Alkaloid Extraktioun mat engem Probe-Ultrasonicator
Alkaloide si bioaktiv Verbindungen, déi effizient aus Planzen mat Ultraschall extrahéiert kënne ginn. Alkaloiden weisen eng breet Palette vu biologeschen Effekter a ginn doduerch als Medikamenter an Therapeutik benotzt. Ultrasonic Extraktioun ass déi bevorzugt Technik fir héichqualitativ Alkaloidextrakter aus Planzmaterial ze produzéieren. Ultrasonic Extraktioun resultéiert a ganz héich Alkaloid-Ausbezuelen, wärend d'Extraktiounszäit kuerz ass an d'Ultraschallausrüstung ass sécher an einfach ze bedreiwen.
Héich-effizient Alkaloid Extraktioun mat Power-Ultraschall
Wéi fördert d'Ultraschallextraktioun d'Isolatioun vun Alkaloiden?
Ultrasonic Extraktioun benotzt niddereg-Frequenz Ultraschallwellen (zB 20-26kHz Frequenz) an Ultraschall Effekt vun akustescher Kavitatioun. Héich-Intensitéit Ultraschallwellen kreéieren Kavitatiounsblasen, déi zesummeklappen, generéieren lokal energesch dichten Drock- an Temperaturdifferenzen souwéi mächteg Schéierkraaft, déi Planzzellmaueren a Planzegewebe perforéieren a briechen. De Flëssegstroum, deen duerch Kavitatioun generéiert gëtt, fördert Massentransfer tëscht der intrazellulärer Matrix an dem Ëmgéigend Léisungsmëttel, sou datt d'Alkaloide effizient fräigelooss ginn. Fir Ultraschallalkaloidextraktioun gëtt d'Planzmaterial (zB Buedem gedréchent Blieder) an e Léisungsmëttel plazéiert, wat typesch eng Mëschung aus Waasser an engem organesche Léisungsmëttel wéi wässerlech Ethanol ass. Polar Léisungsmëttel wéi Methanol an Ethanol goufen am effizientesten fonnt fir héich Alkaloidausbezuelen. No enger kuerzer Ultraschallbehandlung vun der Schlamm – besteet aus Planzmaterial a Léisungsmëttel – d'Alkaloide ginn aus de Planzenzellen entlooss a sinn am Léisungsmëttel präsent, vu wou se isoléiert a gereinegt kënne ginn (z.B. mat engem Rotor-Verdamper).
Ultrasonicator UP400St fir Alkaloid Extraktioun aus Planzmaterial.
Main Virdeeler vun Ultraschall Alkaloid Extraktioun
Ultrasonic Extraktioun gëtt als superior Extraktiounstechnik fir d'Isolatioun vun Alkaloiden aus Planzmaterial ugesinn well et verschidde Virdeeler bitt, dorënner:
- Erhéicht Extraktiounseffizienz: Ultrasonic Extraktioun kann d'Ausbezuele vun Alkaloiden ëm méi wéi 200% erhéijen am Verglach mat traditionelle Extraktiounsmethoden.
- Reduzéiert Extraktiounszäit: Ultrasonic Extraktioun kann d'Extraktiounszäit wesentlech reduzéieren, wat fir méi séier a méi effizient Veraarbechtung vu grousse Volumen vu Planzmaterial erlaabt.
- Niddereg Léisungsmëttelverbrauch: Ultrasonic Extraktioun kann d'Quantitéit vum Léisungsmëttel fir d'Extraktioun reduzéieren, wat zu engem reduzéierte Léisungsmëttelverbrauch a reduzéierten Ëmweltimpakt resultéiert.
- Selektiv Extraktioun: Ultrasonic Extraktioun kann benotzt ginn fir selektiv bestëmmte Alkaloiden ze extrahieren andeems Dir de passende Léisungsmëttel, Prozessparameter an Extraktiounstemperatur auswielt. Wéi onerwënscht Verbindunge hannerlooss ginn, gëtt d'Rengheet vum Endprodukt verbessert.
- Einfach opzebauen: Ultrasonic Extraktioun kann einfach opgeschalt ginn fir méi grouss Volumen vu Planzmaterial ze handhaben, sou datt et gëeegent ass fir kommerziell Produktioun. Ultraschallprozesser kënnen linear skaléiert ginn, wat d'Ëmsetzung op industrieller Skala erliichtert.
Allgemeng bitt d'Ultraschallextraktioun eng méi séier, méi effizient a méi ëmweltfrëndlech Approche fir Alkaloiden aus Planzmaterial ze isoléieren.
Ultraschall Alkaloid Extraktioun aus de Blieder vum Soursop Bam
Nolasco-González et al. (2022) ënnersicht d'Effizienz an d'Effizienz vun der Ultraschallextraktioun vu bioaktive Verbindungen, dorënner phenolesch Verbindungen, Alkaloiden, Acetogenine (all mat héijer Antioxidantkapazitéit) aus de Blieder vun der Planzaart Annona muricata (Soursopbaum). Fir Ultraschallextraktioun hunn se den Sonde-Typ Ultrasonicator UP400S bei folgende Konditioune benotzt: 80% Amplitude, 0,7 s Pulszyklus, fir 4,54 min. Total soluble phenols (TSP) goufen extrahéiert mat 0,5 g gedréchent Bliederpulver an 20 ml Aceton: Waasser (80:20 v/v). Den ultraschall produzéierten Extrakt enthält 178,48 mg / 100 ml soluble phenols, 20,18 mg / 100 ml vun total flavonoids, 27,81 mg / 100 ml vun hydrolysable polyphenols, 167,07 mg / 100 ml vun condensed 30.04 ml vun condensed tannins an 30.00 ml total. 14,62 mg / 100 ml Gesamt Acetogenine. Den Extrakt isoléiert mam U400S Sonde-Typ Ultraschall (kuckt Bild lénks) huet eng héich Antioxidantkapazitéit an e méi héije Inhalt vu bioaktive Verbindungen vu ~ 6 bis ~ 927-Fold wéi Abkochung oder Infusioun, jee no der Aart vun der Verbindung. Véieranzwanzeg verschidde phenolesch Verbindungen goufen an de Proben identifizéiert, an den ultraschall isoléierten Extrakt huet déi héchst Konzentratioun produzéiert.
[cf. Nolasco-González et al., 2022]
Antioxidant Kapazitéit vun Extrakten, déi duerch déi optimal Bedéngungen vun der Ultraschall-assistéierter Extraktioun (UAE), Dekokatioun an Infusioun kritt ginn. Ultraschallextrakter weisen konsequent wesentlech méi héich Antioxidantkapazitéit.
(Studie a Grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)
HPLC Chromatogramm vu phenolesche Verbindungen aus ultraschall isoléierten Extrakt vun Annona muricata Blieder mam Ultraschall UP400S.
(1) Shikiminsäure, (2) Gallinsäure, (3) Protocatechuinsäure, (4) Neochlorogensäure,
(5) 3,4-dihydroxyphenylacetic, (6) 4-hydroxybenzoic sauerem, (7) chlorogenic sauerem, (8) 4-hydroxyphenyl acetic, (9) vanillinsäure, (10) syringic sauerem, (11) 3-hydroxybenzoic sauerem , (12) Kaffisäure, (13) 4-Hydroxybenzaldehyd, (14) Homovanillinsäure, (15) 3-(4-Hydroxyphenyl), (16) p-Coumarinsäure, (17) Trans-Ferulsäure, (18) trans-Cinnaminsäure, (19) Gallocatechin, (20) Epigallocatechin, (21) Catechin, (22) Epicatechin, (23) Rutin, (24) Ellaginsäure.
(Studie a Grafik: ©Nolasco-González et al., 2022)
Lee et al. (2021) haten ähnlech bestätegt Resultater wéi se 2,3-fach méi Alkaloide vun A. muricata Blieder berichten, déi ënner Ultraschall extrahéiert ginn (340 W, 56◦C, 30 min) am Verglach zu Soxhlet Extraktioun (7 h, 80◦C).
Ultrasonic Extraktor UIP1000hdT mat Rührer fir Alkaloidextraktioun am Batchmodus.
Indole Alkaloid Extraktioun vu Mimosa Root Rinde an Ayahuasca mat engem Ultrasonicator
Mimosa Root Rinde souwéi Ayahuasca Blieder enthalen den Alkaloid N,N-Dimethyltryptamin (DMT). Dimethyltryptamin (DMT) gëtt am Moment a klineschen Studien fir seng halluzinogene Effekter recherchéiert an dofir als potenziell Medikament fir Depressioun a post-traumatesche Stress Stéierungen (PTSD) ze behandelen. Ultrasonication fördert effektiv d'Verëffentlechung an d'Isolatioun vum Alkaloid aus de Mimosa hostilis Wuerzelen a Psychotria viridis Blieder (ayahuasca). Ultraschall DMT Extraktioun produzéiert héich Ausbezuele bannent ganz kuerzer Zäit. Kompatibel mat bal all Léisungsmëttel, Hielscher Sonde-Typ Ultraschaller gi benotzt fir d'Produktioun vu pharma-grade bioaktive Verbindungen fir d'Benotzung ënner Fuerschung a medizineschen Astellungen wéi och fir Probe virbereeden ier analytesch Qualitéit a Potenzprüfung. Dofir kënnen Hielscher Ultraschaller medizinesch DMT a botanesch Fuerschung op ville Weeër erliichteren.
Déi heefegst Quell vum Indole-Akaloid N,N-Dimethyltryptamin (DMT) am Jurabaum, et kënnt aus Mimosa hostilis Wuerzelen (allgemeng bekannt als jurema preta). Ayahuasca ass den traditionellen Numm fir eng aner Planzaart, an där d'Blieder vum Strauch Psychotria viridis reich an DMT sinn.
Souwuel, Mimosa Wuerzel Rinde (och Mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Rinde; Abbrev. MHRB) an ayahuasca Blieder enthalen verschidde bioaktiv Verbindungen, déi am Moment an klineschen Studien iwwer hir Potenzial als therapeutesch Medikament recherchéiert ginn. Mimosa Root Rinde enthält Tannine, Saponine, Tryptaminen, Alkaloiden, Lipiden, Phytoindolen, Xylose, Phytosterole, Glucosiden, Rhamnose, Arabinose, Methoxychalconen, Lupeol a Kukulkanine. Dës bioaktiv Verbindunge kënnen effizient aus der Rootschuel extrahéiert ginn mat Sonde-Typ Ultraschaller. Ultrasonic Extraktioun ass déi super Technik fir Zilstoffer wéi Alkaloiden aus botanescht Material wéi Mimosa Root Rinde an Ayahuasca Blieder ze isoléieren. Sonication excels andeems se héich Ausbezuele bannent enger ganz kuerzer Extraktiounszäit ginn. Mëll Prozessbedéngungen garantéieren déi héchst Extraktqualitéit déi ongewollte Degradatioun vun den aktive Moleküle verhënnert.
Extraktiounsopstellung fir botanesch Isolatioun: Probe-Typ Ultrasonicator UP400ST, Büchi Vakuumfilter a Rotor-Verdamper fir d'Extraktioun vu Phytochemikalien wéi Alkaloiden a Phenolen.
Ultrasonic Extraktor UIP2000hdT mat Pharma-Schouljoer Edelstol Batch fir industriell Produktioun vun Alkaloidextrakter.
Hielscher Ultrasonicators fir Effizient Alkaloid Extraktioun
Hielscher Ultrasonics designt, fabrizéiert a verdeelt High-Performance Ultrasonic Extractoren, déi fir wëssenschaftlech Fuerschung benotzt ginn wéi och d'Produktioun vun pharma-grade Extrakten.
Superior Extraktiounseffizienz: Ultraschall-assistéiert Extraktioun ass eng wëssenschaftlech bewisen Technik mat enger aussergewéinlecher héijer Effizienz betreffend d'Extraktioun vu bioaktive Verbindungen aus Planzen. Wärend traditionell Methoden dacks laang daueren (e puer Stonnen bis Deeg), dauert d'Ultraschallbotanesch Extraktioun nëmmen e puer Minutten.
Héich Extraktiounsausgab a Superior Extraktqualitéit mat Hielscher Ultrasonicatoren
Ultraschall-ugedriwwen Extraktioun erlaabt déi komplett Verëffentlechung vu bioaktive Verbindungen aus dem Planzmaterial. Ultraschall Kavitatioun brécht d'zellulär Matrix a befreit déi bioaktiv Moleküle effizient an d'Ëmgéigend Léisungsmëttel. Vergläichend Studien hunn bewisen datt d'Sonicatioun méi héicht Extraktiounsausgaben gëtt wéi aner Extraktiounstechniken (zB Soxhlet, Maceratioun, Abkochung, Infusioun). Ultrasonic Extraktioun ass kompatibel mat all Léisungsmëttel an erlaabt domat och d'Benotzung vu ganz mëllen Léisungsmëttel wéi Waasser oder wässerlech Ethanol. Wat d'spezifesch Extraktiounsufuerderunge ugeet, kënne polar an net-polare Léisungsmëttel gewielt ginn an tëscht Léisungsmëttelen ze wiesselen ass kee Problem. Präzis Kontroll iwwer Prozessparameter (zB Amplitude), Benotzung vu mëllen Léisungsmëttel a genauer Temperaturkontrolle verhënneren d'Degradatioun an d'Kontaminatioun vu bioaktive Verbindungen (zB Alkaloiden, Polyphenole, Flavonoiden, Cannabinoiden etc.) während der Ultraschallextraktioun.
Versatile Applikatioun vun Hielscher Ultrasonicators
Wärend alternativ Extraktiounstechniken (zB superkritesch CO2, Léisungsmëttelextraktioun, Perkolatioun etc.) dacks nëmme fir d'Extraktioun vu spezifesche Molekülen applicabel sinn ofhängeg vu Molekulare Gewiicht, Solubilitéit an Hëtztempfindlechkeet, erlaabt d'Extraktioun mat Hielscher High-Performance Ultrasonicatoren déi villsäiteg. Extraktioun vun all botanescher Verbindung. Ultraschall-assistéiert Extraktioun kann zouverlässeg applizéiert ginn fir d'Extraktioun vu breet-Spektrum Extrakter mat bioaktive Verbindungen wéi Polyphenole, Alkaloiden, Anthraquinonen, Flavonoiden, Glykosiden, Lipiden, Pektin a Polysacchariden.
Exzellent Energieeffizienz an Ëmweltfrëndlechkeet
Den Energieverbrauch vun der Ultraschall-assistéierter Extraktioun ass manner wéi déi traditionell Methoden an der Extraktioun vu medizinesche Verbindungen aus Planzen.
Zouverlässegkeet duerch Prozess Standardiséierung mat Hielscher Ultrasonics
Hielscher Ultraschaller erlaben déi präzis Kontroll iwwer all Ultraschallprozessparameter wéi Amplitude, Intensitéit, Dauer an Temperatur. D'Prozessparameter kënnen einfach kontrolléiert ginn a kontinuéierlech iwwerwaacht ginn. Zousätzlech ginn all Prozessparameter automatesch als CSV-Datei op enger agebauter SD-Kaart protokolléiert. Dëst erméiglecht de Bedreiwer d'Sonicatiounslaf ze iwwerschaffen, den Extraktiounsprozess ze optimiséieren an eng konsequent Extrakqualitéit ze garantéieren. Hielscher Ultrasonicatoren erméiglechen d'Fabrikanten fir botanesch Extrakter vu superior Qualitéit ze produzéieren an d'Erfëllung vu Good Manufacturing Practice (GMP) erliichteren.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 bis 150 l | 3 bis 15 l/min | UIP6000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren fir d'Vermëschung vun Uwendungen, Dispersioun, Emulsifikatioun an Extraktioun op Labo, Pilot an Industrieskala.
Literatur / Referenzen
- 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.
Fakten Worth Wëssen
Wat sinn Alkaloiden?
Alkaloide bilden eng Klass vun natierleche Stickstoffverbindunge mat engem nidderegen Molekulargewiicht, déi dacks als sekundär Metaboliten am Planzeräich fonnt ginn. En Alkaloid enthält op d'mannst ee Stickstoffatom. Alkaloide ginn biochemesch synthetiséiert aus enger vun den folgenden dräi gemeinsame Aminosaieren – Lysin, Tyrosin an Tryptophan.
A Planzen existéieren Alkaloiden allgemeng als Salzer vun organesche Säuren wéi Essig, Malic, Milchsäuren, Zitroun, Oxalesch, Tartaresch, Tanninsäuren an aner Säuren. E puer schwaach Basisalkaloiden (wéi Nikotin) kommen fräi an der Natur. E puer Alkaloide kommen och als Glykosiden vun Zocker wéi Glukos, Rhamnose a Galaktose, zum Beispill Alkaloide vun der Solanum Grupp (Solanin), als Amiden (Piperin) an als Ester (Atropin, Kokain) vun organeschen Säuren (cf. Ramawat et al. et al., 2009).
Vill Alkaloide si bioaktiv Verbindungen déi medizinesch oder therapeutesch Effekter weisen. Zum Beispill gi spezifesch Aarte vun Alkaloide benotzt fir verschidde Krankheeten ze behandelen, dorënner Malaria, Diabetiker, spezifesch Kriibsarten, Herzfunktioun, Depressioun etc.
Well vill Alkaloide staark bioaktiv Eegeschafte weisen, ass hir Benotzung als Medikamenter, Narkotik, Stimulanzer a Gëfte entweder ugeholl ginn oder ënner wëssenschaftlecher Fuerschung. Morphin, e bekannte Alkaloid vu Papaver somniferum Mohn, gëtt als pharmazeutescht Medikament an der heiteger Medizin benotzt. Quinin a Codein sinn zwou aner Alkaloid Aarte fir medizinesch Zwecker benotzt. Ënner medizinescher Opsiicht a bei medezinesch verschriwwenen Dosen sinn Alkaloiden pharmakologesch nëtzlech. Wéi och ëmmer, wann se falsch benotzt ginn, kënnen e puer Alkaloide bei héijen Dosen gëfteg sinn. Den Alkaloid Strychnin gëtt zum Beispill als héich effektiv Toxin als Pestizid géint kleng Wirbelen benotzt.
Beispiller vun e puer Alkaloiden a Planzen
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 Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren aus Labo zu industriell Gréisst.