Extractie van alkaloïden met behulp van een sonde-ultrasoonapparaat

Alkaloïden zijn bioactieve verbindingen die efficiënt uit planten kunnen worden geëxtraheerd door middel van ultrasoonbehandeling. Alkaloïden hebben een breed scala aan biologische effecten en worden daarom gebruikt als geneesmiddelen en therapeutica. Ultrasone extractie is de aangewezen techniek om hoogwaardige alkaloïde-extracten uit plantaardig materiaal te winnen. Ultrasone extractie levert een zeer hoge opbrengst aan alkaloïden op, terwijl de extractietijd kort is en de ultrasone apparatuur veilig en gemakkelijk te bedienen is.

Zeer efficiënte extractie van alkaloïden met behulp van ultrageluid

Hoe bevordert ultrasone extractie de isolatie van alkaloïden?
Ultrasone extractie maakt gebruik van ultrasone golven met een lage frequentie (bv. 20-26kHz frequentie) en het ultrasone effect van akoestische cavitatie. Ultrasone golven met een hoge intensiteit creëren cavitatiebelletjes die ineenstorten, waardoor plaatselijk energie-intensieve druk- en temperatuurverschillen ontstaan, alsmede krachtige schuifkrachten, die plantencelwanden en plantenweefsel perforeren en openbreken. De vloeistofstroom die door cavitatie wordt gegenereerd, bevordert de massaoverdracht tussen de intracellulaire matrix en het omringende oplosmiddel, zodat de alkaloïden efficiënt vrijkomen. Voor ultrasone alkaloïde-extractie wordt het plantenmateriaal (bijvoorbeeld gemalen gedroogde bladeren) in een oplosmiddel gebracht, dat meestal een mengsel is van water en een organisch oplosmiddel zoals waterig ethanol. Polaire oplosmiddelen zoals methanol en ethanol zijn het meest efficiënt gebleken voor een hoge opbrengst aan alkaloïden. Na een korte ultrasone behandeling van de slurry – bestaande uit plantaardig materiaal en oplosmiddel – de alkaloïden komen vrij uit de plantencellen en zijn aanwezig in het oplosmiddel, waaruit zij kunnen worden geïsoleerd en gezuiverd (bijvoorbeeld met behulp van een rotor-verdamper).

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone batch-extractie van alkaloïden uit plantaardig materiaal met behulp van de ultrasone sonde UP400St.

ultrasonicator UP400St voor de extractie van alkaloïden uit plantaardig materiaal.

De video toont de zeer efficiënte en snelle ultrasone extractie van alkaloïden uit tabak. De gebruikte ultrasone processor is een Hielscher UP400St ultrasoonapparaat, die ideaal is om middelgrote partijen hoogwaardige extracten te bereiden. Voor grote volumes levert Hielscher Ultrasonics industriële ultrasone systemen voor continue inline extractie.

Extractie van het volledige spectrum uit tabak met behulp van Ultrasonics UP400St

Video miniatuur

Belangrijkste voordelen van ultrasone alkaloïde extractie

Ultrasone extractie wordt beschouwd als een superieure extractietechniek voor de isolatie van alkaloïden uit plantenmateriaal, omdat zij verschillende voordelen biedt, waaronder

  1. Verhoogde extractie efficiëntie: Ultrasone extractie kan de opbrengst van alkaloïden met meer dan 200% verhogen in vergelijking met traditionele extractiemethoden.
  2. Verminderde extractietijd: Ultrasone extractie kan de extractietijd aanzienlijk verkorten, waardoor grote hoeveelheden plantaardig materiaal sneller en efficiënter kunnen worden verwerkt.
  3. Lager verbruik van oplosmiddelen: Ultrasone extractie kan de hoeveelheid oplosmiddel die nodig is voor de extractie verminderen, waardoor minder oplosmiddel wordt verbruikt en het milieu minder wordt belast.
  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. Aangezien ongewenste verbindingen achterblijven, wordt de zuiverheid van het eindproduct verbeterd.
  5. Gemakkelijk op te schalen: Ultrasone extractie kan gemakkelijk worden opgeschaald om grotere hoeveelheden plantaardig materiaal te verwerken, waardoor het geschikt is voor commerciële productie. Ultrasone processen kunnen lineair worden geschaald, wat de toepassing op industriële schaal vergemakkelijkt.

In het algemeen biedt ultrasone extractie een snellere, efficiëntere en milieuvriendelijkere aanpak om alkaloïden uit plantenmateriaal te isoleren.

Ultrasone extractie van alkaloïden uit de bladeren van de zuurzakboom

Voor de extractie van alkaloïden uit gedroogde bladeren werd de ultrasone extractor UP400ST met temperatuursensor gebruikt.Nolasco-González et al. (2022) onderzochten de doeltreffendheid en efficiëntie van ultrasone extractie van bioactieve verbindingen, waaronder fenolische verbindingen, alkaloïden, acetogeninen (alle met een hoge antioxidantcapaciteit) uit de bladeren van de plantensoort Annona muricata (zuurzakboom). Voor de ultrasone extractie gebruikten zij de sonde-ultrasone UP400S onder de volgende omstandigheden: 80% amplitude, 0,7 s pulscyclus, gedurende 4,54 min. Totaal oplosbare fenolen (TSP) werden geëxtraheerd met behulp van 0,5 g gedroogd bladpoeder 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 de ultrasone U400S (zie foto links) geïsoleerde extract vertoonde een hoge antioxidantcapaciteit en een hoger gehalte aan bioactieve bestanddelen van ~6 tot ~927-voudig dan afkooksel of aftreksel, afhankelijk van het type verbinding. In de monsters werden 24 verschillende fenolische verbindingen geïdentificeerd, en het ultrasoon geïsoleerde extract leverde de hoogste concentratie op.
[cf. Nolasco-González et al., 2022].

Ultrasone alkaloïde-extractie geeft superieure opbrengsten met een hoge antioxidantcapaciteit en overtreft extractietechnieken als afkooksel en infusie.

Antioxidantcapaciteit van extracten verkregen door de optimale omstandigheden van ultrasone extractie (UAE), afkooksel en infusie. Ultrasone extracten vertonen consistent een significant hogere antioxidantcapaciteit.
(Studie en grafiek: ©Nolasco-González et al., 2022)

Ultrasone extractie met de UP400S leverde een extract op met een volledig spectrum en een hoge opbrengst aan talrijke fenolische verbindingen.

HPLC-chromatogram van fenolische verbindingen uit ultrasoon geïsoleerd extract van Annona muricata-bladeren met behulp van de ultrasone machine UP400S.
(1) shikimic zuur, 2) gallus zuur, 3) protocatechuic zuur, 4) neochlorogenic zuur,
(5) 3,4-dihydroxyfenylazijnzuur, (6) 4-hydroxybenzoëzuur, (7) chlorogeenzuur, (8) 4-hydroxyfenylazijnzuur, (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-cinnamezuur, (19) gallocatechine, (20) epigallocatechine, (21) catechine, (22) epicatechine, (23) rutine, (24) ellaginezuur.
(Studie en grafiek: ©Nolasco-González et al., 2022)

Lee et al. (2021) hadden soortgelijke bevestigde resultaten: zij meldden 2,3-maal meer alkaloïden uit A. muricata-bladeren geëxtraheerd onder ultrasone trillingen (340 W, 56◦C, 30 min) in vergelijking met Soxhlet-extractie (7 uur, 80◦C).

Ultrasone sonde-extractor voor de isolatie van alkaloïden uit plantaardige materialen zoals bladeren, schors, wortels en stengels.

Ultrasone extractor UIP1000hdT met roerder voor alkaloïde-extractie in batch.

Ultrasone extractie van specifieke alkaloïden

Extractie van indoolalkaloïden uit de bast van de Mimosawortel en Ayahuasca met behulp van een ultrasoonapparaat

Zowel de bast van de Mimosa-wortel als de ayahuasca-bladeren bevatten de alkaloïde N,N-dimethyltryptamine (DMT). Dimethyltryptamine (DMT) wordt momenteel in klinische studies onderzocht op zijn hallucinogene effecten en dus als potentieel geneesmiddel voor de behandeling van depressie en posttraumatische stressstoornissen (PTSD). Ultrasoontechniek bevordert effectief het vrijkomen en de isolatie van de alkaloïde uit de wortels van Mimosa hostilis en de bladeren van Psychotria viridis (ayahuasca). Ultrasone DMT-extractie levert hoge opbrengsten op in zeer korte tijd. De Hielscher ultrasoonapparaten zijn compatibel met vrijwel alle oplosmiddelen en worden gebruikt voor de productie van bioactieve stoffen van farmaceutische kwaliteit voor gebruik in onderzoek en medische instellingen, en voor de voorbereiding van monsters vóór analytische kwaliteits- en potentietests. Daarom kunnen Hielscher ultrasone apparaten het medische DMT- en botanische onderzoek op tal van manieren vergemakkelijken.
De meest voorkomende bron van de indole akaloïde N,N-dimethyltryptamine (DMT) in jurema is afkomstig van de wortels van Mimosa hostilis (algemeen bekend als jurema preta). Ayahuasca is de traditionele naam voor een andere plantensoort, waarvan de bladeren van de struik Psychotria viridis rijk zijn aan DMT.
Zowel mimosa wortelschors (ook mimosa tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; afgekort MHRB) als ayahuasca bladeren bevatten verschillende bioactieve bestanddelen, die momenteel in klinisch onderzoek worden onderzocht op hun potentieel als therapeutisch geneesmiddel. Mimosa wortelschors bevat tannines, saponinen, tryptamines, 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 apparatuur van het probe-type. Ultrasone extractie is de superieure techniek om doelstoffen zoals alkaloïden te isoleren uit botanisch materiaal zoals de bast van de mimosa-wortel en ayahuasca-bladeren. Sonicatie blinkt uit door hoge opbrengsten binnen een zeer korte extractietijd. Milde procescondities garanderen de hoogste extractkwaliteit en voorkomen ongewenste degradatie van de actieve moleculen.

Ultrasone extractie en zuivering van fytochemicaliën uit planten: Op de foto ziet u de sonde-type ultrasoonapparaat UP400ST, een Büchi vacuümfilter en een rotor-verdamper voor de extractie van curcumine.

Extractieopstelling voor botanische isolatie: sonde-type ultrasoonapparaat UP400StBüchi vacuümfilter en rotor-verdamper voor de extractie van fytochemische stoffen zoals alkaloïden en fenolen.

Ultrasone extractors van Hielscher maken de betrouwbare en efficiënte productie van grote hoeveelheden alkaloïde-extracten mogelijk. Ultrasone extractie geeft een hoge opbrengst aan alkaloïden van superieure kwaliteit binnen een korte verwerkingstijd.

Ultrasone afzuigkap UIP2000hdT met roestvrij stalen batch van farmaceutische kwaliteit voor de industriële productie van alkaloïde extracten.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


 

In deze presentatie laten we je kennismaken met de productie van botanische extracten. We leggen uit wat de uitdagingen zijn bij het produceren van botanische extracten van hoge kwaliteit en hoe een sonicator u kan helpen deze uitdagingen te overwinnen. Deze presentatie laat zien hoe ultrasone extractie werkt. U leert welke voordelen u kunt verwachten bij het gebruik van een sonicator voor extractie en hoe u een ultrasone extractor kunt implementeren in uw productie van extracten.

Ultrasone botanische extractie - Hoe sonicators gebruiken om botanische verbindingen te extraheren

Video miniatuur

 

Hielscher Ultrasoonapparaten voor efficiënte extractie van alkaloïden

Hielscher Ultrasonics ontwerpt, produceert en distribueert hoogwaardige ultrasone extractors, die worden gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek en voor de productie van farmaceutische extracten.
Superieure extractie-efficiëntieUltrasone extractie is een wetenschappelijk bewezen techniek met een buitengewoon hoog rendement voor de extractie van bioactieve stoffen uit planten. Terwijl traditionele methoden vaak veel tijd in beslag nemen (enkele uren tot dagen), duurt ultrasone botanische extractie slechts enkele minuten.

Hoog extractierendement en superieure extractkwaliteit met Hielscher ultrasoonapparaten

Ultrasoon gestuurde extractie zorgt voor het volledig vrijkomen van bioactieve stoffen uit het plantenmateriaal. Ultrasone cavitatie breekt de celmatrix en laat de bioactieve moleculen efficiënt vrij in het omringende oplosmiddel. Vergelijkende studies hebben aangetoond dat sonicatie een hoger extractrendement oplevert dan andere extractietechnieken (bv. Soxhlet, maceratie, afkooksel, 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 extractie-eisen kan worden gekozen voor polaire en apolaire oplosmiddelen en is het overschakelen tussen oplosmiddelen geen probleem. Een nauwkeurige regeling van de procesparameters (bv. amplitude), het gebruik van milde oplosmiddelen en een nauwkeurige temperatuurregeling voorkomen de afbraak en verontreiniging van bioactieve verbindingen (bv. alkaloïden, polyfenolen, flavonoïden, cannabinoïden enz.) tijdens de ultrasone extractie.

Veelzijdige toepassing van Hielscher ultrasoonapparaten

Terwijl alternatieve extractietechnieken (bv. superkritische CO2, solventextractie, percolatie enz.) vaak alleen toepasbaar zijn voor de extractie van specifieke moleculen, afhankelijk van moleculair gewicht, oplosbaarheid en warmtegevoeligheid, maakt de extractie met Hielscher krachtige ultrasone apparaten de veelzijdige extractie van elke botanische verbinding mogelijk. Ultrasone extractie kan betrouwbaar worden toegepast voor de extractie van extracten met een breed spectrum van bioactieve bestanddelen zoals polyfenolen, alkaloïden, anthrachinonen, flavonoïden, glycosiden, lipiden, pectine en polysacchariden.

Uitstekende energie-efficiëntie en milieuvriendelijkheid

Het energieverbruik van ultrasone extractie is veel lager dan dat van de traditionele methoden voor de extractie van medicinale verbindingen uit planten.

Betrouwbaarheid door processtandaardisatie met Hielscher Ultrasonics

Hielscher ultrasoonapparaten kunnen op afstand worden bediend via browserbesturing. Sonicatieparameters kunnen worden bewaakt en nauwkeurig worden aangepast aan de procesvereisten.Hielscher ultrasoontoestellen maken een nauwkeurige regeling mogelijk van alle ultrasone procesparameters, zoals amplitude, intensiteit, duur en temperatuur. De procesparameters kunnen eenvoudig worden gecontroleerd en worden continu bewaakt. Bovendien worden alle procesparameters automatisch geprotocolleerd als CSV-bestand op een ingebouwde SD-kaart. Hierdoor kan de operator sonicatieruns herzien, het extractieproces optimaliseren en een constante extractkwaliteit garanderen. Hielscher ultrasoonapparaten stellen fabrikanten in staat om botanische extracten van superieure kwaliteit te produceren en vergemakkelijken de naleving van Good Manufacturing Practice (GMP).

Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
1 tot 500 ml 10 tot 200 ml / min UP100H
10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 tot 20L 0.2 tot 4L / min UIP2000hdT
10 tot 100L 2 tot 10 l / min UIP4000hdT
15 tot 150L 3 tot 15L/min UIP6000hdT
na 10 tot 100 l / min UIP16000
na grotere cluster van UIP16000

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier om aanvullende informatie aan te vragen over ultrasone processoren, toepassingen en prijs. Wij bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem aan dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone botanische extractie geeft hogere opbrengsten. De Hielscher UIP2000hdT, 2000 watt homogenisator is krachtig genoeg om batches van 10 liter tot 120 liter gemakkelijk te extraheren.

Ultrasone extractie van planten - 30 liter per batch van 8 gallon

Video miniatuur

Ultrasone high-shear homogenisatoren worden gebruikt in het lab, op de werkbank, in pilootproeven en in industriële processen.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.



Literatuur / Referenties

Feiten die de moeite waard zijn om te weten

Wat zijn alkaloïden?

Alkaloïden vormen een klasse van natuurlijk voorkomende stikstofhoudende verbindingen met een laag moleculair gewicht die vaak als secundaire metabolieten in het plantenrijk worden aangetroffen. Een alkaloïde bevat ten minste één stikstofatoom. Alkaloïden worden biochemisch gesynthetiseerd uit een van de volgende drie gangbare aminozuren – lysine, tyrosine en tryptofaan.
In planten komen alkaloïden meestal voor als zouten van organische zuren zoals azijnzuur, appelzuur, melkzuur, citroenzuur, oxaalzuur, wijnsteenzuur, looizuur en andere zuren. Sommige zwak basische alkaloïden (zoals nicotine) komen vrij voor in de natuur. Enkele alkaloïden komen ook voor als glycosiden van suiker zoals glucose, rhamnose en galactose, bijvoorbeeld alkaloïden van de solanumgroep (solanine), als amiden (piperine) en als esters (atropine, cocaïne) van organische zuren (vgl. Ramawat et al., 2009).
Veel alkaloïden zijn bioactieve verbindingen met een medicinale of therapeutische werking. Zo worden specifieke soorten alkaloïden gebruikt voor de behandeling van verschillende ziekten, waaronder malaria, diabetici, specifieke kankersoorten, hartstoornissen, depressies enz.
Aangezien vele alkaloïden sterke bioactieve eigenschappen vertonen, is hun gebruik als geneesmiddelen, verdovende middelen, stimulerende middelen en vergif goedgekeurd of wordt er wetenschappelijk onderzoek naar gedaan. Morfine, een bekende alkaloïde uit Papaver somniferum papaver, wordt gebruikt als farmaceutisch geneesmiddel in de hedendaagse geneeskunde. Kinine en codeïne zijn twee andere alkaloïden die voor medische doeleinden worden gebruikt. Onder medisch toezicht en in medisch voorgeschreven doses zijn alkaloïden farmacologisch nuttig. Bij verkeerd gebruik kunnen sommige alkaloïden echter in hoge doses giftig zijn. Het alkaloïde strychnine wordt bijvoorbeeld gebruikt als een zeer effectief gif dat wordt gebruikt als pesticide tegen kleine wervels.

Voorbeelden van sommige alkaloïden in planten

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


Ultrasoon geluid met hoge prestaties! Hielscher's productassortiment bestrijkt het volledige spectrum van de compacte laboratorium ultrasoonmachine over bench-top units tot full-industriële ultrasoon systemen.

Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.


We zullen graag uw proces bespreken.

Laten we contact opnemen.