Alkaloid extrakció szonda-ultrahangos készülékkel
Az alkaloidok bioaktív vegyületek, amelyek hatékonyan kivonhatók a növényekből ultrahangos kezeléssel. Az alkaloidok biológiai hatások széles skáláját mutatják, ezért gyógyszerként és terápiaként használják őket. Az ultrahangos extrakció az előnyben részesített technika, hogy kiváló minőségű alkaloid kivonatokat állítson elő növényi anyagból. Az ultrahangos extrakció nagyon magas alkaloid hozamot eredményez, míg az extrakciós idő rövid, és az ultrahangos berendezés biztonságos és könnyen kezelhető.
Nagy hatékonyságú alkaloid extrakció Power-Ultrahanggal
Hogyan segíti elő az ultrahangos extrakció az alkaloidok izolálását?
Az ultrahangos extrakció alacsony frekvenciájú ultrahanghullámokat (pl. 20-26 kHz frekvencia) és ultrahang akusztikus kavitáció hatását használja. A nagy intenzitású ultrahanghullámok kavitációs buborékokat hoznak létre, amelyek összeomlanak, lokálisan energiadús nyomás- és hőmérsékletkülönbségeket, valamint erőteljes nyíróerőket generálva, amelyek perforálják és megtörik a növényi sejtfalakat és a növényi szöveteket. A kavitáció által generált folyadékáramlás elősegíti az intracelluláris mátrix és a környező oldószer közötti tömegátvitelt, így az alkaloidok hatékonyan szabadulnak fel. Az ultrahangos alkaloid extrakcióhoz a növényi anyagot (pl. őrölt szárított levelek) oldószerbe helyezzük, amely jellemzően víz és szerves oldószer, például vizes etanol keveréke. A poláris oldószerek, például a metanol és az etanol bizonyultak a leghatékonyabbnak a magas alkaloidhozamok esetén. A hígtrágya rövid ultrahangos kezelése után – növényi anyagból és oldószerből áll – Az alkaloidok felszabadulnak a növényi sejtekből, és jelen vannak az oldószerben, ahonnan izolálhatók és tisztíthatók (pl. Rotor-párologtatóval).
ultrasonicator UP400St növényi anyagból történő alkaloid extrakcióhoz.
Az ultrahangos alkaloid extrakció fő előnyei
Az ultrahangos extrakciót kiváló extrakciós technikának tekintik az alkaloidok növényi anyagokból történő izolálására, mivel számos előnnyel jár, többek között:
- Megnövelt extrakciós hatékonyság: Az ultrahangos extrakció több mint 200% -kal növelheti az alkaloidok hozamát a hagyományos extrakciós módszerekhez képest.
- Csökkentett extrakciós idő: Az ultrahangos extrakció jelentősen csökkentheti az extrakciós időt, lehetővé téve a nagy mennyiségű növényi anyag gyorsabb és hatékonyabb feldolgozását.
- Alacsonyabb oldószer-fogyasztás: Az ultrahangos extrakció csökkentheti az extrakcióhoz szükséges oldószer mennyiségét, ami csökkenti az oldószer-fogyasztást és csökkenti a környezeti hatást.
- Szelektív extrakció: Az ultrahangos extrakció felhasználható bizonyos alkaloidok szelektív kivonására a megfelelő oldószer, a folyamatparaméterek és az extrakciós hőmérséklet kiválasztásával. Mivel a nem kívánt vegyületek elmaradnak, a végtermék tisztasága javul.
- Könnyen felskálázható: Az ultrahangos extrakció könnyen méretezhető, hogy nagyobb mennyiségű növényi anyagot kezeljen, így alkalmas a kereskedelmi termelésre. Az ultrahangos folyamatok lineárisan méretezhetők, ami megkönnyíti az ipari léptékű megvalósítást.
Összességében az ultrahangos extrakció gyorsabb, hatékonyabb és környezetbarátabb megközelítést kínál az alkaloidok növényi anyagokból történő izolálására.
Ultrahangos alkaloid extrakció a Soursop fa leveleiből
Nolasco-González et al. (2022) a bioaktív vegyületek, köztük fenolos vegyületek, alkaloidok, acetogeninek (mindegyik magas antioxidáns kapacitású) ultrahangos extrakciójának hatékonyságát és hatékonyságát vizsgálta az Annona muricata (soursop fa) növényfaj leveleiből. Az ultrahangos extrakcióhoz a szonda típusú ultrahangos készüléket használták UP400S a következő körülmények között: 80% amplitúdó, 0,7 s impulzusciklus, 4,54 percig. Az összes oldható fenolt (TSP) 0,5 g szárított levélpor és 20 ml aceton: víz (80:20 v/v) felhasználásával extraháltuk. Az ultrahanggal előállított kivonat 178,48 mg / 100 ml oldható fenolokat, 20,18 mg / 100 ml összes flavonoidot, 27,81 mg / 100 ml hidrolizálható polifenolt, 167,07 mg / 100 ml kondenzált tannint, 30,44 mg / 100 ml összes alkaloidot és 14,62 mg / 100 ml összes acetogenint tartalmazott. Az U400S szonda típusú ultrahangos készülékkel izolált kivonat (lásd a bal oldali képet) magas antioxidáns kapacitást és magasabb bioaktív vegyület-tartalmat mutatott ~ 6 és ~ 927-szeresére, mint a főzet vagy az infúzió, a vegyület típusától függően. A mintákban huszonnégy különböző fenolos vegyületet azonosítottunk, és az ultrahanggal izolált kivonat a legmagasabb koncentrációt eredményezte.
[vö. Nolasco-González et al., 2022]
Az ultrahanggal segített extrakció (UAE), a főzet és az infúzió optimális körülményeivel kapott kivonatok antioxidáns kapacitása. Az ultrahangos kivonatok következetesen jelentősen magasabb antioxidáns kapacitást mutatnak.
(Tanulmány és grafika: ©Nolasco-González et al., 2022)
A fenolos vegyületek HPLC-kromatogramja az Annona muricata levelek ultrahanggal izolált kivonatából az UP400S ultrahangos segítségével.
(1) shikiminsav, (2) galluszsav, (3) protocatechuic sav, (4) neoklorogénsav,
(5) 3,4-dihidroxifenil-ecetsav, (6) 4-hidroxi-benzoesav, (7) klorogénsav, (8) 4-hidroxifenil-ecetsav, (9) vanillinsav, (10) fecskendősav, (11) 3-hidroxi-benzoesav, (12) koffeinsav, (13) 4-hidroxi-benzaldehid, (14) homovanillinsav, (15) 3-(4-hidroxifenil), (16) p-kumarsav, (17) transz-ferulinsav, (18) transz-fahéjsav, (19) gallocatechin, (20) epigallocatechin, (21) katechin,(22) epikatechin, (23) rutin, (24) ellagsav.
(Tanulmány és grafika: ©Nolasco-González et al., 2022)
Lee és munkatársai (2021) hasonló megerősített eredményeket mutattak, mivel 2.3-szor több alkaloidot jelentettek az A. muricata levelekből, amelyeket ultrahangos úton extrakáltak (340 W, 56 ◦ C, 30 perc), mint a Soxhlet extrakció (7 óra, 80 ◦C).
Ultrahangos elszívó UIP1000hdT keverővel alkaloid extrakcióhoz kötegelt üzemmódban.
Indole alkaloid extrakció a Mimosa gyökérkéregből és az Ayahuascából egy ultrahangos készülékkel
A mimóza gyökérkéreg, valamint az ayahuasca levelek tartalmazzák az N,N-dimetil-triptamin (DMT) alkaloidot. A dimetil-triptamint (DMT) jelenleg klinikai vizsgálatokban kutatják hallucinogén hatásai miatt, és ezért potenciális gyógyszerként a depresszió és a poszttraumás stressz rendellenességek (PTSD) kezelésére. Ultrasonication hatékonyan elősegíti az alkaloid felszabadulását és izolálását a Mimosa hostilis gyökerekből és a Psychotria viridis levelekből (ayahuasca). Az ultrahangos DMT extrakció nagyon rövid időn belül magas hozamot eredményez. Szinte minden oldószerrel kompatibilis, Hielscher szonda típusú ultrahangos készülékeket használnak gyógyszeripari minőségű bioaktív vegyületek előállítására kutatási és orvosi körülmények között, valamint a minta előkészítéséhez az analitikai minőség és a hatékonyság tesztelése előtt. Ezért a Hielscher ultrasonicators számos módon megkönnyítheti az orvosi DMT-t és a botanikai kutatást.
Az indol akaloid N,N-dimetil-triptamin (DMT) leggyakoribb forrása a jurema fában, a Mimosa hostilis gyökereiből származik (közismert nevén jurema preta). Az Ayahuasca egy másik növényfaj hagyományos neve, amelyben a Psychotria viridis cserje levelei DMT-ben gazdagok.
Mind a mimóza gyökérkéreg (más néven mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis gyökérkéreg; rövidítve MHRB), mind az ayahuasca levelek különböző bioaktív vegyületeket tartalmaznak, amelyeket jelenleg klinikai vizsgálatokban kutatnak terápiás gyógyszerként való potenciáljuk tekintetében. A mimóza gyökér kéreg tanninokat, szaponinokat, triptaminokat, alkaloidokat, lipideket, fitondolokat, xilózt, fitoszterolokat, glükozidokat, ramnózt, arabinózt, metoxikalkonokat, lupeolt és kukulkaninokat tartalmaz. Ezek a bioaktív vegyületek hatékonyan kivonhatók a gyökér kéregből szonda típusú ultrahangos készülékekkel. Az ultrahangos extrakció a kiváló technika a célanyagok, például az alkaloidok botanikai anyagból, például mimóza gyökérkéregből és ayahuasca levelekből történő izolálására. Az ultrahangos kezelés kiváló azáltal, hogy magas hozamot biztosít nagyon rövid extrakciós idő alatt. Az enyhe folyamatfeltételek biztosítják a legmagasabb extraktminőséget, megakadályozva az aktív molekulák nem kívánt lebomlását.
Kinyerési beállítás botanikai izoláláshoz: szonda típusú ultrasonicator UP400St, Büchi vákuumszűrő és rotor-párologtató fitokemikáliák, például alkaloidok és fenolok extrahálásához.
Ultrahangos elszívó UIP2000hdT gyógyszeripari minőségű rozsdamentes acél tétellel alkaloid kivonatok ipari előállításához.
Hielscher Ultrasonicators a hatékony alkaloid extrakcióhoz
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos elszívókat tervez, gyárt és forgalmaz, amelyeket tudományos kutatáshoz, valamint gyógyszeripari minőségű kivonatok előállításához használnak.
Hielscher Ultrasonicators a kiváló extrakciós hatékonyság érdekében
Az ultrahanggal segített extrakció tudományosan bizonyított technika, amely rendkívül nagy hatékonysággal rendelkezik a bioaktív vegyületek növényekből történő kivonása tekintetében. Míg a hagyományos módszerek gyakran hosszú időt vesznek igénybe (több órát akár napokat), az ultrahangos botanikai extrakció csak néhány percet vesz igénybe.
Magas extrakciós hozam és kiváló kivonatminőség Hielscher Ultrasonicators segítségével
Az ultrahang-vezérelt extrakció lehetővé teszi a bioaktív vegyületek teljes felszabadulását a növényi anyagból. Az ultrahangos kavitáció megszakítja a sejtmátrixot, és hatékonyan felszabadítja a bioaktív molekulákat a környező oldószerbe. Összehasonlító vizsgálatok kimutatták, hogy az ultrahangos kezelés magasabb kivonathozamot eredményez, mint más extrakciós technikák (pl. Soxhlet, maceráció, főzet, infúzió). Az ultrahangos extrakció kompatibilis bármely oldószerrel, és ezáltal lehetővé teszi nagyon enyhe oldószer, például víz vagy vizes etanol használatát is. Ami a speciális extrakciós követelményeket illeti, poláros és nem poláros oldószerek választhatók, és az oldószerek közötti váltás nem jelent problémát. A folyamatparaméterek (pl. amplitúdó) pontos ellenőrzése, az enyhe oldószerek használata és a pontos hőmérséklet-szabályozás megakadályozza a bioaktív vegyületek (pl. Alkaloidok, polifenolok, flavonoidok, kannabinoidok stb.) lebomlását és szennyeződését az ultrahangos extrakció során.
A Hielscher Ultrasonicators sokoldalú alkalmazása
Míg az alternatív extrakciós technikák (pl. Szuperkritikus CO2, oldószeres extrakció, perkoláció stb.) gyakran csak specifikus molekulák extrakciójára alkalmazhatók a molekulatömegtől, oldhatóságtól és hőérzékenységtől függően, a Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos készülékekkel történő extrakció lehetővé teszi bármely botanikai vegyület sokoldalú extrakcióját. Az ultrahanggal segített extrakció megbízhatóan alkalmazható széles spektrumú kivonatok extrahálására, amelyek bioaktív vegyületeket, például polifenolokat, alkaloidokat, antrakinonokat, flavonoidokat, glikozidokat, lipideket, pektint és poliszacharidokat tartalmaznak.
Kiváló energiahatékonyság és környezetbarát
Az ultrahanggal segített extrakció energiafogyasztása messze kisebb, mint a hagyományos módszerek a gyógyászati vegyületek növényekből történő kivonására.
Megbízhatóság a folyamat szabványosítása miatt Hielscher Ultrasonics
A Hielscher ultrasonicators lehetővé teszi az ultrahangos folyamat összes paraméterének, például amplitúdójának, intenzitásának, időtartamának és hőmérsékletének pontos szabályozását. A folyamatparaméterek könnyen szabályozhatók és folyamatosan felügyelhetők. Ezenkívül az összes folyamatparaméter automatikusan CSV-fájlként van protokollozva egy beépített SD-kártyán. Ez lehetővé teszi az üzemeltető számára, hogy felülvizsgálja az ultrahangos futtatásokat, optimalizálja a kinyerési folyamatot és biztosítsa az állandó kivonatminőséget. A Hielscher ultrahangos készülékek lehetővé teszik a gyártók számára, hogy kiváló minőségű botanikai kivonatokat állítsanak elő, és megkönnyítsék a jó gyártási gyakorlat (GMP) teljesítését.
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10-200 ml / perc | UP100H |
| 10-2000 ml | 20-400 ml / perc | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1-20L | 02 - 4 L / perc | UIP2000hdT |
| 10-100 liter | 2 - 10 l / perc | UIP4000hdT |
| 15 és 150L között | 3 és 15 l / perc között | UIP6000hdT |
| na | 10 - 100 l / perc | UIP16000 |
| na | nagyobb | klaszter UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok keverésalkalmazások, diszperziós, emulgeálás és extrakciós laboratóriumi, kísérleti és ipari méretű.
Irodalom / Referenciák
- 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.
Tudni érdemes
Mik azok az alkaloidok?
Az alkaloidok a természetben előforduló, kis molekulatömegű nitrogénvegyületek egy csoportját alkotják, amelyek gyakran másodlagos metabolitokként találhatók meg a növényvilágban. Az alkaloid legalább egy nitrogénatomot tartalmaz. Az alkaloidokat biokémiailag szintetizáljuk az alábbi három közös aminosav egyikéből – lizin, tirozin és triptofán.
A növényekben az alkaloidok általában szerves savak, például ecetsav, almasav, tejsav, citromsav, oxálsav, borkősav, tannin és más savak sóiként léteznek. Néhány gyenge bázikus alkaloid (például nikotin) szabadon fordul elő a természetben. Néhány alkaloid cukor glikozidjaiként is előfordul, mint például a glükóz, a ramnóz és a galaktóz, például a szolanum csoport alkaloidjai (szolanin), amidok (piperin) és szerves savak észterei (atropin, kokain) (vö. Ramawat et al., 2009).
Számos alkaloid bioaktív vegyület, amely gyógyászati vagy terápiás hatást fejt ki. Például az alkaloidok bizonyos típusait különböző betegségek kezelésére használják, beleértve a maláriát, a cukorbetegeket, a rák specifikus típusait, a szívműködési zavarokat, a depressziót stb.
Mivel sok alkaloid erős bioaktív tulajdonságokkal rendelkezik, gyógyszerként, narkotikumként, stimulánsként és méregként való felhasználásukat vagy elfogadták, vagy tudományos kutatás alatt állnak. A morfint, a Papaver somniferum mák jól ismert alkaloidját gyógyszerként használják a mai orvostudományban. A kinin és a kodein két másik alkaloid típus, amelyet orvosi célokra használnak. Orvosi felügyelet mellett és orvosilag előírt dózisokban az alkaloidok farmakológiailag hasznosak. Helytelen alkalmazás esetén azonban egyes alkaloidok nagy dózisban mérgezőek lehetnek. Az alkaloid sztrichnint például rendkívül hatékony toxinként használják, amelyet peszticidként használnak a kis csigolyák ellen.
Példák néhány alkaloidra a növényekben
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
Hielscher Ultrahang gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok Labor nak nek ipari méretben.