Ultradźwiękowa ekstrakcja kratomu

Sonikacja jest wysoce skuteczną, prostą i niezawodną techniką otrzymywania ekstraktów bogatych w alkaloidy z liści kratomu (Mitragyna speciosa). Sonikacja uwalnia z komórek roślinnych związki bioaktywne, takie jak mitragynina i 7-hydroksymitragynina, umożliwiając ich izolację. Ekstrakcja ultradźwiękowa zapewnia wyższe uzyski w bardzo krótkim czasie ekstrakcji.

Kratom i mitragynina

Mitragynina i 7-hydroksymitragynina to alkaloidy indolowe występujące w Mitragyna speciosa, roślinie znanej również jako kratom. Oba związki działają jako antagoniści receptorów opioidowych i są znane ze swojego działania przeciwbólowego. 7-hydroksymitragynina jest substancją o bardzo silnym działaniu przeciwbólowym. W przeciwieństwie do mitragyniny, która występuje obficie w liściach kratomu, 7-hydroksymitragynina występuje tylko w niewielkich ilościach. Jednak ze względu na dużą siłę działania 7-hydroksymitragynina łagodzi nawet najgorszy ból i jest również znana z łagodzenia objawów odstawienia opiatów.
Suszone liście kratomu zawierają około 1–6% mitragyniny i około 0,01 – 0,04% 7-hydroksymitragyniny. Kratom jest naturalnym składnikiem roślinnym, który można stosować jako suplement diety lub środek farmaceutyczny w postaci proszków, kapsułek lub nalewek w celu łagodzenia bólu, pobudzania lub naturalnego wspomagania odstawienia opioidów.
Związki bioaktywne kratomu, np. alkaloidy mitragynina i 7-hydroksymitragynina, są przechowywane w komórkach tej rośliny. Aby zapewnić ich biodostępność i umożliwić ich psychoaktywne działanie lecznicze, należy rozbić ściany komórkowe i wyizolować związki bioaktywne z wnętrza komórek. Sonikacja jest wysoce skuteczną metodą ekstrakcji związków roślinnych i dlatego stanowi preferowaną technikę ekstrakcji kratomu.

Ultradźwiękowa ekstrakcja alkaloidów kratomu

Ekstrakcja ultradźwiękowa jest bardzo skuteczną metodą uwalniania z kratomu kluczowych związków psychoaktywnych, mitragyniny i 7-hydroksymitragyniny (7-HMG), a także ponad 40 innych związków bioaktywnych, w tym około 25 alkaloidów (np. ajmalicyny, mitrafilliny, pseudoindoksylu mitragyniny i rynchofiliny).
Najczęściej wykorzystywanymi związkami Mitragyna speciosa (kratomu) są alkaloidy mitragynina (MG) i 7-hydroksymitragynina, znane jako substancje o silnym działaniu przeciwbólowym. 7-hydroksymitragynina jest antagonistą opioidowym, który pomaga pacjentom odstawić opioidy. Obie substancje można skutecznie uwolnić z macierzy komórkowej rośliny za pomocą sonikacji. Ekstrakty kratomu można otrzymywać ultradźwiękowo, stosując jako rozpuszczalnik alkohol, wodę lub wodny roztwór etanolu. Wybór rozpuszczalnika wpływa na działanie ekstraktu kratomu.
Etanol i wodny roztwór etanolu (tj. etanol/woda) zapewniają najwyższe uzyski surowego ekstraktu ze względu na swoją polarność.

Jaki rozpuszczalnik jest idealny do ultradźwiękowej ekstrakcji kratomu?

Sonikacja jako metoda ekstrakcji jest kompatybilna z każdym rozpuszczalnikiem. Możesz swobodnie wybrać rozpuszczalnik, który najbardziej Ci odpowiada. Jednak aby uzyskać optymalne wyniki ekstrakcji kratomu, warto uwzględnić, że niektóre rozpuszczalniki lepiej rozpuszczają jego alkaloidy.
Rozpuszczalnik wpływa na działanie ekstraktu kratomu, ponieważ rozpuszczalniki polarne i niepolarne selektywnie rozpuszczają większe ilości określonych związków:

• Wodny roztwór etanolu: Wodny roztwór etanolu oznacza mieszaninę wody i etanolu. Stosunek wody do etanolu można dostosować do wymagań. Stosowanie wodnego roztworu etanolu jako rozpuszczalnika ma kilka zalet w porównaniu ze stosowaniem samej wody lub samego etanolu. Po pierwsze, dodanie etanolu do wody może poprawić rozpuszczalność niektórych związków bioaktywnych, które słabo rozpuszczają się w samej wodzie, takich jak niektóre związki fenolowe i triterpenoidy. Po drugie, stosowanie wodnego roztworu etanolu może zapewnić wyższe uzyski ekstrakcji niż stosowanie samej wody lub samego etanolu, ponieważ umożliwia ekstrakcję szerszego zakresu związków bioaktywnych.
  W przypadku kratomu wyższe stężenie etanolu (60–80%) jest dobrym wyborem, ponieważ zapewnia bardzo wydajną ekstrakcję alkaloidów, takich jak mitragynina, a także związków fenolowych, terpenów i triterpenoidów. Jednocześnie ekstrahowane są również inne rozpuszczalne w wodzie związki roślinne – dzięki czemu powstaje ekstrakt o pełnym spektrum.
• Woda: Woda jest powszechnie stosowanym rozpuszczalnikiem do ekstrakcji związków bioaktywnych z roślin. Główny alkaloid kratomu, mitragynina, nie rozpuszcza się w wodzie, dlatego woda nie jest idealnym rozpuszczalnikiem do ekstrakcji kratomu.
• Etanol: Etanol jest bardzo polarnym rozpuszczalnikiem, powszechnie stosowanym do ekstrakcji mitragyniny, związków fenolowych, terpenów i triterpenoidów.
• Metanol lub aceton: Metanol i aceton są niepolarnymi rozpuszczalnikami, które można stosować do ekstrakcji kratomu. Jednak zarówno metanol, jak i aceton są łatwopalne i toksyczne, dlatego należy stosować je ostrożnie.

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

Ze względu na specyficzną zdolność różnych rozpuszczalników do rozpuszczania poszczególnych związków ekstrakty kratomu mogą wykazywać odmienne właściwości. Ekstrakt kratomu wyizolowany przy użyciu czystego etanolu lub mieszaniny o wysokim udziale etanolu wykazuje słabsze właściwości pobudzające, natomiast relaksujące i zmniejszające lęk działanie mitragyniny jest bardziej wyraźne. Ekstrakcję ultradźwiękową można prowadzić z użyciem różnych rodzajów rozpuszczalników, co umożliwia otrzymywanie ekstraktów kratomu o różnych właściwościach.
Dowiedz się więcej o ekstrakcji alkaloidów z materiału roślinnego za pomocą sonikatora z sondą!

Studium przypadku ultradźwiękowej ekstrakcji kratomu

Badania obejmowały już ekstrakcję wspomaganą ultradźwiękami i potwierdziły, że jest to procedura zwiększająca wydajność ekstrakcji oraz uzysk uwolnionej mitragyniny.
Orio i wsp. 2011 porównali różne techniki ekstrakcji, takie jak ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami, ekstrakcja wspomagana mikrofalami i ekstrakcja nadkrytycznym dwutlenkiem węgla, z użyciem metanolu, etanolu, wody i mieszanin dwuskładnikowych. Sonikator z sondą zapewnił najwyższy uzysk mitragyniny. Ponieważ procesy ekstrakcji ultradźwiękowej można liniowo skalować do produkcji przemysłowej, jest to najskuteczniejsza metoda otrzymywania większych ilości tego alkaloidu.

Stwierdzono, że wstępna liofilizacja w połączeniu z ekstrakcją ultradźwiękową była najwydajniejsza przy zastosowaniu mieszaniny CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) przy pH 9,5. Niska temperatura ekstrakcji, od 25 do 45°C, pomaga zapobiegać degradacji związków bioaktywnych.
W celu przeprowadzenia ekstrakcji ultradźwiękowej 5 g sproszkowanych, liofilizowanych liści kratomu umieszcza się w zlewce zawierającej 200 mL CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v). Zlewkę umieszcza się w łaźni lodowej, aby utrzymać niską temperaturę podczas sonikacji. Próbkę poddaje się sonikacji za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego UP200Ht (200W, 26kHz; patrz zdjęcie po lewej). UP200Ht ustawia się na amplitudę 100% i tryb cykliczny 50%, a próbkę poddaje się sonikacji przez około 4 min. Następnie ekstrakt z liści filtruje się przez bibułę filtracyjną, a przesącz pozostawia do wyschnięcia w parownicy umieszczonej na łaźni wodnej.
Ekstrakcja ultradźwiękowa pozwala uzyskać ekstrakty wysokiej jakości i przekonuje wysokimi uzyskami, krótkim czasem przetwarzania, bezpieczną i łatwą obsługą, niskimi kosztami inwestycyjnymi oraz przyjaznością dla środowiska.

 
Dowiedz się więcej o ultradźwiękowej ekstrakcji kava kava!
 

Ekstraktory ultradźwiękowe do alkaloidów kratomu

Hielscher Ultrasonics to Twój dostawca wysokowydajnych ekstraktorów ultradźwiękowych z wieloletnim doświadczeniem. Oferujemy pełną gamę urządzeń, od małych ręcznych sonikatorów po w pełni przemysłowe ekstraktory ultradźwiękowe do ciągłego przetwarzania w linii, i polecimy Ci system ultradźwiękowy dostosowany do wymagań Twojego procesu.
Wszystkie nasze sonikatory mogą pracować w trybie 24/7. W zależności od surowca i objętości poddawanej ekstrakcji możesz wybrać sonikację wsadową lub sonikację w linii z użyciem ultradźwiękowego reaktora przepływowego.
Oferta sonikatorów i akcesoriów (takich jak sonotrody, Cascatrodes, wzmacniacze amplitudy, komory przepływowe, reaktory itp.) pozwala zestawić układ zoptymalizowany pod kątem celów Twojego procesu.
Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych ekstraktorów ultradźwiękowych: