ალკალოიდების მაღალი გამოსავლიანობით ექსტრაქცია ზონდური სონიკატორებით
ექსტრაქტირეთ ალკალოიდები ბოტანიკური მასალებიდან უფრო სწრაფად, უფრო სრულად და ზუსტი პროცესის კონტროლით. Hielscher-ის პრობული ულტრაბგერითი სონიკატორები იყენებენ აკუსტიკურ კავიტაციას მცენარეული უჯრედების გასახსნელად და მასათა გადატანის გასაძლიერებლად, რაც გეხმარებათ მიაღწიოთ ალკალოიდების მაღალ მოსავალს წუთებში, საათების ნაცვლად.
მიუხედავად იმისა, მუშაობთ ფოთლებთან, ფესვებთან, ქერქთან, თესლთან თუ სხვა მცენარეულ მასალასთან, Hielscher-ის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები უზრუნველყოფენ რეპროდუქციულ ექსტრაქციას ლაბორატორიული ტესტირებიდან საცდელი პარტიებისა და ინდუსტრიული ინლაინ წარმოების ჩათვლით.
რატომ აირჩიოთ ულტრაბგერითი ალკალოიდების ექსტრაქცია?
- ექსტრაქციის უფრო მაღალი მოსავალი ეფექტური უჯრედული დისრუფციისა და გამხსნელის გაუმჯობესებული შეღწევადობის ხარჯზე
- უფრო მოკლე დამუშავების დრო მაკერაციასთან, დეკოქციასთან, ინფუზიასთან ან Soxhlet-ის ექსტრაქციასთან შედარებით
- ნაკლები გამხსნელის ხარჯვა წყლით, წყალ-ეთანოლით, მეთანოლით ან სხვა შესაბამისი გამხსნელებით
- ექსტრაქტის ხარისხის კონტროლირებადი რეჟიმი ამპლიტუდის, ტემპერატურის, დროისა და ინტენსივობის რეგულირებადი პარამეტრებით
- მარტივი მასშტაბირება მცირე ნიმუშებიდან უწყვეტ ინდუსტრიულ ექსტრაქციამდე
- საიმედო დოკუმენტირება პროცესის ავტომატური მონაცემთა ჩაწერით გამეორებადობისა და ხარისხის უზრუნველყოფისთვის
მოგვწერეთ თქვენს ბოტანიკურ მასალაზე, გამხსნელზე, პარტიის ზომასა და სამიზნე ნაერთზე. ჩვენი გამოყენების სპეციალისტები დაგეხმარებათ აირჩიოთ ლაბორატორიული, საცდელი ან ინდუსტრიული ულტრაბგერითი სისტემა ეფექტური ალკალოიდების ექსტრაქციისთვის.
ულტრაბგერითი სონიკატორი UP400St ალკალოიდების ექსტრაქციისთვის მცენარეული მასალიდან.
ალკალოიდების მაღალეფექტური ექსტრაქცია მძლავრი ულტრაბგერის გამოყენებით
როგორ უწყობს ხელს ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ალკალოიდების იზოლაციას?
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იყენებს დაბალი სიხშირის ულტრაბგერით ტალღებს (მაგ. 20-26kHz სიხშირე) და ულტრაბგერის ეფექტს – აკუსტიკურ კავიტაციას. მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ტალღები ქმნიან კავიტაციის ბუშტუკებს, რომლებიც იმუშავენ, წარმოქმნიან ლოკალურად ენერგეტიკულად მკვრივ წნევისა და ტემპერატურის დიფერენციალებს, ასევე მძლავრ ძვრის ძალებს, რომლებიც ხვრეტენ და შლიან მცენარეული უჯრედის კედლებსა და მცენარეულ ქსოვილს. კავიტაციით წარმოქმნილი სითხის ნაკადი ხელსაწყოვს მასათა გადატანას უჯრედშინა მატრიცასა და გარემომცველ გამხსნელს შორის, რის შედეგადაც ალკალოიდები ეფექტურად გამოიყოფა. ულტრაბგერითი ალკალოიდების ექსტრაქციისთვის მცენარეული მასალა (მაგ. დაფქული გამშრალი ფოთლები) თავსდება გამხსნელში, რომელიც, როგორც წესი, წყლისა და ორგანული გამხსნელის, მაგალითად, წყალ-ეთანოლის ნარევია. აღმოჩენილია, რომ პოლარული გამხსნელები, როგორიცაა მეთანოლი და ეთანოლი, ყველაზე ეფექტურია ალკალოიდების მაღალი მოსავლისთვის. სუსპენზიის (მცენარეული მასალისა და გამხსნელისგან შემდგარი) მოკლე ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ ალკალოიდები გამოიყოფა მცენარეული უჯრედებიდან და იმყოფება გამხსნელში, საიდანაც ისინი შეიძლება იზოლირდეს და გაიწმინდოს (მაგ. როტორ-აპარატის გამოყენებით).
ულტრაბგერითი ალკალოიდების ექსტრაქციის მთავარი უპირატესობები
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია მიჩნეულია ალკალოიდების იზოლაციისთვის მცენარეული მასალებიდან უპირატეს ექსტრაქციის ტექნიკად, რადგან ის რამდენიმე უპირატესობას გთავაზობთ, მათ შორის:
- ექსტრაქციის ეფექტურობის ზრდა: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შეიძლება გაზარდოს ალკალოიდების მოსავალი 200%-ზე მეტით ტრადიციულ ექსტრაქციის მეთოდებთან შედარებით.
- ექსტრაქციის დროის შემცირება: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს ექსტრაქციის დრო, რაც საშუალებას იძლევა მცენარეული მასალის დიდი მოცულობების უფრო სწრაფი და ეფექტური დამუშავებისთვის.
- გამხსნელის ნაკლები ხარჯვა: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შეიძლება შეამციროს ექსტრაქციისთვის საჭირო გამხსნელის რაოდენობა, რაც იწვევს გამხსნელის ხარჯვის შემცირებასა და გარემოზე ზემოქმედების კლებას.
- სელექციური ექსტრაქცია: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზოგიერთი ალკალოიდის სელექციურად გამოსაყოფად შესაბამისი გამხსნელის, პროცესის პარამეტრებისა და ექსტრაქციის ტემპერატურის შერჩევით. რადგან არასასურველი ნაერთები რჩება, საბოლოო პროდუქტის სიწმინდე იზრდება.
- მარტივი მასშტაბირება: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შეიძლება მარტივად გაიზარდოს მცენარეული მასალის უფრო დიდი მოცულობების დასამუშავებლად, რაც მას კომერციული წარმოებისთვის შესაფერისს ხდის. ულტრაბგერითი პროცესები შეიძლება მასშტაბირდეს ლინეარულად, რაც ხელს უწყობს მათ დანერგვას ინდუსტრიულ მასშტაბზე.
მთლიანობაში, ულტრაბგერითი ექსტრაქცია უფრო სწრაფ, ეფექტურ და ეკოლოგიურად სუფთა მიდგომას სთავაზობს ალკალოიდების იზოლაციას მცენარეული მასალებიდან.
ულტრაბგერითი ალკალოიდების ექსტრაქცია გუანაბანას ხის (Annona muricata) ფოთლებიდან
Nolasco-González et al. (2022) შეისწავლეს ბიოაქტიური ნაერთების, მათ შორის ფენოლური ნაერთების, ალკალოიდებისა და აცეტოგენინების (ყველა მაღალი ანტიოქსიდანტური უნარით) ულტრაბგერითი ექსტრაქციის ეფექტურობა და ეფექტიანობა მცენარის სახეობა Annona muricata-ს (გუანაბანას ხე) ფოთლებიდან. ულტრაბგერითი ექსტრაქციისთვის მათ გამოიყენეს პრობის ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატი UP400S შემდეგი პირობებით: 80% ამპლიტუდა, 0,7 s პულსის ციკლი, 4,54 min. ჯამური ხსნადი ფენოლები (TSP) ექსტრაქცირებული იქნა 0,5 g შრობილი ფოთლის ფხვნილისა და 20 mL აცეტონისა და წყლის (80:20 v/v) ნარევის გამოყენებით. ულტრაბგერით მიღებულ ექსტრაქტში იყო 178,48 mg/100 mL ხსნადი ფენოლები, 20,18 mg/100 mL ჯამური ფლავონოიდები, 27,81 mg/100 mL ჰიდროლიზებადი პოლიფენოლები, 167,07 mg/100 mL კონდენსირებული ტანინები, 30,44 mg/100 mL ჯამური ალკალოიდები და 14,62 mg/100 mL ჯამური აცეტოგენინები. U400S პრობის ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატით იზოლირებულმა ექსტრაქტმა (იხ. სურათი მარცხნივ) აჩვენა მაღალი ანტიოქსიდანტური უნარი და ბიოაქტიური ნაერთების უფრო მაღალი შემცველობა – დაახლოებით 6-დან დაახლოებით 927-ჯერ მეტი, ვიდრე დეკოქტში ან ინფუზიაში, ნაერთის ტიპის მიხედვით. ნიმუშებში იდენტიფიცირებული იქნა ოცდაოთხი სხვადასხვა ფენოლური ნაერთი, და ულტრაბგერით იზოლირებულმა ექსტრაქტმა მისცა უმაღლესი კონცენტრაცია.
[cf. Nolasco-González et al., 2022]
ულტრაბგერითი დახმარებითი ექსტრაქციის (UAE), დეკოქტისა და ინფუზიის ოპტიმალური პირობებით მიღებული ექსტრაქტების ანტიოქსიდანტური თვისებები. ულტრაბგერითი ექსტრაქტები მუდმივად აჩვენებს მნიშვნელოვნად უფრო მაღალ ანტიოქსიდანტურ თვისებებს.
(კვლევა და გრაფიკა: ©Nolasco-González et al., 2022)
Annona muricata-ს ფოთლების ულტრაბგერით იზოლირებული ექსტრაქტის ფენოლური ნაერთების HPLC ქრომატოგრამა, მიღებული ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატის UP400S გამოყენებით.
(1) შიკიმის მჟავა, (2) გალუს მჟავა, (3) პროტოკატეხური მჟავა, (4) ნეოქლოროგენური მჟავა,
(5) 3,4-დიჰიდროქსიფენილმჟავა, (6) 4-ჰიდროქსიბენზოის მჟავა, (7) ქლოროგენური მჟავა, (8) 4-ჰიდროქსიფენილმჟავა, (9) ვანილის მჟავა, (10) სირინგის მჟავა, (11) 3-ჰიდროქსიბენზოის მჟავა, (12) კაფეის მჟავა, (13) 4-ჰიდროქსიბენზალდეჰიდი, (14) ჰომოვანილის მჟავა, (15) 3-(4-ჰიდროქსიფენილი), (16) პ-კუმარის მჟავა, (17) ტრანს-ფერულას მჟავა, (18) ტრანს-ცინამარის მჟავა, (19) გალოკატეხინი, (20) ეპიგალოკატეხინი, (21) კატეხინი, (22) ეპიკატეხინი, (23) რუტინი, (24) ელაგის მჟავა.
(კვლევა და გრაფიკა: ©Nolasco-González et al., 2022)
Lee et al. (2021) მსგავსი დადასტურებული შედეგები მიიღეს: მათი მონაცემებით, A. muricata-ს ფოთლებიდან ულტრაბგერითი დამუშავებით (340 W, 56◦C, 30 წთ) მიღებული ალკალოიდების რაოდენობა 2,3-ჯერ მეტი იყო, ვიდრე სოქსლეტის ექსტრაქციით (7 სთ, 80◦C).
ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი UIP1000hdT სარევით ალკალოიდების ექსტრაქციისთვის პარტიულ რეჟიმში.
ინდოლის ალკალოიდების ექსტრაქცია მიმოსას ფესვის ქერქიდან და აიაჰუასკა ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატის გამოყენებით
მიმოსის ფესვის ქერქი, ისევე როგორც აიაჰუასკას ფოთლები, შეიცავს ალკალოიდ N,N-დიმეთილტრიპტამინს (DMT). დიმეთილტრიპტამინი (DMT) ამჟამად კლინიკური კვლევების საგანია მისი ჰალუცინოგენური ეფექტების გამო და შესაბამისად, როგორც პოტენციური წამალი დეპრესიისა და პოსტტრავმული სტრესული აშლილობის (PTSD) სამკურნალოდ. ულტრაბგერითი დამუშავება ეფექტურად ხელს უწყობს ალკალოიდის გამოყოფას და იზოლაციას Mimosa hostilis-ის ფესვებიდან და Psychotria viridis-ის ფოთლებიდან (აიაჰუასკა). ულტრაბგერითი DMT ექსტრაქცია იძლევა მაღალ გამოსავლიანობას ძალიან მოკლე დროში. თითქმის ნებისმიერ გამხსნელთან თავსებადობის გამო, Hielscher-ის პრობული ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატები გამოიყენება ფარმაცევტული ხარისხის ბიოაქტიური ნაერთების წარმოებისთვის სამეცნიერო და სამედიცინო პირობებში გამოსაყენებლად, ასევე ანალიტიკური ხარისხისა და აქტივობის ტესტირებამდე ნიმუშების მოსამზადებლად. შესაბამისად, Hielscher-ის ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატებს მრავალი გზით შეუძლიათ ხელი შეუწყონ სამედიცინო DMT-სა და ბოტანიკურ კვლევებს.
ინდოლის ალკალოიდის N,N-დიმეთილტრიპტამინის (DMT) ყველაზე გავრცელებული წყაროა ჯურემას ხე – ის მოდის Mimosa hostilis-ის ფესვებიდან (ცნობილი, როგორც jurema preta). აიაჰუასკა არის ტრადიციული სახელი სხვა მცენარეული სახეობისთვის, რომლის ფოთლებიც, Psychotria viridis-ის ბუჩქისა, მდიდარია DMT-ით.
ორივე, მიმოსის ფესვის ქერქი (ასევე mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; შემოკლებით MHRB) და აიაჰუასკას ფოთლები შეიცავს სხვადასხვა ბიოაქტიურ ნაერთებს, რომლებიც ამჟამად კლინიკური კვლევების საგანია მათი, როგორც თერაპიული წამლის პოტენციალის თვალსაზრისით. მიმოსის ფესვის ქერქი შეიცავს ტანინებს, საპონინებს, ტრიპტამინებს, ალკალოიდებს, ლიპიდებს, ფიტოინდოლებს, ქსილოზას, ფიტოსტეროლებს, გლუკოზიდებს, რამნოზას, არაბინოზას, მეთოქსიქალკონებს, ლუპეოლს და კუკულკანინებს. ეს ბიოაქტიური ნაერთები შეიძლება ეფექტურად იქნას ექსტრაქტირებული ფესვის ქერქიდან პრობული ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავებლების გამოყენებით. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის უპირატესი ტექნიკა სამიზნე ნივთიერებების, როგორიცაა ალკალოიდები, იზოლაციისთვის ბოტანიკური მასალიდან, როგორიცაა მიმოსის ფესვის ქერქი და აიაჰუასკას ფოთლები. ულტრაბგერითი დამუშავება გამოირჩევა მაღალი გამოსავლიანობით ძალიან მოკლე ექსტრაქციის დროში. რბილი პროცესის პირობები უზრუნველყოფს ექსტრაქტის უმაღლეს ხარისხს, რაც ხელს უშლის აქტიური მოლეკულების არასასურველ დეგრადაციას.
ექსტრაქციის სქემა ბოტანიკური იზოლაციისთვის: პრობული ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავება UP400ST, Büchi-ის ვაკუუმური ფილტრი და როტაციული ამაორთქლებელი ფიტოქიმიკატების, როგორიცაა ალკალოიდები და ფენოლები, ექსტრაქციისთვის.
ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი UIP2000hdT ფარმაცევტული ხარისხის უჟანგავი ფოლადის პარტიული რეზერვუარით ალკალოიდური ექსტრაქტების ინდუსტრიული წარმოებისთვის.
მოგვწერეთ თქვენი ბოტანიკური მასალის, გამხსნელის, პარტიის ზომისა და სამიზნე ნაერთის შესახებ. ჩვენი გამოყენების სპეციალისტები დაგეხმარებათ აირჩიოთ ლაბორატორიული, საპილოტე ან ინდუსტრიული ულტრაბგერითი სისტემა ეფექტური ალკალოიდური ექსტრაქციისთვის.
Hielscher-ის ულტრაბგერითი დამუშავებები ეფექტური ალკალოიდური ექსტრაქციისთვის
Hielscher Ultrasonics აპროექტებს, აწარმოებს და ავრცელებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ექსტრაქტორებს, რომლებიც გამოიყენება სამეცნიერო კვლევებისთვის, ასევე ფარმაცევტული ხარისხის ექსტრაქტების წარმოებისთვის.
უპირატესი ექსტრაქციის ეფექტურობა:ულტრაბგერითი დახმარებითი ექსტრაქცია არის მეცნიერულად დამტკიცებული ტექნიკა, რომელსაც აქვს განსაკუთრებით მაღალი ეფექტურობა მცენარეებიდან ბიოაქტიური ნაერთების ექსტრაქციის თვალსაზრისით. მაშინ, როდესაც ტრადიციული მეთოდები ხშირად დიდ დროს იღებს (რამდენიმე საათიდან დღეებამდე), ულტრაბგერითი ბოტანიკური ექსტრაქცია მხოლოდ რამდენიმე წუთს იღებს.
მაღალი ექსტრაქციის გამოსავლიანობა და უპირატესი ექსტრაქტის ხარისხი Hielscher-ის ულტრაბგერითი დამუშავებებით
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია საშუალებას იძლევა ბიოაქტიური ნაერთები მთლიანად გამოიყოს მცენარეული მასალიდან. ულტრაბგერითი კავიტაცია არღვევს უჯრედულ მატრიცას და ეფექტურად გამოყოფს ბიოაქტიურ მოლეკულებს გარემომცველ გამხსნელში. შედარებითმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი დამუშავება იძლევა ექსტრაქტის უფრო მაღალ გამოსავლიანობას სხვა ექსტრაქციის ტექნიკებთან შედარებით (მაგ. სოქსლეტი, მაკერაცია, დეკოქცია, ინფუზია). ულტრაბგერითი ექსტრაქცია თავსებადია ნებისმიერ გამხსნელთან და ამით საშუალებას იძლევა გამოყენებულ იქნას ძალიან რბილი გამხსნელები, როგორიცაა წყალი ან წყალ-ეთანოლი. კონკრეტული ექსტრაქციის მოთხოვნების შესაბამისად, შესაძლებელია პოლარული და არაპოლარული გამხსნელების შერჩევა და გამხსნელებს შორის გადართვა არ წარმოადგენს პრობლემას. პროცესის პარამეტრების (მაგ. ამპლიტუდა) ზუსტი კონტროლი, რბილი გამხსნელების გამოყენება და ტემპერატურის ზუსტი კონტროლი ხელს უშლის ბიოაქტიური ნაერთების (მაგ. ალკალოიდები, პოლიფენოლები, ფლავონოიდები, კანაბინოიდები და ა.შ.) დეგრადაციასა და კონტამინაციას ულტრაბგერითი ექსტრაქციის დროს.
Hielscher Ultrasonicators-ის მრავალმხრივი გამოყენება
სანამ ალტერნატიული ექსტრაქციის ტექნიკები (მაგ., ზეკრიტიკული CO2, გამხსნელური ექსტრაქცია, პერკოლაცია და ა.შ.) ხშირად მხოლოდ კონკრეტული მოლეკულების ექსტრაქციისთვის არის შესაფერისი მოლეკულური მასის, ხსნადობისა და სითბოს მიმართ მგრძნობელობის მიხედვით, Hielscher-ის მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი დამუშავებებით ექსტრაქცია საშუალებას იძლევა ნებისმიერი ბოტანიკური ნაერთის მრავალმხრივი ექსტრაქციისთვის. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შესაძლებელია სანდოდ იქნას გამოყენებული ფართოსპექტრიანი ექსტრაქტების მისაღებად, რომლებიც შეიცავს ბიოაქტიურ ნაერთებს, როგორიცაა პოლიფენოლები, ალკალოიდები, ანთრაქინონები, ფლავონოიდები, გლიკოზიდები, ლიპიდები, პექტინი და პოლისაქარიდები.
ენერგიის შესანიშნავი ეფექტურობა და ეკოლოგიური სისუფთავე
ულტრაბგერითი ექსტრაქციის ენერგომოხმარება ბევრად ნაკლებია ვიდრე ტრადიციული მეთოდების მცენარეებიდან სამედიცინო ნაერთების ექსტრაქციის დროს.
საიმედოობა პროცესის სტანდარტიზაციის გამო Hielscher Ultrasonics-ით
Hielscher-ის ულტრაბგერითი დამუშავებები საშუალებას იძლევა ზუსტი კონტროლი განხორციელდეს ყველა ულტრაბგერით პროცესის პარამეტრზე, როგორიცაა ამპლიტუდა, ინტენსივობა, ხანგრძლივობა და ტემპერატურა. პროცესის პარამეტრები მარტივად კონტროლდება და მუდმივად მონიტორინგდება. გარდა ამისა, ყველა პროცესის პარამეტრი ავტომატურად ფიქსირდება CSV ფაილში ჩაშენებულ SD-ბარათზე. ეს საშუალებას აძლევს ოპერატორს გადახედოს ულტრაბგერითი დამუშავების ციკლებს, გააუმჯობესოს ექსტრაქციის პროცესი და უზრუნველყოს ექსტრაქტის ხარისხის მუდმივობა. Hielscher-ის ულტრაბგერითი დამუშავებები საშუალებას აძლევს მწარმოებლებს მიიღონ მაღალი ხარისხის ბოტანიკური ექსტრაქტები და ხელს უწყობს კარგი წარმოების პრაქტიკის (GMP) შესრულებას.
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაძლევთ წარმოდგენას ჩვენი ულტრაბგერითი დამუშავებების დაახლოებითი დამუშავების შესაძლებლობებზე:
| პარტიის მოცულობა | ნაკადის სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500mL-მდე | 10-დან 200mL/min-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000mL-მდე | 20-დან 400mL/min-მდე | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-დან 20L-მდე | 0,2-დან 4L/min-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100L-მდე | 2-დან 10L/min-მდე | UIP4000hdT |
| 15-დან 150L-მდე | 3-დან 15L/min-მდე | UIP6000hdT |
| n.a. | 10-დან 100L/min-მდე | UIP16000 |
| n.a. | მეტი | კლასტერი UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს შერევის, დისპერგირების, ემულსიფიკაციისა და ექსტრაქციისთვის ლაბორატორიულ, საცდელ და სამრეწველო მასშტაბებზე.
ცნობისმოყვარეობის ღირსი ფაქტები
როგორ ზრდის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ალკალოიდების გამოსავლიანობას ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით?
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იყენებს დაბალსიხშირიან ულტრაბგერით ტალღებს (20-26kHz) აკუსტიკური კავიტაციის ბუშტების შესაქმნელად, რომლებიც იშლება და ქმნის მძლავრ ძვრის ძალებს. ეს პროცესი ხვრეტს მცენარეული უჯრედის კედლებს და აძლიერებს მასების გადატანას უჯრედშიდა მატრიცასა და გამხსნელს შორის. კვლევების თანახმად, ულტრაბგერითი ექსტრაქციით შესაძლებელია ალკალოიდების გამოსავლიანობის გაზრდა 200%-ზე მეტით ტრადიციულ ექსტრაქციის მეთოდებთან შედარებით. მაგალითად, Annona muricata-ს ფოთლებზე ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებით სოქსლეტის ექსტრაქციასთან შედარებით 2,3-ჯერ მეტი ალკალოიდი იქნა ექსტრაქტირებული.
რომელი ალკალოიდების ექსტრაქციაა შესაძლებელი Hielscher-ის ულტრაბგერითი დამუშავებებით?
Hielscher-ის პრობული ულტრაბგერითი დამუშავებები შეუძლიათ ეფექტურად ექსტრაქტირონ ალკალოიდების ფართო სპექტრი, მათ შორის:
- კოფეინი ყავის მარცვლებიდან
- ნიკოტინი თამბაქოს ფოთლებიდან
- DMT (N,N-დიმეთილტრიპტამინი) Mimosa hostilis-დან და Psychotria viridis-დან
- მიტრაგინინი კრატომიდან
- პიპერინი შავი პილპილიდან
- კაფსაიცინი წითელი წიწაკიდან
- პსილოციბინი სოკოებიდან
- DMT და ბეტა-კარბოლინები Banisteriopsis caapi-დან (აიაჰუასკა)
მოწყობილობა თითქმის ნებისმიერ გამხსნელთან თავსებადია, რაც მას სხვადასხვა ტიპის ალკალოიდებისთვის უნივერსალურს ხდის.
რა არის ულტრაბგერითი ალკალოიდური ექსტრაქციის მთავარი უპირატესობები?
ძირითადი უპირატესობები მოიცავს:
- ექსტრაქციის ეფექტურობის ზრდა: ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით 200%-მდე უფრო მაღალი გამოსავლიანობა
- ექსტრაქციის დროის შემცირება: ექსტრაქცია წუთებს იღებს საათების ნაცვლად
- გამხსნელის ნაკლები მოხმარება: ამცირებს ხარჯებს და გარემოზე ზემოქმედებას
- სელექციური ექსტრაქცია: აირჩიეთ შესაბამისი გამხსნელები და პარამეტრები მიზნობრივი ნაერთებისთვის
- მარტივი მასშტაბირება: ლაბორატორიულიდან სამრეწველო წარმოებამდე წრფივი მასშტაბირება
- ექსტრაქტის უმაღლესი ხარისხი: რბილი პროცესის პირობები ხელს უშლის ბიოაქტიური ნაერთების დეგრადაციას
რომელი Hielscher სონიკატორია საუკეთესო ალკალოიდების ექსტრაქციისთვის?
Hielscher-ის სონიკატორების პორტფოლიოში ნებისმიერი მოცულობისთვის შესაფერისი ულტრაბგერითი პრობია. 400 ვატი სიმძლავრის სონიკატორი UP400St იდეალურია საშუალო ზომის ლაბორატორიული პარტიებისთვის, ხოლო 2000 ვატი სიმძლავრის ინდუსტრიული ულტრაბგერითი სონიკატორი UIP2000hdT სამრეწველო მასშტაბის წარმოებას უზრუნველყოფს.
რომელი გამხსნელებია საუკეთესო ალკალოიდების ულტრაბგერითი ექსტრაქციისთვის?
პოლარული გამხსნელები, როგორიცაა მეთანოლი და ეთანოლი, მაღალი ალკალოიდური გამოსავლიანობისთვის ყველაზე ეფექტურად არის აღიარებული. გავრცელებული ნარევია წყალ-ეთანოლური (წყალი და ეთანოლი). ულტრაბგერითი ექსტრაქციის უპირატესობა თითქმის ნებისმიერ გამხსნელთან თავსებადობაა, მათ შორის რბილ ვარიანტებთან, როგორიცაა წყალი ან წყალ-ეთანოლური ნარევი, რაც მგრძნობიარე ბიოაქტიური ნაერთების შენარჩუნებას ეხმარება.
არის თუ არა ულტრაბგერითი ექსტრაქცია უსაფრთხო სითბო-მგრძნობიარე ალკალოიდებისთვის?
დიახ. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია მუშაობს რბილ ტემპერატურაზე (ჩვეულებრივ 56°C ან უფრო დაბალი) და მოკლე ხანგრძლივობით (30 წუთი ან ნაკლები). პროცესის პარამეტრებზე, მათ შორის ამპლიტუდაზე, ინტენსივობაზე, ხანგრძლივობასა და ტემპერატურაზე ზუსტი კონტროლი ხელს უშლის სითბო-მგრძნობიარე ალკალოიდების დეგრადაციას. ეს უზრუნველყოფს ექსტრაქტის უმაღლეს ხარისხს და ხელს უშლის აქტიური მოლეკულების არასასურველ დეგრადაციას.
შესაძლებელია თუ არა ულტრაბგერითი ექსტრაქციის მასშტაბირება სამრეწველო წარმოებისთვის?
აბსოლუტურად. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია მარტივად მასშტაბირდება მცენარეული მასალის უფრო დიდი მოცულობების დასამუშავებლად, რაც მას კომერციული წარმოებისთვის შესაფერისს ხდის. ულტრაბგერითი პროცესები წრფივად მასშტაბირდება, რაც სამრეწველო მასშტაბზე დანერგვას აადვილებს. Hielscher სთავაზობს სამრეწველო კლასის სისტემებს, როგორიცაა UIP10000hdT (10 000W) და UIP16000, დიდი მასშტაბის უწყვეტი ინლაინ ექსტრაქციისთვის.
როგორ შეედრება ულტრაბგერითი ექსტრაქცია სოქსლეტის ექსტრაქციას ალკალოიდების გამოყოფისას?
კვლევები ნათელ უპირატესობებს აჩვენებს:
- დრო: ულტრაბგერით ექსტრაქციას 30 წუთი სჭირდება, სოქსლეტის ექსტრაქციას კი 7 საათი
- ტემპერატურა: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია მიმდინარეობს 56°C-ზე, სოქსლეტის ექსტრაქცია კი 80°C-ზე
- გამოსავლიანობა: ულტრაბგერითი 2,3-ჯერ მეტ ალკალოიდს იძლევა
- ხარისხი: უფრო დაბალი ტემპერატურები ხელს უშლის თერმულ დეგრადაციას
(იხ. Lee et al., 2021)
რა არის ალკალოიდები?
ალკალოიდები წარმოადგენენ ბუნებრივად წარმოქმნილ აზოტშემცველ ნაერთთა კლასს, რომლებსაც აქვთ დაბალი მოლეკულური მასა და ხშირად გვხვდება მეორეული მეტაბოლიტების სახით მცენარეთა სამყაროში. ალკალოიდი შეიცავს მინიმუმ ერთ აზოტის ატომს. ალკალოიდები ბიოქიმიურად სინთეზდება სამი საერთო ამინომჟავის ერთ-ერთისგან – ლიზინის, ტიროზინისა და ტრიპტოფანის.
მცენარეებში ალკალოიდები, როგორც წესი, გვხვდება ორგანული მჟავების მარილების სახით, როგორიცაა ძმარმჟავა, ვაშლმჟავა, რძემჟავა, ლიმონმჟავა, მჟაუნმჟავა, ღვინომჟავა, ტანინმჟავა და სხვა მჟავები. ზოგიერთი სუსტი ფუძე ალკალოიდი (მაგალითად, ნიკოტინი) ბუნებაში თავისუფალი სახით გვხვდება. ზოგიერთი ალკალოიდი ასევე გვხვდება ისეთი შაქრების გლიკოზიდების სახით, როგორიცაა გლუკოზა, რამნოზა და გალაქტოზა, მაგალითად, სოლანუმის ჯგუფის ალკალოიდები (სოლანინი), აგრეთვე ამიდების (პიპერინი) და ორგანული მჟავების ესტერების (ატროპინი, კოკაინი) სახით (იხ. Ramawat et al., 2009).
ბევრი ალკალოიდი არის ბიოაქტიური ნაერთები, რომლებიც ავლენენ სამედიცინო ან თერაპიულ ეფექტებს. მაგალითად, ალკალოიდების კონკრეტული ტიპები გამოიყენება სხვადასხვა დაავადების სამკურნალოდ, მათ შორის მალარიის, დიაბეტის, კონკრეტული ტიპის კიბოს, გულის ფუნქციის დარღვევის, დეპრესიის და სხვა.
რადგან ბევრი ალკალოიდი ავლენს ძლიერ ბიოაქტიურ თვისებებს, მათი გამოყენება ფარმაცევტული საშუალებების, ნარკოტიკების, სტიმულატორებისა და შხამების სახით ან მიღებულია, ან იმყოფება სამეცნიერო კვლევის პროცესში. მორფინი, ცნობილი ალკალოიდი Papaver somniferum ყაყაჩოსგან, გამოიყენება როგორც ფარმაცევტული წამალი თანამედროვე მედიცინაში. ქინინი და კოდეინი არის ორი სხვა ალკალოიდის ტიპი, რომლებიც გამოიყენება სამედიცინო მიზნებისთვის. სამედიცინო ზედამხედველობის ქვეშ და სამედიცინოდ დანიშნულ დოზებში, ალკალოიდები ფარმაკოლოგიურად სასარგებლოა. თუმცა, არასწორად გამოყენების შემთხვევაში, ზოგიერთი ალკალოიდი მაღალ დოზებში ტოქსიკური შეიძლება იყოს. ალკალოიდ სტრიქნინი, მაგალითად, გამოიყენება როგორც მაღალეფექტური ტოქსინი პესტიციდის სახით მცირე ზომის ხერხემლიანების წინააღმდეგ.
ალკალოიდების ზოგიერთი მაგალითი მცენარეებში
| 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 |
ლიტერატურა / რეფერენსები
- 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.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული ზომიდან სამრეწველო ზომამდე.