Ultrazvočna ekstrakcija psilocibina s hladno vodo

Znano je, da je izolacija psilocibina iz svežih in posušenih čarobnih gob, npr. vrst psilocybe, zamudna in pogosto precej neučinkovita. Z ultrazvočno ekstrakcijo se psilocibin, psilocin, baeocistin in norbaeocistin hitro ekstrahirajo iz svežih in posušenih gob psilocibe. Ultrazvočna ekstrakcija poruši celične stene gob, tako da se bioaktivne snovi v celoti sprostijo, s čimer se doseže zelo učinkovit in hiter postopek ekstrakcije.

Ultrazvočna ekstrakcija psilocibina

Ultrazvočna ekstrakcija psilocibina je zelo učinkovita in zaradi visokih izkoristkov, kratkega časa ekstrakcije ter preprostega in varnega upravljanja prekaša druge metode ekstrakcije. Ultrazvočna ekstrakcija se kot zelo učinkovita, hitra, zanesljiva in okolju prijazna metoda ekstrakcije uporablja za pridobivanje številnih bioaktivnih spojin iz rastlin in gliv. Ultrazvočne naprave Hielscher se že široko uporabljajo za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz čarobnih gob, vključno s halucinogeni, kot so psilocibin, psilocin, baeocistin in norbaeocistin. Ultrazvočna ekstrakcija psihedeličnih spojin zagotavlja visoke izkoristke in vrhunsko kakovost ekstraktov v okviru postopka turboekstrakcije. Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva s katerim koli topilom in omogoča izdelavo ekstraktov s polnim spektrom spojin.

Ultrazvočna ekstrakcija – nežna hladna ekstrakcija snovi iz gob

Številne bioaktivne spojine so občutljive na toploto, kar pomeni, da pri visokih temperaturah razpadajo in se razgrajujejo ter tako izgubijo svoj učinek in jakost delovanja. Zato je pri večini postopkov izolacije sekundarnih metabolitov iz rastlinskega materiala in gliv koristna netermična metoda ekstrakcije, pri kateri toplota ni osnovno načelo delovanja. Ultrazvočna ekstrakcija je povsem mehanski postopek, katerega načelo delovanja temelji na ustvarjanju akustične kavitacije.

Kaj je ultrazvočna kavitacija in kako vpliva na ekstrakcijo?

Ko tekočino sonikiramo z ultrazvočno sondo pri 20kHz, se v medij prenese 20.000 nihajev na sekundo. Ultrazvočni valovi potujejo skozi tekočino, kjer ustvarjajo izmenjujoče se cikle visokega tlaka (stiskanja) / nizkega tlaka (redčenja ali raztezanja). Med nizkotlačnim vakuumskim ciklom se v tekočini pojavijo drobni vakuumski mehurčki oziroma votlinice, ki rastejo skozi več tlačnih ciklov. Med fazo stiskanja tekočine in mehurčkov je tlak pozitiven, medtem ko faza redčenja ustvari vakuum (negativni tlak). Med cikli stiskanja in raztezanja votlinice v tekočini rastejo, dokler ne dosežejo velikosti, pri kateri ne morejo več absorbirati energije. Takrat silovito implodirajo. Implozija teh votlinic povzroči različne visokoenergijske sonomehanske učinke, ki jih poznamo kot pojav akustične / ultrazvočne kavitacije. Med implozijo ultrazvočnih kavitacijskih mehurčkov v sonikirani tekočini nastanejo sile z izjemno visoko energijsko gostoto, ki povzročajo močan strig, tokove tekočine in turbulenco. Te kavitacijske sile porušijo celične stene rastlin in sprostijo znotrajcelične spojine, vključno z bioaktivnimi snovmi, kot so halucinogeni psilocibin, psilocin, baeocistin in norbaeocistin iz različnih vrst gob. Izmenjujoči se cikli visokega/nizkega tlaka spodbujajo tudi intenziven prenos snovi, kar omogoča vrhunski izkoristek ekstrakcije s sonikacijo. Z ultrazvočno ekstrakcijo je mogoče izolirati skoraj celotno količino aktivnih snovi, prisotnih v rastlinskem materialu in gobah.

Ultrazvočna ekstrakcija psilocibina: protokol po korakih

• Psilocibin in druge bioaktivne snovi lahko ekstrahirate iz gob z uporabo vode, etanola ali etilnega alkohola jakosti 200 proof kot topil.
• Sveže ali posušene psilocibinske gobe nasekljajte na drobne koščke. Uporabite lahko klobuke in bete. Oboji vsebujejo psihoaktivne spojine, vendar so klobuki dosledno bogatejši s psilocibinom. Trosi ne vsebujejo psilocibina.
• Nasekljane gobe dajte v stekleno čašo in jo napolnite s hladno vodo.
  Po želji lahko stekleno čašo postavite v ledeno kopel, da bo temperatura postopka čim nižja.
• Mešanico gob in topila sonikirajte z ultrazvočno sondo. Glede na prostornino bo dobra izbira UP100H ali UP400St. Naše tehnično osebje vam bo priporočilo idealno ultrazvočno napravo za vaš postopek ekstrakcije in vam posredovalo procesne parametre, kot sta nastavitev amplitude in čas sonikacije.
• Sonikirana suspenzija bo postala modra. Modra voda vsebuje psilocibin, ekstrahiran iz trosnjakov gob.
• Koščke gob in ostanke ločite s precejanjem ali filtriranjem. Po želji gobji material, ki ostane po filtriranju, shranite za drugi cikel ekstrakcije z vodo ali etanolom.
• Za odstranitev topila uporabite uparjalni sistem. Iz 1 do 2 gramov posušenih čarobnih gob naj bi dobili približno 1cc končnega ekstrakta. Ker so gobe naravni proizvod, se lahko vsebnost psihedeličnih snovi razlikuje.
• Z dodatnim, neobveznim korakom kristalizacije je mogoče še podaljšati rok uporabnosti ekstrakta psilocibina.
• Končni ekstrakt nalijte v posodo ali vialo iz temnega stekla in ga shranite v zamrzovalniku.

Ultrazvočno ekstrahirane bioaktivne spojine je mogoče filtrirati in dodatno koncentrirati z rotacijskim uparjalnikom. Slika prikazuje ultrazvočno pridobljen ekstrakt gobe čaga.

Zakaj je ultrazvočna naprava s sondo najboljša za ekstrakcijo iz gob?

Sonikacija je postopek, pri katerem se z visokofrekvenčnimi zvočnimi valovi v tekočini ustvarjajo kavitacijski mehurčki. Ko se ti mehurčki sesedejo, ustvarijo močne lokalizirane strižne sile, ki lahko razgradijo celice in sprostijo njihovo vsebino v tekočino.
Pri ekstrakciji iz gob se lahko sonikacija uporablja za razgradnjo celičnih sten gob in sproščanje njihovih bioaktivnih spojin v topilo. Obstajata dve vrsti ultrazvočnih naprav: ultrazvočne kopeli in ultrazvočne naprave s sondo.
Ultrazvočna kopel je naprava, pri kateri se vzorec namesti v posodo, napolnjeno s topilom, razmeroma šibki ultrazvočni valovi pa delujejo na celotno posodo. Ta metoda velja za precej neučinkovito, saj ultrazvočna kopel porazdeli ultrazvočno energijo neenakomerno in z nizko intenzivnostjo. Ker se vzorec gob v ultrazvočni kopeli sonikira posredno, ultrazvočni valovi ne morejo prodreti globoko v vzorec. Ultrazvočni valovi morajo preiti skozi stene posode, preden dosežejo gobji material. Zato se že tako nizka intenzivnost ultrazvočnih valov v ultrazvočni kopeli še dodatno zmanjša.
Ultrazvočna naprava s sondo pa je opremljena s titanovo palico – tako imenovano sonotrodo oziroma sondo – ki jo je mogoče vstaviti neposredno v vzorec, kar omogoča bolj usmerjeno in lokalizirano dovajanje ultrazvočne energije. To omogoča bistveno učinkovitejšo razgradnjo celic in ekstrakcijo bioaktivnih spojin, zlasti v gostih ali težko dostopnih predelih vzorca.

Hitin je polisaharid, ki je ena glavnih sestavin celičnih sten številnih gliv, vključno z gobami. Hitin je žilav in tog material, zato ga je težko razgraditi z običajnimi metodami ekstrakcije.
Sonikacija je lahko učinkovita pri razgradnji hitina in sproščanju bioaktivnih spojin, ujetih v celičnih stenah gob. Vendar je potrebna visoka intenzivnost sonikacije s sondo, ker je hitin v celičnih stenah razmeroma žilav material. Usmerjeno in lokalizirano dovajanje ultrazvočne energije, ki ga omogoča ultrazvočna naprava s sondo, zagotavlja, da je hitin izpostavljen zadostni količini energije za razgradnjo.
Poleg tega je mogoče sondo premikati v različne predele vzorca, s čimer nastaja dodatno makroskopsko mešanje, ki zagotavlja ustrezno sonikacijo vseh delov gobe. To je zlasti pomembno pri gobah z debelimi celičnimi stenami ali gostimi strukturami, pri katerih je z drugimi metodami težko zagotoviti popolno ekstrakcijo.
Če povzamemo, je visoka intenzivnost sonikacije s sondo potrebna za razgradnjo hitina v celičnih stenah gob in sproščanje bioaktivnih spojin. Usmerjeno in lokalizirano dovajanje ultrazvočne energije, ki ga omogoča ultrazvočna naprava s sondo, zagotavlja ustrezno sonikacijo hitina, kar omogoča učinkovitejšo in temeljitejšo ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz gob.
Ultrazvočna naprava s sondo na splošno velja za učinkovitejšo pri ekstrakciji iz gob, saj lahko v primerjavi z ultrazvočno kopeljo zagotovi enakomernejšo in temeljitejšo ekstrakcijo bioaktivnih spojin.
Preberite več o razlikah med obdelavo tekočin z ultrazvočno napravo s sondo in ultrazvočno kopeljo!

Gobe, ki vsebujejo psilocibin

Psilocibin je prisoten v več kot 200 vrstah gob štirih rodov gliv Conocybe, vključno z vrstami Panaeolus, Psilocybe, Stropharia, ki so vse primerne za ultrazvočno ekstrakcijo aktivne spojine psilocibina. Na splošno imajo gobe, ki vsebujejo psilocibin, naslednje značilnosti: imajo temne trose, spadajo med lističaste gobe, rastejo večinoma v s humusom bogatih tleh na travnikih in v gozdovih tropskih in subtropskih območij ter kažejo modra obarvanja na mestih poškodb, ki nastanejo zaradi oksidacijske reakcije, ko gobo prijemamo ali poškodujemo.
Najbolj znana vrsta gob, ki vsebujejo psilocibin, je Psilocybe cubensis, ki vsebuje dve glavni psihoaktivni spojini, psilocibin in psilocin. Psilocybe cubensis, splošno znana kot gobice, čarobne gobe, zlati vrhovi, kocke ali zlati klobuki, spada v družino gliv Hymenogastraceae in je bila prej znana kot Stropharia cubensis. Ker je široko razširjena in jo je preprosto gojiti, je Psilocybe cubensis najbolj znana vrsta gob, ki vsebujejo psilocibin.
Psilocybe cubensis je znana predvsem po svojih halucinogenih spojinah, ki po zaužitju sprožijo psihedelična doživetja. Te glavne psihoaktivne spojine so:

• Psilocibin (4-phosphoryloxy-N,N-dimethyltryptamine)
• Psilocin (4-hydroxy-N,N-dimethyltryptamine)
• Baeocistin (4-phosphoryloxy-N-methyltryptamine)
• Norbaeocistin (4-phosphoryloxytryptamine)

Prednosti ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemov

Prednosti ultrazvočne ekstrakcije so visok izkoristek ekstrakcije psihedeličnih spojin (tj. psilocibina, psilocina, baeocistina in norbaeocistina), prosta izbira topila (npr. voda, etanol, mešanica vode in alkohola itd.) ter preprosto in varno upravljanje. Zaradi močnih mehanskih sil sonikacije za doseganje izjemne hitrosti in izkoristka ekstrakcije običajno zadostujejo okolju prijazna in blaga topila, kot so voda, etanol itd. Ultrazvočna ekstrakcija zato skrajša čas ekstrakcije in omogoča manjšo porabo topil ali uporabo blažjih, nežnejših topil. To pomeni, da ultrazvočna ekstrakcija omogoča tako višje hitrosti ekstrakcije kot tudi ekstrakte vrhunske kakovosti (npr. ekstrakte, pridobljene s hladno vodo). Ker je med sonikacijo mogoče natančno nadzorovati temperaturo postopka, se preprečita toplotna razgradnja ekstraktov zaradi previsokih temperatur in izhlapevanje snovi.

Napredne ultrazvočne naprave za ekstrakcijo iz gob

Ponudba izdelkov Hielscher Ultrasonics zajema celoten razpon visokozmogljivih ultrazvočnih ekstraktorjev od majhnega do velikega merila. Dodatna oprema omogoča preprosto sestavo konfiguracije ultrazvočnega ekstraktorja, ki je najprimernejša za vaš postopek. Optimalna postavitev za sonikacijo je odvisna od predvidene zmogljivosti, prostornine, surovine, šaržnega ali pretočnega postopka in časovnega načrta. Naše dobro usposobljeno osebje z dolgoletnimi izkušnjami vam bo priporočilo najprimernejši ultrazvočni ekstraktor in vam pomagalo v fazi vzpostavljanja vašega postopka ekstrakcije iz gob.
Svoje sonikatorje uporabljajte za katero koli vrsto ekstrakcije iz rastlinskega materiala, vključno z zdravilnimi zelišči, alkaloidi (npr. nikotinom, ayahuasco, mitragininom), ali s spagiričnimi tinkturami.

Ultrazvočni procesor Hielscher lahko kupite v kateri koli velikosti in s konfiguracijo, ki natančno ustreza zahtevam vašega postopka ekstrakcije iz gob. Od obdelave gliv v majhni laboratorijski čaši do neprekinjenega pretočnega mešanja suspenzij gob na industrijski ravni vam Hielscher Ultrasonics ponuja primerno ultrazvočno napravo! Obrnite se na nas – z veseljem vam bomo priporočili idealno ultrazvočno postavitev!
Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih naprav:

Natančno nastavljive amplitude za optimalne rezultate

Vse ultrazvočne naprave Hielscher omogočajo natančno upravljanje in so zato zanesljiva delovna orodja v proizvodnji. Amplituda je eden od ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in uspešnost ultrazvočne ekstrakcije bioaktivnih fitonutrientov in halucinogenih spojin iz rastlinskega materiala. Surovine, kot so mehke sveže gobe, zahtevajo blažjo sonikacijo in nižje nastavitve amplitude, medtem ko lahko posušene gobe za sproščanje znotrajcelične vsebine zahtevajo sonikacijo pri višjih amplitudah. Vse ultrazvočne naprave Hielscher omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrode in ojačevalni rogovi so dodatna oprema, ki omogoča spreminjanje amplitude v še širšem območju. Industrijski ultrazvočni procesorji Hielscher lahko dosežejo zelo visoke amplitude in zagotavljajo potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne aplikacije. Pri amplitudah do 200µm lahko brez težav neprekinjeno delujejo v režimu 24/7.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje parametrov ultrazvočnega postopka s pametno programsko opremo vam omogočajo izdelavo ekstrakta gob v najučinkovitejših ultrazvočnih pogojih. Optimalna sonikacija za najboljše rezultate ekstrakcije!
Robustnost ultrazvočne opreme Hielscher omogoča delovanje v režimu 24/7 pri velikih obremenitvah in v zahtevnih okoljih. Zato je ultrazvočna oprema Hielscher zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve glede ekstrakcije.

Preprosto preskušanje brez tveganja

Ultrazvočne postopke je mogoče povsem linearno prenesti v večje merilo. To pomeni, da je vsak rezultat, ki ste ga dosegli z laboratorijsko ali namizno ultrazvočno napravo, mogoče prenesti v večje merilo s povsem enakim rezultatom ob uporabi povsem enakih procesnih parametrov. Zato je sonikacija idealna za preskušanje izvedljivosti brez tveganja, optimizacijo postopkov in poznejšo uvedbo v komercialno proizvodnjo. Obrnite se na nas in izvedite, kako lahko sonikacija poveča izkoristek in kakovost vašega ekstrakta gob.

Najvišja kakovost – zasnovano in izdelano v Nemčiji

Hielscher kot podjetje v družinski lasti in z družinskim vodstvom daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vse ultrazvočne naprave so zasnovane, izdelane in temeljito preskušene na našem sedežu v Teltowu pri Berlinu v Nemčiji. Zaradi robustnosti in zanesljivosti je ultrazvočna oprema Hielscher vzdržljivo delovno orodje v vaši proizvodnji. Delovanje v režimu 24/7 pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je samoumevna lastnost visokozmogljivih ultrazvočnih naprav Hielscher.