Ultrazvučna ekstrakcija kratoma

Obrada ultrazvukom vrlo je učinkovita, jednostavna i pouzdana tehnika za proizvodnju ekstrakata bogatih alkaloidima iz listova kratoma (Mitragyna speciosa). Sonikacija oslobađa bioaktivne spojeve poput mitraginina i 7-hidroksimitraginina iz biljnih stanica kako bi se mogli izolirati. Ultrazvučna ekstrakcija omogućuje veće prinose uz vrlo kratko vrijeme ekstrakcije.

Kratom i mitraginin

Mitraginin i 7-hidroksimitraginin indolni su alkaloidi biljke Mitragyna speciosa, poznate i kao kratom. Oba spoja djeluju kao antagonisti opioidnih receptora i poznata su po svojim učincima ublažavanja boli. 7-hidroksimitraginin vrlo je snažna tvar za ublažavanje boli. Za razliku od mitraginina, koji je obilno prisutan u listovima kratoma, 7-hidroksimitraginin nalazi se samo u malim količinama. Međutim, zbog svoje velike potentnosti, 7-hidroksimitraginin ublažava čak i najjaču bol, a poznato je i da ublažava simptome ustezanja od opijata.
Osušeni listovi kratoma sadrže približno 1–6% mitraginina i približno 0,01 – 0,04% 7-hidroksimitraginina. Kratom je prirodni biljni sastojak koji se može upotrebljavati kao dodatak prehrani ili kao lijek u obliku praha, kapsula ili tinktura za ublažavanje boli, stimulaciju ili kao prirodna pomoć pri odvikavanju od opioida.
Bioaktivni spojevi kratoma, primjerice alkaloidi mitraginin i 7-hidroksimitraginin, pohranjeni su u stanicama biljke kratom. Kako bi se učinili bioraspoloživima i kako bi se omogućilo njihovo psihoaktivno ljekovito djelovanje, stanične stijenke moraju se razgraditi, a bioaktivni spojevi moraju se izolirati iz unutrašnjosti stanica. Obrada ultrazvukom vrlo je učinkovita metoda za ekstrakciju biljnih spojeva te je stoga preferirana tehnika ekstrakcije kratoma.

Ultrazvučna ekstrakcija alkaloida kratoma

Ultrazvučna ekstrakcija vrlo je učinkovita metoda za oslobađanje ključnih psihoaktivnih spojeva mitraginina i 7-hidroksimitraginina (7-HMG), kao i više od 40 drugih bioaktivnih spojeva, uključujući oko 25 alkaloida (npr. ajmalicin, mitrafilin, pseudoindoksil mitraginina, rinkofilin), iz kratoma.
Najčešće korišteni spojevi biljke Mitragyna speciosa (kratom) jesu alkaloidi mitraginin (MG) i 7-hidroksimitraginin, koji su poznati kao snažne tvari za ublažavanje boli. 7-hidroksimitraginin antagonist je opioida koji pacijentima pomaže pri odvikavanju od opioida. Obje se tvari mogu uspješno osloboditi iz staničnog matriksa biljke sonikacijom. Ekstrakti kratoma mogu se proizvoditi ultrazvučno uz upotrebu alkohola, vode ili vodenog etanola kao otapala. Odabir otapala utječe na učinke ekstrakta kratoma.
Etanol i vodeni etanol (tj. etanol/voda) daju najveće prinose sirovog ekstrakta zbog svoje polarnosti.

Koje je idealno otapalo za ultrazvučnu ekstrakciju kratoma?

Obrada ultrazvukom kao metoda ekstrakcije kompatibilna je sa svakim otapalom. Slobodno možete odabrati otapalo koje vam najviše odgovara. Međutim, za optimalne rezultate ekstrakcije kratoma neka su otapala bolja za otapanje alkaloida kratoma.
Otapalo utječe na učinak ekstrakta kratoma jer polarna i nepolarna otapala selektivno otapaju veće količine određenih spojeva:

• Vodeni etanol: Vodeni etanol označava smjesu vode i etanola. Omjer vode i etanola može se prilagoditi zahtjevima. Uporaba vodenog etanola kao otapala ima nekoliko prednosti u odnosu na uporabu same vode ili samog etanola. Prvo, dodavanje etanola vodi može poboljšati topljivost određenih bioaktivnih spojeva koji nisu osobito topljivi u samoj vodi, poput nekih fenolnih spojeva i triterpenoida. Drugo, uporaba vodenog etanola može rezultirati većim prinosima ekstrakcije u usporedbi sa samom vodom ili samim etanolom jer može ekstrahirati širi raspon bioaktivnih spojeva.
  Za kratom je viša koncentracija etanola (60–80%) dobar izbor jer omogućuje vrlo učinkovitu ekstrakciju alkaloida poput mitraginina, fenolnih spojeva, terpena i triterpenoida. Istodobno se ekstrahiraju i drugi biljni spojevi topljivi u vodi – čime se dobiva ekstrakt punog spektra.
• Voda: Voda je uobičajeno otapalo za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz biljaka. Glavni alkaloid kratoma, mitraginin, nije topljiv u vodi pa voda nije idealna za ekstrakciju kratoma.
• Etanol: Etanol je vrlo polarno otapalo koje se uobičajeno upotrebljava za ekstrakciju mitraginina, fenolnih spojeva, terpena i triterpenoida.
• Metanol ili aceton: Metanol i aceton nepolarna su otapala koja se mogu upotrebljavati za ekstrakciju kratoma. Međutim, metanol i aceton zapaljivi su i toksični pa ih treba upotrebljavati s oprezom.

Za ultrazvučnu ekstrakciju kratoma preporučujemo vodeni etanol kao otapalo. Smjesa vode i etanola prehrambene kvalitete netoksično je otapalo koje se nakon ekstrakcije može lako ukloniti destilacijom ili rotacijskim isparavanjem.

Zbog specifične sposobnosti otapanja različitih otapala, ekstrakti kratoma mogu imati različita svojstva. Ekstrakt kratoma izoliran čistim etanolom ili smjesom s visokim udjelom etanola pokazuje slabija stimulirajuća svojstva, dok su opuštajući učinci mitraginina i njegovi učinci na smanjenje tjeskobe izraženiji. Ultrazvučna ekstrakcija može se provoditi s različitim vrstama otapala i omogućuje vam proizvodnju ekstrakata kratoma različitih svojstava.
Pročitajte više o ekstrakciji alkaloida iz biljnog materijala ultrazvučnim uređajem sa sondom!

Studija slučaja ultrazvučne ekstrakcije kratoma

Istraživanjima je već ispitana i dokazana ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom kao postupak koji povećava učinkovitost ekstrakcije i prinos oslobođenog mitraginina.
Orio i sur. 2011 usporedili su različite tehnike ekstrakcije, poput ekstrakcije potpomognute ultrazvukom, ekstrakcije potpomognute mikrovalovima i ekstrakcije superkritičnim ugljikovim dioksidom, uz uporabu metanola, etanola, vode i binarnih smjesa. Ultrazvučni uređaj sa sondom dao je najveći prinos mitraginina. Budući da se postupci ultrazvučne ekstrakcije mogu linearno povećavati do razine industrijske proizvodnje, to je najučinkovitija metoda za proizvodnju većih količina tog alkaloida.

Utvrđeno je da je početna liofilizacija u kombinaciji s ultrazvučnom ekstrakcijom najučinkovitija kada se upotrebljava kombinacija CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) pri pH 9,5. Niska temperatura ekstrakcije između 25 i 45°C pomaže spriječiti razgradnju bioaktivnih spojeva.
Za ultrazvučnu ekstrakciju 5 g usitnjenih liofiliziranih listova kratoma stavlja se u laboratorijsku čašu koja sadržava 200 mL smjese CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v), a čaša se stavlja u ledenu kupelj kako bi temperatura tijekom sonikacije ostala niska. Uzorak se sonicira ultrazvučnim homogenizatorom UP200Ht (200W, 26kHz; pogledajte sliku lijevo). UP200Ht postavlja se na amplitudu od 100% i ciklički način rada od 50%, a uzorak se sonicira približno 4 min. Nakon toga ekstrakt listova filtrira se kroz filtarski papir, a filtrat se ostavlja da se osuši u zdjelici za isparavanje postavljenoj na vodenu kupelj.
Ultrazvučnom ekstrakcijom dobivaju se visokokvalitetni ekstrakti, a odlikuje se visokim prinosima, kratkim vremenom obrade, sigurnim i jednostavnim rukovanjem, niskim troškovima ulaganja te ekološkom prihvatljivošću.

 
Pročitajte više o ultrazvučnoj ekstrakciji kave kave!
 

Ultrazvučni ekstraktori za alkaloide kratoma

Hielscher Ultrasonics vaš je dobavljač visokoučinkovitih ultrazvučnih ekstraktora s dugogodišnjim iskustvom. Nudimo cjelokupan raspon uređaja, od malih ručnih ultrazvučnih uređaja do potpuno industrijskih ultrazvučnih ekstraktora za kontinuiranu obradu u liniji, te ćemo vam preporučiti ultrazvučni sustav prilagođen zahtjevima vašeg procesa.
Svi naši ultrazvučni uređaji mogu raditi 24/7. Ovisno o sirovini i volumenu ekstrakcije, možete odabrati šaržnu sonikaciju ili sonikaciju u liniji s pomoću ultrazvučnog protočnog reaktora.
Asortiman ultrazvučnih uređaja i pribora (kao što su sonotrode, Cascatrodes, pojačivači amplitude, protočne ćelije, reaktori itd.) omogućuje vam sastavljanje sustava optimiziranog za ciljeve vašeg procesa.
Tablica u nastavku daje okvirni pregled kapaciteta obrade naših ultrazvučnih ekstraktora: