Ultrazvočna ekstrakcija kratoma

Ultrazvočna obdelava je zelo učinkovita, preprosta in zanesljiva tehnika za pridobivanje izvlečkov, bogatih z alkaloidi, iz listov kratoma (Mitragyna speciosa). Sonikacija iz rastlinskih celic sprošča bioaktivne spojine, kot sta mitraginin in 7-hidroksimitraginin, da jih je mogoče izolirati. Ultrazvočna ekstrakcija zagotavlja višje izkoristke v zelo kratkem času ekstrakcije.

Kratom in mitraginin

Mitraginin in 7-hidroksimitraginin sta indolna alkaloida rastline Mitragyna speciosa, znane tudi kot kratom. Obe spojini delujeta kot antagonista opioidnih receptorjev in sta znani po svojih protibolečinskih učinkih. 7-hidroksimitraginin je zelo močna protibolečinska učinkovina. V nasprotju z mitragininom, ki je v listih kratoma prisoten v velikih količinah, je 7-hidroksimitraginin prisoten le v majhnih količinah. Vendar zaradi svoje velike učinkovitosti 7-hidroksimitraginin lajša tudi najhujše bolečine in je znan tudi po lajšanju simptomov odtegnitve opiatov.
Posušeni listi kratoma vsebujejo približno 1–6% mitraginina in približno 0,01 – 0,04% 7-hidroksimitraginina. Kratom je naravna rastlinska sestavina, ki se lahko uporablja kot prehransko dopolnilo ali zdravilo v obliki praškov, kapsul ali tinktur za lajšanje bolečin, stimulacijo ali kot naravna pomoč pri odtegnitvi opioidov.
Bioaktivne spojine kratoma, na primer alkaloida mitraginin in 7-hidroksimitraginin, so shranjene v celicah rastline kratom. Da postanejo biološko razpoložljive in se sprostijo njihovi psihoaktivni zdravilni učinki, je treba razgraditi celične stene in bioaktivne spojine izolirati iz notranjosti celic. Ultrazvočna obdelava je zelo učinkovita metoda za ekstrakcijo rastlinskih spojin in je zato prednostna tehnika za ekstrakcijo kratoma.

Ultrazvočna ekstrakcija alkaloidov kratoma

Ultrazvočna ekstrakcija je zelo učinkovita metoda za sproščanje ključnih psihoaktivnih spojin mitraginina in 7-hidroksimitraginina (7-HMG) ter več kot 40 drugih bioaktivnih spojin iz kratoma, vključno s približno 25 alkaloidi (npr. ajmalicinom, mitrafilinom, mitraginin psevdoindoksilom, rinhofilinom).
Najpogosteje uporabljani spojini rastline Mitragyna speciosa (kratom) sta alkaloida mitraginin (MG) in 7-hidroksimitraginin, ki sta znana kot močni protibolečinski učinkovini. 7-hidroksimitraginin je opioidni antagonist, ki bolnikom pomaga pri odtegnitvi opioidov. Obe snovi je mogoče s sonikacijo uspešno sprostiti iz celičnega matriksa rastline. Izvlečke kratoma je mogoče pridobivati z ultrazvokom, pri čemer se kot topilo uporablja alkohol, voda ali vodna raztopina etanola. Izbira topila vpliva na učinke izvlečka kratoma.
Etanol in vodna raztopina etanola (tj. etanol/voda) zaradi svoje polarnosti zagotavljata najvišje izkoristke surovega izvlečka.

Katero je idealno topilo za ultrazvočno ekstrakcijo kratoma?

Ultrazvočna obdelava kot metoda ekstrakcije je združljiva s katerim koli topilom. Izberete lahko topilo, ki vam najbolj ustreza. Vendar so za optimalne rezultate ekstrakcije kratoma nekatera topila primernejša za raztapljanje njegovih alkaloidov.
Topilo vpliva na učinek izvlečka kratoma, saj polarna in nepolarna topila selektivno raztapljajo večje količine posameznih spojin:

• Vodna raztopina etanola: Vodna raztopina etanola pomeni mešanico vode in etanola. Razmerje med vodo in etanolom je mogoče prilagoditi zahtevam. Uporaba vodne raztopine etanola kot topila ima več prednosti pred uporabo same vode ali samega etanola. Prvič, dodajanje etanola vodi lahko izboljša topnost nekaterih bioaktivnih spojin, ki so v sami vodi slabo topne, kot so nekatere fenolne spojine in triterpenoidi. Drugič, uporaba vodne raztopine etanola lahko zagotovi višje izkoristke ekstrakcije v primerjavi s samo vodo ali samim etanolom, saj omogoča ekstrakcijo širšega nabora bioaktivnih spojin.
  Za kratom je višja koncentracija etanola (60–80%) dobra izbira, saj omogoča zelo učinkovito ekstrakcijo alkaloidov, kot je mitraginin, ter fenolnih spojin, terpenov in triterpenoidov. Hkrati se ekstrahirajo tudi druge v vodi topne rastlinske spojine – tako nastane izvleček s celotnim spektrom spojin.
• Voda: Voda je pogosto uporabljeno topilo za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz rastlin. Glavni alkaloid kratoma, mitraginin, ni topen v vodi, zato voda ni idealna za ekstrakcijo kratoma.
• Etanol: Etanol je zelo polarno topilo, ki se pogosto uporablja za ekstrakcijo mitraginina, fenolnih spojin, terpenov in triterpenoidov.
• Metanol ali aceton: Metanol in aceton sta nepolarni topili, ki se lahko uporabljata za ekstrakcijo kratoma. Vendar sta metanol in aceton vnetljiva in strupena, zato ju je treba uporabljati previdno.

Za ultrazvočno ekstrakcijo kratoma priporočamo vodno raztopino etanola kot topilo. Mešanica vode in etanola živilske kakovosti je nestrupeno topilo, ki ga je mogoče po ekstrakciji preprosto odstraniti z destilacijo ali rotacijskim uparevanjem.

Zaradi specifične sposobnosti raztapljanja različnih topil imajo lahko izvlečki kratoma različne lastnosti. Izvleček kratoma, izoliran s čistim etanolom ali z visokim deležem etanola, ima manj stimulativnih lastnosti, medtem ko so sproščujoči učinki mitraginina in njegovi učinki zmanjševanja tesnobe izrazitejši. Ultrazvočna ekstrakcija se lahko uporablja z različnimi vrstami topil in vam omogoča pridobivanje izvlečkov kratoma z različnimi lastnostmi.
Preberite več o ekstrakciji alkaloidov iz rastlinskega materiala z ultrazvočno napravo s sondo!

Študija primera ultrazvočne ekstrakcije kratoma

Raziskave so že preučile in potrdile ekstrakcijo s pomočjo ultrazvoka kot postopek, ki povečuje učinkovitost ekstrakcije in izkoristek sproščenega mitraginina.
Orio et al. 2011 so primerjali različne tehnike ekstrakcije, kot so ekstrakcija s pomočjo ultrazvoka, ekstrakcija s pomočjo mikrovalov in ekstrakcija s superkritičnim ogljikovim dioksidom, pri čemer so uporabili metanol, etanol, vodo in binarne mešanice. Ultrazvočna naprava s sondo je dosegla najvišji izkoristek mitraginina. Ker je mogoče procese ultrazvočne ekstrakcije linearno povečati na obseg industrijske proizvodnje, je to najučinkovitejša metoda za pridobivanje večjih količin tega alkaloida.

Začetno sušenje z zamrzovanjem v kombinaciji z ultrazvočno ekstrakcijo se je izkazalo za najučinkovitejše pri uporabi kombinacije CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) pri pH 9,5. Nizka temperatura ekstrakcije med 25 in 45°C pomaga preprečiti razgradnjo bioaktivnih spojin.
Za ultrazvočno ekstrakcijo se 5 g uprašenih, z zamrzovanjem posušenih listov kratoma prenese v čašo z 200 mL CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v), ki se postavi v ledeno kopel, da se med sonikacijo ohranja nizka temperatura. Vzorec se sonicira z ultrazvočnim homogenizatorjem UP200Ht (200W, 26kHz; glejte sliko levo). UP200Ht se nastavi na 100% amplitudo in 50% ciklični način delovanja, vzorec pa se sonicira približno 4 min. Nato se izvleček listov filtrira skozi filtrirni papir, filtrat pa se pusti sušiti v izparilnici, postavljeni na vodno kopel.
Ultrazvočna ekstrakcija zagotavlja visokokakovostne izvlečke in prepriča z visokimi izkoristki, kratkim časom obdelave, varnim in preprostim upravljanjem, nizkimi investicijskimi stroški ter prijaznostjo do okolja.

 
Preberite več o ultrazvočni ekstrakciji kave kave!
 

Ultrazvočni ekstraktorji za alkaloide kratoma

Hielscher Ultrasonics je vaš dobavitelj visokozmogljivih ultrazvočnih ekstraktorjev z dolgoletnimi izkušnjami. Ponujamo celoten nabor od majhnih ročnih ultrazvočnih naprav do povsem industrijskih ultrazvočnih ekstraktorjev za neprekinjeno obdelavo v pretočnem sistemu in vam bomo priporočili ultrazvočni sistem, prilagojen zahtevam vašega procesa.
Vse naše ultrazvočne naprave lahko delujejo 24/7. Glede na surovino in volumen ekstrakcije lahko izbirate med šaržno sonikacijo in sonikacijo v pretočnem sistemu z ultrazvočnim pretočnim reaktorjem.
Nabor ultrazvočnih naprav in dodatne opreme (kot so sonotrode, Cascatrodes, ojačevalniki amplitude, pretočne celice, reaktorji itd.) vam omogoča sestavo sistema, optimiziranega za cilje vašega procesa.
Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih ekstraktorjev: