Ultrasone koudwaterextractie van psilocybine

Het isoleren van psilocybine uit verse en gedroogde paddo’s, bijvoorbeeld soorten van psilocybe, staat bekend als tijdrovend en vaak vrij inefficiënt. Met ultrasone extractie worden psilocybine, psilocine, baeocystine en norbaeocystine snel uit verse en gedroogde psilocibe-paddenstoelen geëxtraheerd. Ultrasone extractie breekt de celwanden van de paddenstoel open, zodat de bioactieve stoffen volledig vrijkomen en een zeer efficiënt en snel extractieproces wordt bereikt.

Ultrasone extractie van psilocybine

Ultrasone extractie van psilocybine is zeer efficiënt en overtreft alternatieve extractiemethoden dankzij hoge opbrengsten, een korte extractietijd en een eenvoudige en veilige bediening. Als zeer efficiënte, snelle, betrouwbare en milieuvriendelijke extractiemethode wordt ultrasone extractie gebruikt om talrijke bioactieve verbindingen uit planten en schimmels te extraheren. Sonicatoren van Hielscher worden al op grote schaal gebruikt om bioactieve verbindingen uit paddo’s te extraheren, waaronder hallucinogenen zoals psilocybine, psilocine, baeocystine en norbaeocystine. De ultrasone extractie van psychedelische verbindingen levert hoge opbrengsten en extracten van superieure kwaliteit op met een turbo-extractieprocedure. Ultrasone extractie is compatibel met elk oplosmiddel en maakt de productie van extracten met een volledig spectrum mogelijk.

Ultrasone extractie – milde koude extractie van stoffen uit paddenstoelen

Veel bioactieve verbindingen zijn warmtegevoelig, wat betekent dat ze bij hoge temperaturen afbreken en ontleden, waardoor ze hun werking en potentie verliezen. Daarom hebben de meeste procedures voor het isoleren van secundaire metabolieten uit plantaardige materialen en schimmels baat bij een niet-thermische extractiemethode, die niet op warmte als fundamenteel werkingsprincipe berust. Ultrasone extractie is een zuiver mechanische procedure waarvan het werkingsprincipe berust op het opwekken van akoestische cavitatie.

Wat is ultrasone cavitatie en hoe beïnvloedt deze de extractie?

Wanneer een vloeistof met een ultrasone sonde bij 20kHz wordt gesoniceerd, worden 20.000 trillingen per seconde op het medium overgebracht. De ultrasone golven bewegen door de vloeistof, waar ze afwisselende cycli van hoge druk (compressie) / lage druk (verdunning of expansie) veroorzaken. Tijdens de vacuümcyclus bij lage druk ontstaan in de vloeistof minuscule vacuümbellen of holtes, die gedurende meerdere drukcycli groeien. Tijdens de compressiefase van de vloeistof en de bellen is de druk positief, terwijl de verdunningsfase een vacuüm (negatieve druk) veroorzaakt. Tijdens de compressie-expansiecycli groeien de holtes in de vloeistof totdat ze een omvang bereiken waarbij ze geen energie meer kunnen opnemen. Op dat moment imploderen ze heftig. De implosie van deze holtes veroorzaakt verschillende zeer energetische sonomechanische effecten, die bekendstaan als het verschijnsel akoestische / ultrasone cavitatie. Tijdens de implosie van ultrasone cavitatiebellen ontstaan in de gesoniceerde vloeistof krachten met een extreem hoge energiedichtheid, zoals sterke afschuiving, vloeistofstroming en turbulentie. Deze cavitatiekrachten breken de celwanden van planten open en maken de intracellulaire verbindingen vrij, waaronder bioactieve stoffen zoals de hallucinogenen psilocybine, psilocine, baeocystine en norbaeocystine uit paddenstoelensoorten. De afwisselende cycli van hoge en lage druk bevorderen ook een hoge snelheid van massaoverdracht, wat resulteert in de superieure extractieopbrengst die met sonicatie wordt verkregen. Via ultrasone extractie kan vrijwel de volledige hoeveelheid werkzame stoffen in plantaardige materialen en paddenstoelen worden geïsoleerd.

Ultrasone extractie van psilocybine: stapsgewijs protocol

• U kunt psilocybine en andere bioactieve stoffen uit paddenstoelen extraheren met water, ethanol of ethylalcohol van 200 proof als oplosmiddelen.
• Hak de verse of gedroogde psilocybinehoudende paddenstoelen in kleine stukjes. U kunt hoeden en stelen gebruiken. Beide bevatten de psychoactieve verbindingen, maar de hoeden zijn steeds rijker aan psilocybine. De sporen bevatten geen psilocybine.
• Doe de gehakte paddenstoelen in een glazen bekerglas en vul dit met koud water.
  Optioneel kunt u het glazen bekerglas in een ijsbad plaatsen om de procestemperatuur zo laag mogelijk te houden.
• Soniceer het mengsel van paddenstoelen en oplosmiddel met een ultrasone sonde. Afhankelijk van het volume is de UP100H of UP400St een goede keuze. Onze technische medewerkers adviseren u over de ideale sonicator voor uw extractieproces en delen procesparameters met u, zoals de amplitude-instelling en de sonicatietijd.
• De gesoniceerde suspensie wordt blauw. Het blauwe water bevat psilocybine die uit de vruchtlichamen van de paddenstoelen is geëxtraheerd.
• Scheid de stukjes paddenstoel en resten af door te zeven of te filtreren. Bewaar desgewenst het bij de filtratie achtergebleven paddenstoelenmateriaal voor een tweede extractieronde met water of ethanol.
• Gebruik een verdampingssysteem om het oplosmiddel te verwijderen. 1 tot 2 gram gedroogde paddo’s zou ongeveer 1cc eindextract moeten opleveren. Omdat paddenstoelen een natuurproduct zijn, kan het gehalte aan psychedelische stoffen variëren.
• Met een optionele kristallisatiestap kan de houdbaarheid van het psilocybine-extract verder worden verlengd.
• Doe het eindextract in een pot of flacon van donker glas en bewaar het in de vriezer.

Ultrasoon geëxtraheerde bioactieve verbindingen kunnen worden gefiltreerd en verder geconcentreerd met een rotatieverdamper. De afbeelding toont een ultrasoon extract van de chaga-paddenstoel.

Waarom is een sonicator met sonde het beste voor de extractie uit paddenstoelen?

Sonicatie is een proces waarbij hoogfrequente geluidsgolven worden gebruikt om cavitatiebellen in een vloeistof te vormen. Wanneer deze bellen instorten, veroorzaken ze intense lokale afschuifkrachten die cellen kunnen openbreken en de inhoud van de cellen in de vloeistof kunnen vrijmaken.
Bij de extractie uit paddenstoelen kan sonicatie worden gebruikt om de celwanden van de paddenstoelen open te breken en hun bioactieve verbindingen in een oplosmiddel vrij te maken. Er zijn twee typen sonicatoren: ultrasone baden en sonicatoren met een sonde.
Een ultrasoon bad is een apparaat waarin het monster in een met oplosmiddel gevulde houder wordt geplaatst en relatief zwakke ultrasone golven op de gehele houder worden toegepast. Deze methode staat bekend als vrij ineffectief, omdat een ultrasoon bad ultrasone energie ongelijkmatig en met een lage intensiteit verdeelt. Omdat het paddenstoelenmonster in een ultrasoon bad indirect wordt gesoniceerd, kunnen de ultrasone golven niet diep in het monster doordringen. De ultrasone golven moeten door de wanden van de houder gaan voordat ze het paddenstoelenmateriaal bereiken. Daardoor worden de ultrasone golven uit het ultrasone bad, die al een lage intensiteit hebben, nog verder verzwakt.
Een sonicator met sonde is daarentegen uitgerust met een titanium staaf – de zogeheten sonotrode of sonde – die rechtstreeks in het monster kan worden ingebracht, waardoor een meer gerichte en lokale toepassing van ultrasone energie mogelijk wordt. Dit resulteert in een aanzienlijk efficiëntere celontsluiting en extractie van bioactieve verbindingen, vooral in compacte of moeilijk bereikbare delen van het monster.

Chitine is een polysacharide dat een belangrijk bestanddeel is van de celwanden van veel schimmels, waaronder paddenstoelen. Chitine is een taai en stijf materiaal, waardoor het moeilijk af te breken is met conventionele extractiemethoden.
Sonicatie kan effectief zijn bij het afbreken van chitine en het vrijmaken van de bioactieve verbindingen die in de celwanden van paddenstoelen opgesloten zitten. De hoge intensiteit van sonicatie met een sonde is echter noodzakelijk, omdat de chitine in de celwanden een relatief taai materiaal is. De gerichte en lokale toepassing van ultrasone energie door de sonicator met sonde zorgt ervoor dat de chitine aan voldoende energie wordt blootgesteld om te worden afgebroken.
Bovendien kan de sonde naar verschillende delen van het monster worden verplaatst, waardoor aanvullende macromenging ontstaat om ervoor te zorgen dat alle delen van de paddenstoel voldoende worden gesoniceerd. Dit is vooral belangrijk bij paddenstoelen met dikke celwanden of compacte structuren, waarbij het met andere methoden lastig kan zijn om volledige extractie te garanderen.
Samenvattend is de hoge intensiteit van sonicatie met een sonde noodzakelijk om de chitine in de celwanden van paddenstoelen af te breken en de bioactieve verbindingen vrij te maken. De gerichte en lokale toepassing van ultrasone energie door de sonicator met sonde zorgt ervoor dat de chitine voldoende wordt gesoniceerd, wat resulteert in een efficiëntere en grondigere extractie van bioactieve verbindingen uit de paddenstoelen.
Een sonicator met sonde wordt over het algemeen als efficiënter beschouwd voor de extractie uit paddenstoelen, omdat deze een gelijkmatigere en grondigere extractie van bioactieve verbindingen kan bieden dan een ultrasoon bad.
Lees meer over de verschillen tussen het verwerken van vloeistoffen met een sonicator met sonde en een ultrasoon bad!

Psilocybinehoudende paddenstoelen

Psilocybine komt voor in meer dan 200 soorten paddenstoelen van de vier schimmelgeslachten Conocybe, waaronder de soorten Panaeolus, Psilocybe en Stropharia, die allemaal geschikt zijn voor het ultrasoon extraheren van de werkzame verbinding psilocybine. Over het algemeen vertonen paddenstoelen die psilocybine bevatten de volgende kenmerken: ze hebben donkere sporen, zijn plaatjeszwammen, groeien voornamelijk in humusrijke grond in weilanden en bossen van tropische en subtropische gebieden en vertonen blauwe kneusplekken die ontstaan door een oxidatiereactie wanneer de paddenstoel wordt aangeraakt of beschadigd.
De bekendste soort psilocybinehoudende paddenstoel is Psilocybe cubensis, die twee belangrijke psychoactieve verbindingen bevat: psilocybine en psilocine. Psilocybe cubensis, algemeen bekend als shrooms, paddo’s, golden tops, cubes of gold caps, behoort tot de schimmelfamilie Hymenogastraceae en stond vroeger bekend als Stropharia cubensis. Omdat Psilocybe cubensis wijdverspreid is en gemakkelijk te kweken, is het de bekendste psilocybinehoudende paddenstoelensoort.
Psilocybe cubensis is vooral bekend om zijn hallucinogene verbindingen, die na inname psychedelische ervaringen veroorzaken. Deze belangrijkste psychoactieve verbindingen zijn:

• Psilocybine (4-fosforyloxy-N,N-dimethyltryptamine)
• Psilocine (4-hydroxy-N,N-dimethyltryptamine)
• Baeocystine (4-fosforyloxy-N-methyltryptamine)
• Norbaeocystine (4-fosforyloxytryptamine)

Voordelen van ultrasone extractiesystemen

De voordelen van ultrasone extractie zijn de hoge extractieopbrengst van psychedelische verbindingen (d.w.z. psilocybine, psilocine, baeocystine en norbaeocystine), de vrije keuze van het oplosmiddel (bijvoorbeeld water, ethanol, een water-alcoholmengsel enz.) en de eenvoudige en veilige bediening. Door de intense mechanische krachten van sonicatie zijn milieuvriendelijke en milde oplosmiddelen zoals water, ethanol enz. doorgaans voldoende om een buitengewone extractiesnelheid en opbrengst te bereiken. Daardoor verkort ultrasone extractie de extractietijd en maakt deze een verminderd gebruik van oplosmiddelen of het gebruik van mildere, zachtere oplosmiddelen mogelijk. Dit betekent dat ultrasone extractie zowel hogere extractiesnelheden als extracten van superieure kwaliteit mogelijk maakt (bijvoorbeeld koudwaterextracten). Omdat de procestemperatuur tijdens de sonicatie nauwkeurig kan worden geregeld, worden thermische ontleding van de extracten door te hoge temperaturen en verdamping van de stoffen voorkomen.

Geavanceerde sonicatoren voor de extractie uit paddenstoelen

Het productportfolio van Hielscher Ultrasonics omvat het volledige assortiment ultrasone extractoren met hoge prestaties, van kleine tot grote schaal. Aanvullende accessoires maken het eenvoudig om de meest geschikte configuratie van de ultrasone extractor voor uw proces samen te stellen. De optimale sonicatieopstelling hangt af van de beoogde capaciteit, het volume, de grondstof, het batch- of inlineproces en de tijdsplanning. Onze goed opgeleide medewerkers met jarenlange ervaring adviseren u over de meest geschikte ultrasone extractor en ondersteunen u tijdens de opstartfase van uw extractieproces voor paddenstoelen.
Gebruik uw sonicatoren voor elke vorm van extractie uit plantaardige materialen, waaronder geneeskrachtige kruiden, alkaloïden (bijvoorbeeld nicotine, ayahuasca, mitragynine), of spagyrische tincturen.

U kunt een ultrasone processor van Hielscher in uiteenlopende groottes aanschaffen, met een configuratie die exact is afgestemd op de vereisten van uw extractieproces voor paddenstoelen. Van het behandelen van schimmels in een klein laboratoriumbekerglas tot het continu mengen van paddenstoelensuspensies in doorstroming op industriële schaal: Hielscher Ultrasonics biedt u een geschikte sonicator! Neem contact met ons op – wij adviseren u graag over de ideale ultrasone opstelling!
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze sonicatoren:

Nauwkeurig regelbare amplitudes voor optimale resultaten

Alle sonicatoren van Hielscher zijn nauwkeurig regelbaar en daardoor betrouwbare werkpaarden in de productie. De amplitude is een van de cruciale procesparameters die de efficiëntie en effectiviteit van ultrasone extractie van bioactieve fytonutriënten en hallucinogene verbindingen uit plantaardige materialen beïnvloeden. Grondstoffen zoals zachte, verse paddenstoelen vereisen mildere sonicatie en lagere amplitude-instellingen, terwijl gedroogde paddenstoelen mogelijk sonicatie bij hogere amplitudes vereisen om de intracellulaire inhoud vrij te maken. Alle sonicatoren van Hielscher maken een nauwkeurige instelling van de amplitude mogelijk. Sonotroden en boosterhoorns zijn accessoires waarmee de amplitude over een nog groter bereik kan worden aangepast. De industriële ultrasone processoren van Hielscher kunnen zeer hoge amplitudes leveren en bieden de vereiste ultrasone intensiteit voor veeleisende toepassingen. Amplitudes tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden toegepast bij 24/7-bedrijf.
Nauwkeurige amplitude-instellingen en de permanente bewaking van de ultrasone procesparameters via slimme software bieden u de mogelijkheid om uw paddenstoelenextract onder de meest effectieve ultrasone omstandigheden te produceren. Optimale sonicatie voor de beste extractieresultaten!
De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24/7-bedrijf onder zware belasting en in veeleisende omgevingen mogelijk. Dit maakt de ultrasone apparatuur van Hielscher tot een betrouwbaar hulpmiddel dat aan uw extractievereisten voldoet.

Eenvoudig, risicovrij testen

Ultrasone processen kunnen volledig lineair worden opgeschaald. Dit betekent dat elk resultaat dat u met een sonicator op laboratorium- of tafelmodelschaal hebt bereikt, kan worden opgeschaald tot exact dezelfde output met exact dezelfde procesparameters. Dit maakt sonicatie ideaal voor risicovrije haalbaarheidstests, procesoptimalisatie en daaropvolgende implementatie in commerciële productie. Neem contact met ons op om te ontdekken hoe sonicatie de opbrengst en kwaliteit van uw paddenstoelenextract kan verhogen.

Hoogste kwaliteit – ontworpen en vervaardigd in Duitsland

Als familiebedrijf dat eigendom is van en wordt geleid door de familie, geeft Hielscher voorrang aan de hoogste kwaliteitsnormen voor zijn ultrasone processoren. Alle sonicatoren worden ontworpen, vervaardigd en grondig getest op ons hoofdkantoor in Teltow bij Berlijn, Duitsland. De robuustheid en betrouwbaarheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maken deze tot een werkpaard in uw productie. 24/7-bedrijf onder volledige belasting en in veeleisende omgevingen is een vanzelfsprekend kenmerk van de sonicatoren met hoge prestaties van Hielscher.