Estrazione del kratom a ultrasuoni

Il trattamento a ultrasuoni è una tecnica altamente efficace, semplice e affidabile per produrre estratti ricchi di alcaloidi dalle foglie di kratom (Mitragyna speciosa). La sonicazione libera dalle cellule vegetali composti bioattivi come la mitraginina e la 7-idrossimitraginina, consentendone l’isolamento. L’estrazione a ultrasuoni offre rese più elevate in tempi di estrazione molto brevi.

Kratom e mitraginina

La mitraginina e la 7-idrossimitraginina sono gli 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 analgesici. La 7-idrossimitraginina è una sostanza analgesica molto potente. A differenza della mitraginina, presente in abbondanza nelle foglie di kratom, la 7-idrossimitraginina si trova solo in piccole quantità. Tuttavia, grazie alla sua elevata potenza, la 7-idrossimitraginina allevia anche i dolori più intensi ed è inoltre nota per attenuare i sintomi dell’astinenza da oppiacei.
Le foglie essiccate di kratom contengono circa l’1–6% di mitraginina e circa lo 0,01 – 0,04% di 7-idrossimitraginina. Il kratom è un ingrediente botanico naturale che può essere utilizzato come integratore alimentare o come farmaco sotto forma di polveri, capsule o tinture per alleviare il dolore, esercitare un effetto stimolante o fungere da aiuto naturale per l’astinenza da oppioidi.
I composti bioattivi del kratom, ad esempio gli alcaloidi mitraginina e 7-idrossimitraginina, sono immagazzinati nelle cellule della pianta di kratom. Per renderli biodisponibili e consentire loro di esercitare gli effetti medicinali psicoattivi, è necessario rompere le pareti cellulari e isolare i composti bioattivi dall’interno delle cellule. Il trattamento a ultrasuoni è un metodo altamente efficace per l’estrazione di composti botanici ed è pertanto la tecnica preferita per l’estrazione del kratom.

Estrazione a ultrasuoni degli alcaloidi del kratom

L’estrazione a ultrasuoni è un metodo molto efficace per liberare dal kratom i principali composti psicoattivi, la mitraginina e la 7-idrossimitraginina (7-HMG), nonché più di 40 altri composti bioattivi, tra cui circa 25 alcaloidi (ad esempio ajmalicina, mitrafillina, pseudoindossile della mitraginina, rincofillina).
I composti più utilizzati della Mitragyna speciosa (kratom) sono gli alcaloidi mitraginina (MG) e 7-idrossimitraginina, noti come potenti sostanze analgesiche. La 7-idrossimitraginina è un antagonista degli oppioidi che aiuta i pazienti a interrompere l’assunzione di oppioidi. Entrambe le sostanze possono essere liberate efficacemente dalla matrice cellulare della pianta mediante sonicazione. Gli estratti di kratom possono essere prodotti a ultrasuoni utilizzando alcol, acqua o etanolo acquoso come solvente. La scelta del solvente influenza gli effetti dell’estratto di kratom.
L’etanolo e l’etanolo acquoso (ossia etanolo/acqua) forniscono le rese più elevate di estratto grezzo grazie alla loro polarità.

Qual è il solvente ideale per l’estrazione del kratom a ultrasuoni?

Il trattamento a ultrasuoni come metodo di estrazione è compatibile con qualsiasi solvente. È possibile scegliere liberamente il solvente preferito. Tuttavia, per ottenere risultati ottimali nell’estrazione del kratom, alcuni solventi sono più adatti a scioglierne gli alcaloidi.
L’effetto dell’estratto di kratom è influenzato dal solvente, poiché i solventi polari e apolari sciolgono selettivamente quantità maggiori di specifici composti:

• Etanolo acquoso: Per etanolo acquoso si intende una miscela di acqua ed etanolo. Il rapporto tra acqua ed etanolo può essere adattato alle esigenze. L’impiego di etanolo acquoso come solvente presenta diversi vantaggi rispetto all’utilizzo della sola acqua o del solo etanolo. In primo luogo, l’aggiunta di etanolo all’acqua può migliorare la solubilità di alcuni composti bioattivi poco solubili nella sola acqua, come alcuni composti fenolici e triterpenoidi. In secondo luogo, l’impiego di etanolo acquoso può consentire rese di estrazione più elevate rispetto alla sola acqua o al solo etanolo, poiché permette di estrarre una gamma più ampia di composti bioattivi.
  Per il kratom, una concentrazione più elevata di etanolo (60–80%) è una buona scelta, poiché consente un’estrazione molto efficiente di alcaloidi come la mitraginina, composti fenolici, terpeni e triterpenoidi. Allo stesso tempo, vengono estratti anche altri composti vegetali idrosolubili – ottenendo così un estratto a spettro completo.
• Acqua: L’acqua è un solvente comunemente utilizzato per l’estrazione di composti bioattivi dalle piante. La mitraginina, il principale alcaloide del kratom, non è idrosolubile, quindi l’acqua non è ideale per l’estrazione del kratom.
• Etanolo: L’etanolo è un solvente molto polare comunemente utilizzato per l’estrazione di mitraginina, composti fenolici, terpeni e triterpenoidi.
• Metanolo o acetone: Il metanolo e l’acetone sono solventi apolari che possono essere utilizzati per l’estrazione del kratom. Tuttavia, il metanolo e l’acetone sono entrambi infiammabili e tossici, quindi devono essere utilizzati con cautela.

Per l’estrazione del kratom a ultrasuoni, consigliamo l’etanolo acquoso come solvente. Una miscela di acqua ed etanolo per uso alimentare è un solvente atossico che può essere facilmente rimosso dopo l’estrazione mediante distillazione o evaporazione rotativa.

A causa della specifica capacità di dissoluzione dei diversi solventi, gli estratti di kratom possono presentare proprietà differenti. L’estratto di kratom isolato con etanolo puro o con un’elevata proporzione di etanolo presenta proprietà meno stimolanti, mentre gli effetti rilassanti e ansiolitici della mitraginina sono più pronunciati. L’estrazione a ultrasuoni può essere effettuata con diversi tipi di solvente e consente di produrre estratti di kratom con proprietà differenti.
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Caso di studio sull’estrazione del kratom a ultrasuoni

La ricerca ha già studiato e dimostrato l’efficacia dell’estrazione assistita da ultrasuoni come procedura che aumenta l’efficienza di estrazione e la resa di mitraginina liberata.
Orio et al. 2011 hanno confrontato varie 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. Il sonicatore a sonda ha fornito la resa più elevata di mitraginina. Poiché i processi di estrazione a ultrasuoni possono essere scalati linearmente fino alla produzione industriale, questo è il metodo più efficace per produrre quantità maggiori dell’alcaloide.

Una liofilizzazione iniziale abbinata all’estrazione a ultrasuoni è risultata la soluzione più efficiente quando è stata utilizzata 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 posti in un becher contenente 200 mL di CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v), collocato in un bagno di ghiaccio per mantenere bassa la temperatura durante la sonicazione. Il campione viene sottoposto a sonicazione con un omogeneizzatore a ultrasuoni UP200Ht (200W, 26kHz; vedere l’immagine a sinistra). L’UP200Ht viene impostato al 100% di ampiezza e in modalità ciclica al 50%, e il campione viene sottoposto a sonicazione per circa 4 min. Successivamente, l’estratto delle foglie viene filtrato attraverso carta da filtro e il filtrato viene lasciato essiccare in una capsula di evaporazione posta su un bagno d’acqua.
L’estrazione a ultrasuoni produce estratti di alta qualità e si distingue per le rese elevate, i tempi di trattamento rapidi, il funzionamento sicuro e semplice, i bassi costi di investimento e il rispetto dell’ambiente.

 
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La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri estrattori a ultrasuoni: