Alkaloïdenextractie met hoge opbrengst met sonicators met sonde

Extraheer alkaloïden uit plantaardig materiaal sneller, vollediger en met nauwkeurige procescontrole. Hielscher ultrasone apparaten met sonde gebruiken akoestische cavitatie om plantencellen te openen en de massaoverdracht te intensiveren, zodat u in minuten in plaats van uren hoge alkaloïdenopbrengsten kunt behalen.
Of u nu bladeren, wortels, schors, zaden of ander plantaardig materiaal verwerkt, Hielscher ultrasone extractoren ondersteunen reproduceerbare extractie, van laboratoriumtests tot pilotbatches en industriële inlineproductie.

Waarom kiezen voor ultrasone alkaloïdenextractie?

• Hogere extractieopbrengsten door efficiënte celontsluiting en verbeterde penetratie van het oplosmiddel
• Kortere verwerkingstijden vergeleken met maceratie, decoctie, infusie of Soxhlet-extractie
• Lager oplosmiddelverbruik bij gebruik van water, waterige ethanol, methanol of andere geschikte oplosmiddelen
• Gecontroleerde extractkwaliteit door instelbare amplitude, temperatuur, tijd en intensiteit
• Eenvoudige opschaling van kleine monsters naar continue industriële extractie
• Betrouwbare documentatie met automatische registratie van procesgegevens voor herhaalbaarheid en kwaliteitsborging

Zeer efficiënte alkaloïdenextractie met ultrageluid met hoog vermogen

Hoe bevordert ultrasone extractie de isolatie van alkaloïden?
Ultrasone extractie maakt gebruik van laagfrequente ultrasone golven (bijv. een frequentie van 20–26kHz) en het effect van akoestische cavitatie door ultrageluid. Ultrasone golven met hoge intensiteit creëren cavitatiebellen die imploderen en daarbij lokaal energierijke druk- en temperatuurverschillen en krachtige afschuifkrachten genereren, die plantencelwanden en plantenweefsel perforeren en openbreken. De door cavitatie opgewekte vloeistofstroming bevordert de massaoverdracht tussen de intracellulaire matrix en het omringende oplosmiddel, zodat de alkaloïden efficiënt vrijkomen. Voor ultrasone alkaloïdenextractie wordt het plantaardige materiaal (bijv. gemalen gedroogde bladeren) in een oplosmiddel gebracht, dat doorgaans een mengsel van water en een organisch oplosmiddel is, zoals waterige ethanol. Polaire oplosmiddelen zoals methanol en ethanol blijken het efficiëntst te zijn voor hoge alkaloïdenopbrengsten. Na een korte ultrasone behandeling van de suspensie – bestaande uit plantaardig materiaal en oplosmiddel – komen de alkaloïden vrij uit de plantencellen en bevinden ze zich in het oplosmiddel, waaruit ze kunnen worden geïsoleerd en gezuiverd (bijv. met een rotatieverdamper).

Belangrijkste voordelen van ultrasone alkaloïdenextractie

Ultrasone extractie wordt beschouwd als een superieure extractietechniek voor de isolatie van alkaloïden uit plantaardig materiaal, omdat deze verschillende voordelen biedt, waaronder:

1. Verhoogde extractie-efficiëntie: Ultrasone extractie kan de opbrengst aan alkaloïden met meer dan 200% verhogen ten opzichte van traditionele extractiemethoden.
2. Kortere extractietijd: Ultrasone extractie kan de extractietijd aanzienlijk verkorten, waardoor grote volumes plantaardig materiaal sneller en efficiënter kunnen worden verwerkt.
3. Lager oplosmiddelverbruik: Ultrasone extractie kan de hoeveelheid oplosmiddel die nodig is voor extractie verminderen, wat leidt tot een lager oplosmiddelverbruik en een geringere milieubelasting.
4. Selectieve extractie: Ultrasone extractie kan worden gebruikt om bepaalde alkaloïden selectief te extraheren door het geschikte oplosmiddel, de procesparameters en de extractietemperatuur te kiezen. Omdat ongewenste verbindingen achterblijven, wordt de zuiverheid van het eindproduct verbeterd.
5. Eenvoudig op te schalen: Ultrasone extractie kan eenvoudig worden opgeschaald om grotere volumes plantaardig materiaal te verwerken, waardoor deze geschikt is voor commerciële productie. Ultrasone processen kunnen lineair worden opgeschaald, wat de toepassing op industriële schaal vergemakkelijkt.

Over het geheel genomen biedt ultrasone extractie een snellere, efficiëntere en milieuvriendelijkere aanpak voor de isolatie van alkaloïden uit plantaardig materiaal.

Ultrasone alkaloïdenextractie uit de bladeren van de zuurzakboom

Nolasco-González et al. (2022) onderzochten de effectiviteit en efficiëntie van ultrasone extractie van bioactieve verbindingen, waaronder fenolische verbindingen, alkaloïden en acetogeninen (allemaal met een hoge antioxidantcapaciteit), uit de bladeren van de plantensoort Annona muricata (zuurzakboom). Voor de ultrasone extractie gebruikten zij het ultrasone apparaat met sonde UP400S onder de volgende omstandigheden: 80% amplitude, een pulscyclus van 0,7 s, gedurende 4,54 min. Totaal oplosbare fenolen (TSP) werden geëxtraheerd met 0,5 g poeder van gedroogde bladeren en 20 mL aceton: water (80:20 v/v). Het ultrasoon geproduceerde extract bevatte 178,48 mg/100 mL oplosbare fenolen, 20,18 mg/100 mL totale flavonoïden, 27,81 mg/100 mL hydrolyseerbare polyfenolen, 167,07 mg/100 mL gecondenseerde tanninen, 30,44 mg/100 mL totale alkaloïden en 14,62 mg/100 mL totale acetogeninen. Het met het ultrasone apparaat met sonde U400S geïsoleerde extract (zie afbeelding links) vertoonde een hoge antioxidantcapaciteit en een ~6 tot ~927 maal hoger gehalte aan bioactieve verbindingen dan decoctie of infusie, afhankelijk van het type verbinding. In de monsters werden vierentwintig verschillende fenolische verbindingen geïdentificeerd, en het ultrasoon geïsoleerde extract leverde de hoogste concentratie op.
[vgl. Nolasco-González et al., 2022]

Antioxidantcapaciteit van extracten verkregen onder de optimale omstandigheden voor ultrasoon ondersteunde extractie (UAE), decoctie en infusie. Ultrasone extracten vertonen consequent een significant hogere antioxidantcapaciteit.
(Onderzoek en grafiek: ©Nolasco-González et al., 2022)

HPLC-chromatogram van fenolische verbindingen uit een ultrasoon geïsoleerd extract van Annona muricata-bladeren met het ultrasone apparaat UP400S.
(1) shikiminezuur, (2) galluszuur, (3) protocatechuzuur, (4) neochlorogeenzuur,
(5) 3,4-dihydroxyfenylazijn, (6) 4-hydroxybenzoëzuur, (7) chlorogeenzuur, (8) 4-hydroxyfenylazijn, (9) vanillinezuur, (10) syringinezuur, (11) 3-hydroxybenzoëzuur, (12) cafeïnezuur, (13) 4-hydroxybenzaldehyde, (14) homovanillinezuur, (15) 3-(4-hydroxyfenyl), (16) p-coumarinezuur, (17) trans-ferulinezuur, (18) trans-kaneelzuur, (19) gallocatechine, (20) epigallocatechine, (21) catechine,(22) epicatechine, (23) rutine, (24) ellaginezuur.
(Onderzoek en grafiek: ©Nolasco-González et al., 2022)

Lee et al. (2021) bevestigden vergelijkbare resultaten: zij rapporteerden 2,3 maal meer alkaloïden uit A. muricata-bladeren die met sonicatie werden geëxtraheerd (340 W, 56◦C, 30 min) dan met Soxhlet-extractie (7 h, 80◦C).

Extractie van indoolalkaloïden uit mimosa-wortelschors en ayahuasca met een ultrasoon apparaat

Mimosa-wortelschors en ayahuascabladeren bevatten het alkaloïde N,N-dimethyltryptamine (DMT). Dimethyltryptamine (DMT) wordt momenteel in klinische onderzoeken onderzocht vanwege de hallucinogene effecten en daarmee als potentieel geneesmiddel voor de behandeling van depressie en posttraumatische stressstoornissen (PTSS). Sonicatie bevordert effectief het vrijkomen en de isolatie van het alkaloïde uit de wortels van Mimosa hostilis en de bladeren van Psychotria viridis (ayahuasca). Ultrasone DMT-extractie levert in zeer korte tijd hoge opbrengsten op. Hielscher ultrasone apparaten met sonde zijn compatibel met vrijwel elk oplosmiddel en worden gebruikt voor de productie van bioactieve verbindingen van farmaceutische kwaliteit voor gebruik in onderzoeks- en medische omgevingen, en voor monstervoorbereiding voorafgaand aan analytische kwaliteits- en potentiebepalingen. Hielscher ultrasone apparaten kunnen daardoor medisch DMT-onderzoek en botanisch onderzoek op tal van manieren ondersteunen.
De meest voorkomende bron van het indoolalkaloïde N,N-dimethyltryptamine (DMT) is de juremaboom; het is afkomstig uit de wortels van Mimosa hostilis (algemeen bekend als jurema preta). Ayahuasca is de traditionele naam voor een andere plantensoort, waarbij de bladeren van de struik Psychotria viridis rijk zijn aan DMT.
Zowel mimosa-wortelschors (ook mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; afgekort MHRB) als ayahuascabladeren bevatten verschillende bioactieve verbindingen die momenteel in klinische onderzoeken worden onderzocht op hun potentieel als therapeutisch geneesmiddel. Mimosa-wortelschors bevat tanninen, saponinen, tryptaminen, alkaloïden, lipiden, fyto-indolen, xylose, fytosterolen, glucosiden, rhamnose, arabinose, methoxychalconen, lupeol en kukulkaninen. Deze bioactieve verbindingen kunnen efficiënt uit de wortelschors worden geëxtraheerd met ultrasone apparaten met sonde. Ultrasone extractie is de superieure techniek om doelstoffen zoals alkaloïden te isoleren uit plantaardig materiaal zoals mimosa-wortelschors en ayahuascabladeren. Sonicatie blinkt uit door hoge opbrengsten binnen een zeer korte extractietijd. Milde procesomstandigheden waarborgen de hoogste extractkwaliteit en voorkomen ongewenste afbraak van de actieve moleculen.

Extractieopstelling voor isolatie uit plantaardig materiaal: Ultrasoon apparaat met sonde UP400ST, Büchi-vacuümfilter en rotatieverdamper voor de extractie van fytochemicaliën zoals alkaloïden en fenolen.

Hielscher ultrasone apparaten voor efficiënte alkaloïdenextractie

Hielscher Ultrasonics ontwerpt, produceert en distribueert ultrasone extractoren met hoge prestaties, die worden gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek en voor de productie van extracten van farmaceutische kwaliteit.
Superieure extractie-efficiëntie:Ultrasoon ondersteunde extractie is een wetenschappelijk bewezen techniek met een buitengewoon hoge efficiëntie bij de extractie van bioactieve verbindingen uit planten. Terwijl traditionele methoden vaak veel tijd vergen (enkele uren tot dagen), duurt ultrasone extractie uit plantaardig materiaal slechts enkele minuten.

Hoge extractieopbrengst en superieure extractkwaliteit met Hielscher ultrasone apparaten

Extractie met ultrageluid maakt het mogelijk bioactieve verbindingen volledig uit het plantaardige materiaal vrij te maken. Ultrasone cavitatie breekt de cellulaire matrix open en maakt de bioactieve moleculen efficiënt vrij in het omringende oplosmiddel. Vergelijkende onderzoeken hebben aangetoond dat sonicatie hogere extractopbrengsten geeft dan andere extractietechnieken (bijv. Soxhlet, maceratie, decoctie en infusie). Ultrasone extractie is compatibel met elk oplosmiddel en maakt daardoor ook het gebruik van zeer milde oplosmiddelen zoals water of waterige ethanol mogelijk. Afhankelijk van de specifieke extractievereisten kunnen polaire en apolaire oplosmiddelen worden gekozen, en wisselen tussen oplosmiddelen is geen probleem. Nauwkeurige controle over procesparameters (bijv. amplitude), het gebruik van milde oplosmiddelen en exacte temperatuurregeling voorkomen de afbraak en verontreiniging van bioactieve verbindingen (bijv. alkaloïden, polyfenolen, flavonoïden, cannabinoïden enz.) tijdens ultrasone extractie.

Veelzijdige toepassing van Hielscher ultrasone apparaten

Terwijl alternatieve extractietechnieken (bijv. superkritische CO2, oplosmiddelextractie, percolatie enz.) vaak alleen toepasbaar zijn voor de extractie van specifieke moleculen, afhankelijk van het molecuulgewicht, de oplosbaarheid en de warmtegevoeligheid, maakt extractie met Hielscher ultrasone apparaten met hoge prestaties de veelzijdige extractie van elke plantaardige verbinding mogelijk. Ultrasoon ondersteunde extractie kan betrouwbaar worden toegepast voor de extractie van breedspectrumextracten die bioactieve verbindingen bevatten, zoals polyfenolen, alkaloïden, antrachinonen, flavonoïden, glycosiden, lipiden, pectine en polysachariden.

Uitstekende energie-efficiëntie en milieuvriendelijkheid

Het energieverbruik van ultrasoon ondersteunde extractie is veel lager dan dat van traditionele methoden voor de extractie van geneeskrachtige verbindingen uit planten.

Betrouwbaarheid door processtandaardisatie met Hielscher Ultrasonics

Hielscher ultrasone apparaten maken nauwkeurige controle mogelijk over alle ultrasone procesparameters, zoals amplitude, intensiteit, duur en temperatuur. De procesparameters kunnen eenvoudig worden geregeld en worden continu bewaakt. Bovendien worden alle procesparameters automatisch als CSV-bestand op een ingebouwde SD-kaart vastgelegd. Hierdoor kan de operator sonicatiebehandelingen beoordelen, het extractieproces optimaliseren en een consistente extractkwaliteit waarborgen. Hielscher ultrasone apparaten stellen fabrikanten in staat plantaardige extracten van superieure kwaliteit te produceren en vergemakkelijken de naleving van Good Manufacturing Practice (GMP).

De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasone apparaten: