Ultrazvuková extrakcia kratomu

Ultrazvuk je vysoko účinná, jednoduchá a spoľahlivá technika na výrobu extraktov bohatých na alkaloidy z listov kratomu (Mitragyna speciosa). Sonikácia uvoľňuje bioaktívne zlúčeniny, ako je mitragynín a 7-hydroxymitragynín z rastlinných buniek, aby ich bolo možné izolovať. Ultrazvuková extrakcia poskytuje vyššie výťažky vo veľmi krátkom čase extrakcie.

Kratom a mitragynín

Mitragynín a 7-hydroxymitragynín sú indolové alkaloidy Mitragyna speciosa, tiež známe ako Kratom. Obe zlúčeniny pôsobia ako antagonista opioidných receptorov a sú známe svojimi účinkami na zmiernenie bolesti. 7-hydroxymitragynín je vysoko účinná látka proti bolesti. Na rozdiel od mitragynínu, ktorý je hojne prítomný v listoch kratomu, sa 7-hydroxymitragynín nachádza iba v malom množstve. Vďaka svojej vysokej účinnosti však 7-hydroxymitragynín zmierňuje aj najhoršiu bolesť a je tiež známe, že zmierňuje abstinenčné príznaky opiátov.
Sušené listy kratomu obsahujú cca. 1-6% mitragynínu a cca. 0,01 – 00,04% 7-hydroxymitragynínu. Kratom je prírodná rastlinná zložka, ktorú možno použiť ako doplnky stravy alebo ako liečivo vo forme práškov, kapsúl alebo tinktúr na zmiernenie bolesti, stimuláciu alebo prírodnú pomoc pri abstinencii opiátov.
Bioaktívne zlúčeniny kratomu, napr. alkaloidy mitragynín a 7-hydroxymitragynín, sú uložené v bunkách rastliny kratomu. Aby boli biologicky dostupné a aby sa uvoľnili ich psychoaktívne liečivé účinky, bunkové steny sa musia rozložiť a bioaktívne zlúčeniny sa musia izolovať z vnútra bunky. Ultrazvuk je vysoko účinná metóda extrakcie botanických zlúčenín, a preto je preferovanou technikou extrakcie kratomu.

Ultrazvuková extrakcia alkaloidov kratomu

Ultrazvuková extrakcia je veľmi účinná metóda na uvoľňovanie kľúčových psychoaktívnych zlúčenín mitragynínu a 7-hydroxymitragynínu (7-HMG), ako aj viac ako 40 ďalších bioktívnych zlúčenín, vrátane asi 25 alkaloidov (napr. ajmalicín, mitrafylín, mitragynín pseudoindoxyl, rhynchophylín) z kratomu.
Najpoužívanejšími zlúčeninami Mitragyna speciosa (kratom) sú alkaloidy mitragynín (MG), 7-hydroxymitragynín, ktoré sú známe ako silné látky proti bolesti. 7-hydroxymitragynín je antagonista opioidov, ktorý pomáha pacientom vysadiť opioidy. Obe látky sa môžu úspešne uvoľniť z bunkovej matrice rastliny sonikáciou. Extrakty kratomu je možné ultrazvukovo vyrábať buď s použitím alkoholu, vody alebo vodného etanolu ako rozpúšťadla. Výber rozpúšťadla ovplyvňuje účinky extraktu kratomu.
Etanol a vodný etanol (t. j. etanol/voda) poskytujú najvyššie výťažky surového extraktu vďaka svojej polarite.

Aké je ideálne rozpúšťadlo na ultrazvukovú extrakciu kratomu?

Ultrazvuk ako extrakčná metóda je kompatibilný s akýmkoľvek rozpúšťadlom. Môžete si slobodne vybrať rozpúšťadlo, ktoré sa vám najviac páči. Pre optimálne výsledky extrakcie kratomu sú však niektoré rozpúšťadlá lepšie na rozpúšťanie alkaloidov kratomu.
Účinok extraktu kratomu je ovplyvnený rozpúšťadlom, pretože polárne a nepolárne rozpúšťadlá selektívne rozpúšťajú viac špecifických zlúčenín:

• Vodný etanol: Vodný etanol znamená zmes vody a etanolu. Pomer vody k etanolu je možné prispôsobiť požiadavkám. Použitie vodného etanolu ako rozpúšťadla má oproti použitiu vody alebo samotného etanolu niekoľko výhod. Po prvé, pridanie etanolu do vody môže zlepšiť rozpustnosť určitých bioaktívnych zlúčenín, ktoré nie sú veľmi rozpustné len vo vode, ako sú niektoré fenolové zlúčeniny a triterpenoidy. Po druhé, použitie vodného etanolu môže viesť k vyšším výťažkom extrakcie v porovnaní s vodou alebo samotným etanolom, pretože dokáže extrahovať širšiu škálu bioaktívnych zlúčenín.
  Pre kratom je dobrou voľbou vyššia koncentrácia etanolu (60-80%), pretože má za následok veľmi účinnú extrakciu alkaloidov, ako je mitragynín, fenolové zlúčeniny, terpény a triterpenoidy. Zároveň sa extrahujú aj ďalšie vo vode rozpustné rastlinné zlúčeniny – výsledkom je extrakt v plnom spektre.
• Voda: Voda je bežným rozpúšťadlom na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z rastlín. Hlavný kratomový alkaloid mitragynín nie je rozpustný vo vode, takže voda nie je ideálna na extrakciu kratomu.
• Etanol: Etanol je veľmi polárne rozpúšťadlo, ktoré sa bežne používa na extrakciu mitragynínu, fenolových zlúčenín, terpénov a triterpenoidov.
• Metanol alebo acetón: Metanol a acetón sú nepolárne rozpúšťadlá, ktoré možno použiť na extrakciu kratomu. Metanol a acetón sú však horľavé a toxické, preto by sa mali používať opatrne.

Na ultrazvukovú extrakciu kratomu odporúčame ako rozpúšťadlo vodný etanol. Zmes vody a potravinárskeho etanolu je netoxické rozpúšťadlo, ktoré sa dá po extrakcii ľahko odstrániť destiláciou alebo rotačným odparovaním.

Vďaka špecifickej rozpúšťacej schopnosti rôznych rozpúšťadiel môžu extrakty kratomu vykazovať odlišné vlastnosti. Extrakt z kratomu izolovaný s čistým etanolom alebo vysokým pomerom etanolu vykazuje menej stimulačné vlastnosti, zatiaľ čo relaxačné účinky mitragynínu znižujúce úzkosť sú výraznejšie. Ultrazvukovú extrakciu je možné použiť s rôznymi druhmi rozpúšťadiel a dáva vám možnosť vyrábať extrakty kratomu s rôznymi vlastnosťami.
Prečítajte si viac o extrakcii alkaloidov z rastlinného materiálu pomocou ultrazvukového zariadenia typu sondy!

Prípadová štúdia pre ultrazvukovú extrakciu kratomu

Výskum už skúmal a preukázal ultrazvukom asistovanú extrakciu ako postup, ktorý zvyšuje účinnosť extrakcie a výťažok uvoľneného mitragynínu.
Orio et al. 2011 porovnávali rôzne extrakčné techniky, ako je extrakcia s ultrazvukom, extrakcia s pomocou mikrovlnnej rúry a superkritická extrakcia oxidom uhličitým s použitím metanolu, etanolu, vody a binárnych zmesí. Ultrazvukový prístroj typu sondy poskytol Najvyšší výnos v Mitragyníne. Keďže ultrazvukové extrakčné procesy je možné lineárne škálovať až na priemyselnú výrobu, je to najefektívnejšia metóda na výrobu väčšieho množstva alkaloidu.

Počiatočné lyofilizácia spojená s ultrazvukovou extrakciou sa ukázala ako najúčinnejšia, keď kombinácia CHCl₃ : Použil sa MeOH 1:4 (v/v) pri pH 9,5. Nízka teplota extrakcie medzi 25 a 45 °C pomáha predchádzať degradácii bioaktívnych zlúčenín.
Na ultrazvukovú extrakciu sa 5 g práškových lyofilizovaných listov kratomu umiestni do kadičky obsahujúcej 200 ml CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v), ktorá sa umiestni do ľadového kúpeľa, aby sa udržala nízka teplota počas sonikácie. Vzorka je sonikovaná ultrazvukovým homogenizátorom UP200Ht (200W, 26kHz; pozri obrázok vľavo). UP200Ht je nastavený na 100% amplitúdu a 50% cyklický režim a sample je sonikovaný cca. 4 min. Potom sa extrakt z listov prefiltruje cez filtračný papier a filtrát sa nechá vysušiť na odparovacej miske umiestnenej na vodnom kúpeli.
Ultrazvuková extrakcia vedie k vysoko kvalitným extraktom a presvedčí o vysokých výťažkoch, rýchlom čase spracovania, bezpečnej a jednoduchej prevádzke, nízkych investičných nákladoch, ako aj šetrnosti k životnému prostrediu.

 
Prečítajte si viac o ultrazvukovej extrakcii kava kava!
 

Ultrazvukové extraktory pre kratomové alkaloidy

Hielscher Ultrasonics je váš dlhoročný dodávateľ vysokovýkonných ultrazvukových extraktorov. Ponúkame celý rad od malých ručných ultrazvukových prístrojov až po plne priemyselné ultrazvukové odsávače pre kontinuálne inline spracovanie, odporúčame vám ultrazvukový systém prispôsobený vašim požiadavkám procesu.
Všetky naše ultrazvukové prístroje je možné prevádzkovať 24 hodín denne, 7 dní v týždni. V závislosti od vašej suroviny a objemu extrakcie sa môžete rozhodnúť medzi dávkovou sonikáciou a inline sonikáciou pomocou ultrazvukového prietokového reaktora.
Portfólio ultrazvukových prístrojov a príslušenstva (ako sú sonotrody, kaskatródy, pomocné rohy, prietokové články, reaktory atď.) vám umožňuje zostaviť nastavenie optimalizované pre vaše procesné ciele.
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových extaktorov: