Ultrasonic Kratom Extraction

L'ultrasonicazione è una tecnica altamente efficace, semplice e affidabile per produrre estratti ricchi di alcaloidi dalle foglie di kratom (Mitragyna speciosa). La sonicazione libera i composti bioattivi come la mitraginina e la 7-idrossimetraginina dalle cellule della pianta, in modo da poterli isolare. L'estrazione a ultrasuoni fornisce rese più elevate in un tempo di estrazione molto breve.

Kratom e mitraginina

La mitragina e la 7-idrossimetragina sono alcaloidi indolici della Mitragyna speciosa, nota anche come Kratom. Entrambi i composti agiscono come antagonisti dei recettori oppioidi e sono noti per i loro effetti antidolorifici. La 7-idrossimetraginina è una sostanza antidolorifica molto potente. A differenza della mitraginina, presente in abbondanza nelle foglie di Kratom, la 7-idrossimetraginina si trova solo in piccole quantità. Tuttavia, grazie alla sua elevata potenza, la 7-idrossimetraginina allevia anche i dolori più forti ed è anche nota per alleviare i sintomi dell'astinenza da oppiacei.
Le foglie essiccate di kratom contengono circa l'1-6% di mitraginina e circa lo 0,01% di mitraginina. – 0.04% di 7-idrossimitragina. Il kratom è un ingrediente botanico naturale che può essere utilizzato come integratore alimentare o farmaceutico sotto forma di polveri, capsule o tinture per alleviare il dolore, stimolare o agire come aiuto naturale per l'astinenza da oppioidi.
I composti bioattivi del kratom, ad esempio gli alcaloidi mitraginina e 7-idrossimetraginina, sono immagazzinati nelle cellule della pianta di kratom. Per renderli biodisponibili e rilasciare i loro effetti medicinali psicoattivi, è necessario rompere le pareti cellulari e isolare i composti bioattivi dall'interno delle cellule. L'ultrasuonoterapia è un metodo altamente efficace per l'estrazione dei composti botanici ed è quindi la tecnica di estrazione del kratom preferita.

Estrazione a ultrasuoni degli alcaloidi del Kratom

L'estrazione a ultrasuoni è un metodo molto efficace per liberare dal kratom i composti psicoattivi chiave, la mitraginina e la 7-idrossimitraginina (7-HMG), nonché oltre 40 altri composti bioattivi, tra cui circa 25 alcaloidi (ad esempio ajmalicina, mitrafillina, mitraginina pseudoindossile, rinofillina).
I composti più utilizzati della Mitragyna speciosa (kratom) sono gli alcaloidi mitraginina (MG) e 7-idrossimetraginina, noti come potenti sostanze antidolorifiche. La 7-idrossimetraginina è un antagonista degli oppioidi, che aiuta i pazienti a ritirarsi dagli oppioidi. Entrambe le sostanze possono essere rilasciate con successo dalla matrice cellulare della pianta mediante sonicazione. Gli estratti di Kratom possono essere prodotti a ultrasuoni utilizzando come solvente alcol, acqua o etanolo acquoso. La scelta del solvente influenza gli effetti dell'estratto di kratom.
L'etanolo e l'etanolo acquoso (cioè etanolo/acqua) danno le più alte rese di estratto grezzo grazie alla loro polarità.

Qual è il solvente ideale per l'estrazione a ultrasuoni del Kratom?

L'ultrasuoni come metodo di estrazione è compatibile con qualsiasi solvente. Siete liberi di scegliere il solvente che più vi piace. Tuttavia, per ottenere risultati ottimali di estrazione del kratom, alcuni solventi sono migliori per sciogliere gli alcaloidi del kratom.
L'effetto dell'estratto di kratom è influenzato dal solvente, in quanto i solventi polari e non polari dissolvono selettivamente più composti specifici:

• Etanolo acquoso: Per etanolo acquoso si intende una miscela di acqua ed etanolo. Il rapporto tra acqua ed etanolo può essere regolato in base alle esigenze. L'uso di etanolo acquoso come solvente presenta diversi vantaggi rispetto all'uso di acqua o etanolo da soli. In primo luogo, l'aggiunta di etanolo all'acqua può migliorare la solubilità di alcuni composti bioattivi poco solubili in acqua da soli, come alcuni composti fenolici e triterpenoidi. In secondo luogo, l'uso di etanolo acquoso può portare a rese di estrazione più elevate rispetto all'acqua o all'etanolo da solo, in quanto può estrarre una gamma più ampia di composti bioattivi.
  Per il kratom, una concentrazione più elevata di etanolo (60-80%) è una buona scelta, in quanto consente di estrarre in modo molto efficiente alcaloidi come la mitraginina, composti fenolici, terpeni e triterpenoidi. Allo stesso tempo, vengono estratti anche altri composti idrosolubili della pianta. – ottenendo un estratto a spettro completo.
• Acqua: L'acqua è un solvente comune per l'estrazione di composti bioattivi dalle piante. Il principale alcaloide del kratom, la mitraginina, non è solubile in acqua, quindi l'acqua non è ideale per l'estrazione del kratom.
• Etanolo: L'etanolo è un solvente molto polare che viene comunemente utilizzato per l'estrazione di mitraginina, composti fenolici, terpeni e triterpenoidi.
• Metanolo o acetone: Il metanolo e l'acetone sono solventi non polari che possono essere utilizzati per l'estrazione del kratom. Tuttavia, il metanolo e l'acetone sono infiammabili e tossici, quindi vanno usati con cautela.

Per l'estrazione del kratom a ultrasuoni, si consiglia di utilizzare come solvente l'etanolo acquoso. Una miscela di acqua ed etanolo alimentare è un solvente non tossico, che può essere facilmente rimosso dopo l'estrazione mediante distillazione o roto-evaporazione.

A causa della specifica capacità di dissoluzione dei diversi solventi, gli estratti di kratom possono presentare proprietà distinte. L'estratto di kratom isolato con etanolo puro o con un alto rapporto di etanolo mostra proprietà meno stimolanti, mentre gli effetti rilassanti e ansiolitici della mitraginina sono più pronunciati. L'estrazione a ultrasuoni può essere utilizzata con vari tipi di solventi e offre la possibilità di produrre estratti di kratom con proprietà diverse.
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Caso di studio per l'estrazione di Kratom a ultrasuoni

La ricerca ha già studiato e dimostrato che l'estrazione assistita da ultrasuoni è una procedura che aumenta l'efficienza dell'estrazione e la resa della mitraginina rilasciata.
Orio et al. 2011 hanno confrontato diverse tecniche di estrazione come l'estrazione assistita da ultrasuoni, l'estrazione assistita da microonde e l'estrazione con anidride carbonica supercritica, utilizzando metanolo, etanolo, acqua e miscele binarie. L'ultrasuonatore a sonda ha dato il massima resa in mitraginina. Poiché i processi di estrazione a ultrasuoni possono essere scalati linearmente fino alla produzione industriale, è il metodo più efficace per produrre grandi quantità di alcaloide.

Una liofilizzazione iniziale accoppiata all'estrazione ad ultrasuoni è risultata più efficiente quando una combinazione di CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) a pH 9,5. Una bassa temperatura di estrazione, compresa tra 25 e 45°C, aiuta a evitare la degradazione dei composti bioattivi.
Per l'estrazione a ultrasuoni, 5 g di foglie di Kratom liofilizzate e polverizzate vengono poste in un becher contenente 200 mL di CHCl3:CH3OH, 1:4 (v/v), posto in un bagno di ghiaccio per mantenere bassa la temperatura durante la sonicazione. Il campione viene sonicato con un omogeneizzatore a ultrasuoni UP200Ht (200W, 26kHz; vedi immagine a sinistra). L'UP200Ht è impostato sulla modalità 100% ampiezza e 50% ciclo e il campione viene sonicato per circa 4 minuti. Successivamente, l'estratto di foglie è stato filtrato attraverso una carta da filtro e il filtrato è stato lasciato asciugare su una piastra di evaporazione posta su un bagnomaria.
L'estrazione a ultrasuoni consente di ottenere estratti di alta qualità e convince per gli alti rendimenti, i tempi di lavorazione rapidi, la sicurezza e la facilità d'uso, i bassi costi di investimento e la compatibilità ambientale.

 
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Estrattori a ultrasuoni per gli alcaloidi del kratom

Hielscher Ultrasonics è il vostro fornitore di lunga esperienza di estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni. Offrendo una gamma completa di prodotti, dai piccoli ultrasuoni portatili agli estrattori a ultrasuoni completamente industriali per la lavorazione continua in linea, vi consiglieremo un sistema a ultrasuoni su misura per le vostre esigenze di processo.
Tutti i nostri ultrasuonatori possono funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7. A seconda della materia prima e del volume di estrazione, è possibile scegliere tra la sonicazione in batch e la sonicazione in linea con un reattore a ultrasuoni a flusso continuo.
La gamma di ultrasuonatori e accessori (come sonotrodi, cascatrodi, trombe di rilancio, celle di flusso, reattori ecc.) consente di assemblare una configurazione ottimizzata per gli obiettivi del processo.
La tabella che segue fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri estrattori a ultrasuoni: