Ultradźwiękowa ekstrakcja kratomu

Ultradźwięki to wysoce skuteczna, prosta i niezawodna technika wytwarzania bogatych w alkaloidy ekstraktów z liści kratomu (Mitragyna speciosa). Sonikacja uwalnia związki bioaktywne, takie jak mitragynina i 7-hydroksymitragynina z komórek roślinnych, dzięki czemu można je wyizolować. Ekstrakcja ultradźwiękowa zapewnia wyższą wydajność w bardzo krótkim czasie ekstrakcji.

Kratom i mitragynina

Mitragynina i 7-hydroksymitragynina to alkaloidy indolowe Mitragyna speciosa, znane również jako Kratom. Oba związki działają jako antagoniści receptorów opioidowych i są znane ze swoich właściwości przeciwbólowych. 7-hydroksymitragynina jest bardzo silną substancją przeciwbólową. W przeciwieństwie do mitragyniny, która jest obficie obecna w liściach Kratomu, 7-hydroksymitragynina występuje tylko w niewielkich ilościach. Jednak ze względu na swoją wysoką moc, 7-hydroksymitragynina łagodzi nawet najgorszy ból i jest również znana z łagodzenia objawów odstawienia opiatów.
Suszone liście kratomu zawierają ok. 1-6% mitragyniny i ok. 0.01 – 0.04% 7-hydroksymitragyniny. Kratom jest naturalnym składnikiem botanicznym, który może być stosowany jako suplement diety lub jako środek farmaceutyczny w postaci proszków, kapsułek lub nalewek w celu łagodzenia bólu, stymulacji lub działania jako naturalna pomoc w odstawieniu opioidów.
Bioaktywne związki kratomu, np. alkaloidy mitragynina i 7-hydroksymitragynina, są przechowywane w komórkach rośliny kratom. Aby uczynić je biodostępnymi i uwolnić ich psychoaktywne działanie lecznicze, ściany komórek muszą zostać rozbite, a związki bioaktywne muszą zostać wyizolowane z wnętrza komórki. Ultradźwięki są wysoce skuteczną metodą ekstrakcji związków botanicznych i dlatego są preferowaną techniką ekstrakcji kratomu.

Ultradźwiękowa ekstrakcja alkaloidów Kratom

Ekstrakcja ultradźwiękowa jest bardzo skuteczną metodą uwalniania kluczowych związków psychoaktywnych mitragyniny i 7-hydroksymitragyniny (7-HMG), a także ponad 40 innych związków bioaktywnych, w tym około 25 alkaloidów (np. ajmalicyna, mitrafilina, pseudoindoksyl mitragyniny, rhynchophylline) z kratomu.
Najczęściej stosowanymi związkami Mitragyna speciosa (kratom) są alkaloidy mitragynina (MG), 7-hydroksymitragynina, które są znane jako silne substancje przeciwbólowe. 7-hydroksymitragynina jest antagonistą opioidów, który pomaga pacjentom wycofać się z opioidów. Obie substancje mogą być skutecznie uwalniane z macierzy komórkowej rośliny za pomocą sonikacji. Ekstrakty Kratom mogą być wytwarzane ultradźwiękowo przy użyciu alkoholu, wody lub wodnego etanolu jako rozpuszczalnika. Wybór rozpuszczalnika wpływa na działanie ekstraktu kratomu.
Etanol i wodny etanol (tj. etanol/woda) dają najwyższą wydajność surowego ekstraktu ze względu na ich polarność.

Jaki jest idealny rozpuszczalnik do ultradźwiękowej ekstrakcji Kratom?

Ultradźwięki jako metoda ekstrakcji są kompatybilne z dowolnym rozpuszczalnikiem. Możesz wybrać rozpuszczalnik, który najbardziej Ci odpowiada. Jednak w celu uzyskania optymalnych wyników ekstrakcji kratomu, niektóre rozpuszczalniki są lepsze do rozpuszczania alkaloidów kratomu.
Na działanie ekstraktu z kratomu ma wpływ rozpuszczalnik, ponieważ rozpuszczalniki polarne i niepolarne selektywnie rozpuszczają odpowiednio więcej określonych związków:

• Wodny etanol: Wodny etanol oznacza mieszaninę wody i etanolu. Stosunek wody do etanolu można dostosować do wymagań. Zastosowanie wodnego etanolu jako rozpuszczalnika ma kilka zalet w porównaniu z użyciem samej wody lub etanolu. Po pierwsze, dodanie etanolu do wody może poprawić rozpuszczalność niektórych związków bioaktywnych, które nie są dobrze rozpuszczalne w samej wodzie, takich jak niektóre związki fenolowe i triterpenoidy. Po drugie, zastosowanie wodnego etanolu może skutkować wyższą wydajnością ekstrakcji w porównaniu z samą wodą lub etanolem, ponieważ może ekstrahować szerszy zakres związków bioaktywnych.
  W przypadku kratomu, wyższe stężenie etanolu (60-80%) jest dobrym wyborem, ponieważ skutkuje bardzo wydajną ekstrakcją alkaloidów, takich jak mitragynina, związki fenolowe, terpeny i triterpenoidy. Jednocześnie ekstrahowane są również inne rozpuszczalne w wodzie związki roślinne – w wyniku czego powstaje ekstrakt o pełnym spektrum.
• Woda: Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem do ekstrakcji związków bioaktywnych z roślin. Główny alkaloid kratomu, mitragynina, nie jest rozpuszczalny w wodzie, więc woda nie jest idealna do ekstrakcji kratomu.
• Etanol: Etanol jest bardzo polarnym rozpuszczalnikiem, który jest powszechnie stosowany do ekstrakcji mitragyniny, związków fenolowych, terpenów i triterpenoidów.
• Metanol lub aceton: Metanol i aceton to niepolarne rozpuszczalniki, które mogą być stosowane do ekstrakcji kratomu. Metanol i aceton są jednak łatwopalne i toksyczne, więc należy ich używać ostrożnie.

Do ultradźwiękowej ekstrakcji kratomu zalecamy wodny etanol jako rozpuszczalnik. Mieszanina wody i etanolu spożywczego jest nietoksycznym rozpuszczalnikiem, który można łatwo usunąć po ekstrakcji przez destylację lub odparowanie rotacyjne.

Ze względu na specyficzną zdolność rozpuszczania różnych rozpuszczalników, ekstrakty kratomu mogą wykazywać różne właściwości. Ekstrakt z kratomu izolowany czystym etanolem lub wysokim stosunkiem etanolu wykazuje mniej stymulujące właściwości, podczas gdy relaksujące, zmniejszające niepokój działanie mitragyniny jest bardziej wyraźne. Ekstrakcja ultradźwiękowa może być stosowana z różnymi rodzajami rozpuszczalników i daje możliwość wytwarzania ekstraktów kratomu o różnych właściwościach.
Przeczytaj więcej o ekstrakcji alkaloidów z materiału roślinnego za pomocą ultrasonografu z sondą!

Studium przypadku dla ultradźwiękowej ekstrakcji Kratom

Badania już zbadały i udowodniły, że ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest procedurą, która zwiększa wydajność ekstrakcji i wydajność uwalnianej mitragyniny.
Orio et al. 2011 porównali różne techniki ekstrakcji, takie jak ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami, ekstrakcja wspomagana mikrofalami i ekstrakcja dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym, przy użyciu metanolu, etanolu, wody i mieszanin dwuskładnikowych. Sonda ultradźwiękowa dała najwyższa wydajność mitragyniny. Ponieważ procesy ekstrakcji ultradźwiękowej można liniowo skalować do produkcji przemysłowej, jest to najskuteczniejsza metoda wytwarzania większych ilości alkaloidu.

Wstępna liofilizacja połączona z ekstrakcją ultradźwiękową okazała się najbardziej skuteczna, gdy zastosowano kombinację CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) przy pH 9,5. Niska temperatura ekstrakcji pomiędzy 25 a 45°C pomaga uniknąć degradacji związków bioaktywnych.
Do ekstrakcji ultradźwiękowej, 5 g sproszkowanych liofilizowanych liści Kratom umieszcza się w zlewce zawierającej 200 ml CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v), którą umieszcza się w łaźni lodowej, aby utrzymać niską temperaturę podczas sonikacji. Próbka jest sonikowana za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego UP200Ht (200W, 26kHz; patrz zdjęcie po lewej). UP200Ht jest ustawiony na 100% amplitudy i 50% trybu cyklu, a próbka jest sonikowana przez około 4 minuty. Następnie ekstrakt z liści jest filtrowany przez bibułę filtracyjną, a filtrat pozostawiono do wyschnięcia na parowniku umieszczonym na łaźni wodnej.
Ekstrakcja ultradźwiękowa daje wysokiej jakości ekstrakty i przekonuje wysoką wydajnością, szybkim czasem przetwarzania, bezpieczną i łatwą obsługą, niskimi kosztami inwestycji, a także przyjaznością dla środowiska.

 
Przeczytaj więcej o ultradźwiękowej ekstrakcji kava kava!
 

Ekstraktory ultradźwiękowe do alkaloidów Kratom

Hielscher Ultrasonics to doświadczony dostawca wysokowydajnych ekstraktorów ultradźwiękowych. Oferując pełną gamę produktów, od małych ręcznych ultradźwiękowców po w pełni przemysłowe ekstraktory ultradźwiękowe do ciągłego przetwarzania w linii, zalecamy system ultradźwiękowy dostosowany do wymagań procesu.
Wszystkie nasze ultrasonografy mogą pracować w trybie 24/7. W zależności od surowca i objętości ekstrakcji można zdecydować między sonikacją wsadową a sonikacją inline za pomocą ultradźwiękowego reaktora przepływowego.
Portfolio ultrasonicators i akcesoriów (takich jak sonotrody, Cascatrodes, rogi wspomagające, komórki przepływowe, reaktory itp.) pozwala na montaż konfiguracji zoptymalizowanej pod kątem celów procesu.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ekstaktorów ultradźwiękowych: