی عبور داده می‌شود و مایع صاف‌شده در ظرف تبخیری که روی حمام آب قرار دارد، برای خشک شدن باقی گذاشته می‌شود.
استخراج فراصوتی عصاره‌هایی با کیفیت بالا تولید می‌کند و با بازده بالا، زمان پردازش کوتاه، کاربری ایمن و آسان، هزینهٔ سرمایه‌گذاری کم و سازگاری با محیط‌زیست، روشی مطلوب به‌شمار می‌رود.
استخراج‌کنندهٔ فراصوتی UIP1000hdT مجهز به همزن برای استخراج ترکیبات فیتوشیمیایی از گیاهان دارویی و سایر گیاهان.
استخراج‌کننده‌های فراصوتی برای آلکالوئیدهای کراتوم
Hielscher Ultrasonics تأمین‌کنندهٔ باسابقهٔ شما در زمینهٔ استخراج‌کننده‌های فراصوتی با عملکرد بالا است. با ارائهٔ طیفی کامل از سونیکاتورهای کوچک قابل‌نگه‌داشتن در دست تا استخراج‌کننده‌های فراصوتی کاملاً صنعتی برای پردازش پیوستهٔ درون‌خطی، سامانه‌ای فراصوتی متناسب با نیازهای فرایند شما پیشنهاد می‌کنیم.
تمام سونیکاتورهای ما قابلیت کارکرد 24/7 دارند. بسته به مادهٔ اولیه و حجم استخراج، می‌توانید بین فراصوت‌دهی ناپیوسته و فراصوت‌دهی درون‌خطی با استفاده از راکتور فراصوتی جریان‌گذر انتخاب کنید.
مجموعهٔ سونیکاتورها و تجهیزات جانبی (مانند سونوتْرودها، Cascatrodes، هورن‌های تقویت‌کننده، سلول‌های جریان، راکتورها و غیره) به شما امکان می‌دهد چیدمانی بهینه برای اهداف فرایند خود فراهم کنید.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش استخراج‌کننده‌های فراصوتی ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 300mL | 10 تا 100mL/min | UP50H |
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
منابع / مراجع
- Orio, Laura; Alexandru, Lavinia; Cravotto, Giancarlo; Mantegna, Stefano; Barge, Alessandro (2012): UAE, MAE, SFE-CO2 and classical methods for the extraction of Mitragyna speciosa leaves. Ultrasonics Sonochemistry 19 (2012) 591–595.
- Hakim Mas Haris et al. (2013): An Optimised Recovery of Mitragynine from Mitrgyna Speciosa Using Freeze Drying and Ultrasonic-Assisted Extraction Method. The Experiment Vol. 15(3), 2013. 1077-1083.
نکات دانستنی
کراتوم
کراتوم به‌دلیل ترکیبات اصلی روان‌فعال خود، میتراژینین (MG) و 7-هیدروکسی‌میتراژینین (7‐HMG)، که در برگ‌های Mitragyna speciosa یافت می‌شوند، شناخته شده است.
کراتوم واژه‌ای تایلندی است که هم به این درخت و هم به روش‌های آماده‌سازی برگ‌های آن برای مصرف اشاره دارد. Mitragyna speciosa Korth. درختی همیشه‌سبز از خانوادهٔ قهوه (Rubiaceae ) و بومی جنوب‌شرقی آسیا است.
آنتاگونیست‌های اپیوئیدی
آگونیست دارویی است که گیرنده‌های مشخصی را در مغز فعال می‌کند. اپیوئیدهای آگونیست کامل، گیرنده‌های اپیوئیدی مغز را به‌طور کامل فعال می‌کنند و در نتیجه اثر کامل اپیوئیدی ایجاد می‌شود. هروئین، اکسی‌کدون، متادون، هیدروکدون، مورفین، تریاک و موارد دیگر نمونه‌هایی از آگونیست‌های کامل هستند.
آنتاگونیست دارویی است که با اتصال به گیرنده‌های اپیوئیدی، بدون فعال کردن آن‌ها، اثر اپیوئیدها را مسدود می‌کند. آنتاگونیست‌ها هیچ اثر اپیوئیدی ایجاد نمی‌کنند و اثر اپیوئیدهای آگونیست کامل را مسدود می‌کنند. نالترکسون و نالوکسان نمونه‌هایی از این داروها هستند. نالوکسان گاهی برای خنثی کردن اثرات مصرف بیش‌ازحد هروئین استفاده می‌شود.
ترپن‌ها در مقایسه با ترپنوئیدها
ترپن‌ها هیدروکربن‌های خالصی بر پایهٔ ترکیب واحدهای ایزوپرن هستند، درحالی‌که ترپنوئیدها بر اثر اکسایش تغییر یافته‌اند. به‌عبارت دیگر، ترپنوئیدها ترکیباتی مرتبط با ترپن‌ها هستند که با داشتن گروه عاملی اکسیژن‌دار یا بازآرایی‌های مولکولی از آن‌ها متمایز می‌شوند. اگرچه ترپن‌ها و ترپنوئیدها انواع متفاوتی از ترکیبات هستند، این دو اصطلاح در کاربرد غیرتخصصی اغلب به‌جای یکدیگر به‌کار می‌روند.