Ekstraktimi i alkaloideve me rendiment të lartë me sonikatorë me sondë

Ekstraktoni alkaloidet nga lëndët bimore më shpejt, më plotësisht dhe me kontroll të saktë të procesit. Ultrasonikatorët me sondë Hielscher përdorin kavitacionin akustik për të hapur qelizat bimore dhe për të intensifikuar transferimin e masës, duke ju ndihmuar të arrini rendimente të larta të alkaloideve brenda minutave në vend të orëve.
Pavarësisht nëse përpunoni gjethe, rrënjë, lëvore, fara apo materiale të tjera bimore, ekstraktorët me ultratinguj Hielscher mundësojnë ekstraktim të riprodhueshëm, nga testimi laboratorik te sasitë pilot dhe prodhimi industrial në linjë.

Pse të zgjidhni ekstraktimin e alkaloideve me ultratinguj?

• Rendimente më të larta ekstraktimi falë shpërbërjes efikase të qelizave dhe depërtimit të përmirësuar të tretësit
• Kohë më të shkurtra përpunimi krahasuar me macerimin, dekoktimin, infuzionin ose ekstraktimin Soxhlet
• Përdorim më i ulët i tretësve, si uji, etanoli ujor, metanoli ose tretës të tjerë të përshtatshëm
• Cilësi e kontrolluar e ekstraktit përmes amplitudës, temperaturës, kohës dhe intensitetit të rregullueshëm
• Rritje e lehtë e shkallës nga mostra të vogla në ekstraktim industrial të vazhdueshëm
• Dokumentim i besueshëm me regjistrim automatik të të dhënave të procesit për përsëritshmëri dhe sigurim të cilësisë

Ekstraktimi i alkaloideve me efikasitet të lartë duke përdorur ultratinguj me fuqi të lartë

Si e nxit ekstraktimi me ultratinguj izolimin e alkaloideve?
Ekstraktimi me ultratinguj përdor valë ultratingujsh me frekuencë të ulët (p.sh. frekuencë 20–26kHz) dhe efektin e kavitacionit akustik të ultratingujve. Valët e ultratingujve me intensitet të lartë krijojnë flluska kavitacioni që shemben, duke gjeneruar lokalisht diferenca presioni dhe temperature me dendësi të lartë energjie, si dhe forca të fuqishme prerëse, të cilat shpojnë dhe çajnë muret qelizore dhe indet bimore. Rrjedhja e lëngut e gjeneruar nga kavitacioni nxit transferimin e masës ndërmjet matricës brendaqelizore dhe tretësit përreth, në mënyrë që alkaloidet të çlirohen me efikasitet. Për ekstraktimin e alkaloideve me ultratinguj, materiali bimor (p.sh. gjethe të thara e të bluara) vendoset në një tretës, i cili zakonisht është një përzierje uji dhe një tretësi organik si etanoli ujor. Është konstatuar se tretësit polarë, si metanoli dhe etanoli, janë më efikasët për rendimente të larta të alkaloideve. Pas një trajtimi të shkurtër me ultratinguj të suspensionit – të përbërë nga materiali bimor dhe tretësi – alkaloidet çlirohen nga qelizat bimore dhe gjenden në tretës, nga ku mund të izolohen dhe të pastrohen (p.sh. duke përdorur një avullues rrotullues).

Përparësitë kryesore të ekstraktimit të alkaloideve me ultratinguj

Ekstraktimi me ultratinguj konsiderohet një teknikë superiore ekstraktimi për izolimin e alkaloideve nga materialet bimore, pasi ofron disa përparësi, përfshirë:

1. Efikasitet i rritur i ekstraktimit: Ekstraktimi me ultratinguj mund ta rrisë rendimentin e alkaloideve me më shumë se 200% krahasuar me metodat tradicionale të ekstraktimit.
2. Kohë e reduktuar ekstraktimi: Ekstraktimi me ultratinguj mund ta reduktojë ndjeshëm kohën e ekstraktimit, duke mundësuar përpunim më të shpejtë dhe më efikas të vëllimeve të mëdha të materialit bimor.
3. Konsum më i ulët i tretësit: Ekstraktimi me ultratinguj mund ta reduktojë sasinë e tretësit të nevojshëm për ekstraktim, duke sjellë ulje të konsumit të tretësit dhe të ndikimit në mjedis.
4. Ekstraktim selektiv: Ekstraktimi me ultratinguj mund të përdoret për të ekstraktuar në mënyrë selektive alkaloide të caktuara duke zgjedhur tretësin, parametrat e procesit dhe temperaturën e përshtatshme të ekstraktimit. Meqenëse përbërjet e padëshiruara mbeten të paekstraktuara, pastërtia e produktit përfundimtar përmirësohet.
5. Rritje e lehtë e shkallës: Shkalla e ekstraktimit me ultratinguj mund të rritet lehtësisht për të përpunuar vëllime më të mëdha të materialit bimor, duke e bërë atë të përshtatshëm për prodhim tregtar. Proceset me ultratinguj mund të shkallëzohen në mënyrë lineare, gjë që lehtëson zbatimin në shkallë industriale.

Në përgjithësi, ekstraktimi me ultratinguj ofron një qasje më të shpejtë, më efikase dhe më miqësore ndaj mjedisit për izolimin e alkaloideve nga materialet bimore.

Ekstraktimi i alkaloideve me ultratinguj nga gjethet e pemës së graviolës

Nolasco-González et al. (2022) hetuan efektivitetin dhe efikasitetin e ekstraktimit me ultratinguj të përbërjeve bioaktive, duke përfshirë përbërjet fenolike, alkaloidet dhe acetogjeninat (të gjitha me kapacitet të lartë antioksidues), nga gjethet e species bimore Annona muricata (pema e graviolës). Për ekstraktimin me ultratinguj, ata përdorën ultrasonikatorin me sondë UP400S në kushtet e mëposhtme: amplitudë 80%, cikël pulsimi 0,7 s, për 4,54 min. Fenolet totale të tretshme (TSP) u ekstraktuan duke përdorur 0,5 g pluhur gjethesh të thara dhe 20 mL aceton: ujë (80:20 v/v). Ekstrakti i prodhuar me ultratinguj përmbante 178,48 mg/100 mL fenole të tretshme, 20,18 mg/100 mL flavonoide totale, 27,81 mg/100 mL polifenole të hidrolizueshme, 167,07 mg/100 mL tanine të kondensuara, 30,44 mg/100 mL alkaloide totale dhe 14,62 mg/100 mL acetogjenina totale. Ekstrakti i izoluar me ultrasonikatorin me sondë U400S (shihni figurën majtas) shfaqi kapacitet të lartë antioksidues dhe përmbajtje të përbërjeve bioaktive nga ~6 deri në ~927 herë më të lartë sesa dekoksioni ose infuzioni, në varësi të llojit të përbërjes. Në mostra u identifikuan njëzet e katër përbërje të ndryshme fenolike dhe ekstrakti i izoluar me ultratinguj dha përqendrimin më të lartë.
[cf. Nolasco-González et al., 2022]

Kapaciteti antioksidues i ekstrakteve të përftuara në kushtet optimale të ekstraktimit të asistuar me ultratinguj (UAE), dekoksionit dhe infuzionit. Ekstraktet e përftuara me ultratinguj shfaqin vazhdimisht kapacitet antioksidues dukshëm më të lartë.
(Studimi dhe grafiku: ©Nolasco-González et al., 2022)

Kromatograma HPLC e përbërjeve fenolike nga ekstrakti i gjetheve të Annona muricata, i izoluar me ultratinguj duke përdorur ultrasonikatorin UP400S.
(1) acidi shikimik, (2) acidi galik, (3) acidi protokatekuik, (4) acidi neoklorogjenik,
(5) 3,4-dihidroksifenilacetik, (6) acidi 4-hidroksibenzoik, (7) acidi klorogjenik, (8) 4-hidroksifenil acetik, (9) acidi vanilik, (10) acidi siringik, (11) acidi 3-hidroksibenzoik, (12) acidi kafeik, (13) 4-hidroksibenzaldehidi, (14) acidi homovanilik, (15) 3-(4-hidroksifenil), (16) acidi p-kumarik, (17) acidi trans-ferulik, (18) acidi trans-cinamik, (19) galokatekina, (20) epigalokatekina, (21) katekina,(22) epikatekina, (23) rutina, (24) acidi elagjik.
(Studimi dhe grafiku: ©Nolasco-González et al., 2022)

Lee et al. (2021) konfirmuan rezultate të ngjashme, duke raportuar 2,3 herë më shumë alkaloide nga gjethet e A. muricata të ekstraktuara me trajtim me ultratinguj (340 W, 56◦C, 30 min), krahasuar me ekstraktimin Soxhlet (7 h, 80◦C).

Ekstraktimi i alkaloideve indolike nga lëvorja e rrënjëve të mimozës dhe ayahuasca duke përdorur një ultrasonikator

Lëvorja e rrënjës së mimozës, si dhe gjethet e ayahuasca-s, përmbajnë alkaloidin N,N-dimetiltriptaminë (DMT). Dimetiltriptamina (DMT) aktualisht po studiohet në prova klinike për efektet e saj halucinogjene dhe, për rrjedhojë, si një bar i mundshëm për trajtimin e depresionit dhe çrregullimeve të stresit posttraumatik (PTSD). Trajtimi me ultratinguj nxit në mënyrë efektive çlirimin dhe izolimin e alkaloidit nga rrënjët e Mimosa hostilis dhe gjethet e Psychotria viridis (ayahuasca). Ekstraktimi i DMT-së me ultratinguj jep rendimente të larta brenda një kohe shumë të shkurtër. Të pajtueshëm me pothuajse çdo tretës, ultrasonikatorët Hielscher me sondë përdoren për prodhimin e përbërjeve bioaktive të cilësisë farmaceutike për përdorim në mjedise kërkimore dhe mjekësore, si dhe për përgatitjen e mostrave përpara testimit analitik të cilësisë dhe fuqisë vepruese. Prandaj, ultrasonikatorët Hielscher mund të lehtësojnë në shumë mënyra kërkimin mjekësor mbi DMT-në dhe kërkimin botanik.
Burimi më i zakonshëm i alkaloidit indolik N,N-dimetiltriptaminë (DMT) është pema jurema; ai merret nga rrënjët e Mimosa hostilis (e njohur zakonisht si jurema preta). Ayahuasca është emri tradicional për një specie tjetër bimore, ku gjethet e shkurres Psychotria viridis janë të pasura me DMT.
Si lëvorja e rrënjës së mimozës (gjithashtu mimosa tenuiflora, lëvorja e rrënjës së Mimosa Hostilis; shkurt. MHRB), ashtu edhe gjethet e ayahuasca-s përmbajnë përbërje të ndryshme bioaktive, të cilat aktualisht po studiohen në prova klinike për potencialin e tyre si barna terapeutike. Lëvorja e rrënjës së mimozës përmban tanine, saponina, triptamina, alkaloide, lipide, fitoindole, ksilozë, fitosterole, glukozide, ramnozë, arabinozë, metoksikalkone, lupeol dhe kukulkanina. Këto përbërje bioaktive mund të ekstraktohen me efikasitet nga lëvorja e rrënjës duke përdorur ultrasonikatorë me sondë. Ekstraktimi me ultratinguj është teknika superiore për izolimin e substancave të synuara, si alkaloidet, nga materiali bimor, si lëvorja e rrënjës së mimozës dhe gjethet e ayahuasca-s. Trajtimi me ultratinguj dallohet duke dhënë rendimente të larta brenda një kohe shumë të shkurtër ekstraktimi. Kushtet e buta të procesit sigurojnë cilësinë më të lartë të ekstraktit, duke parandaluar degradimin e padëshiruar të molekulave aktive.

Konfigurim ekstraktimi për izolimin e përbërjeve bimore: Ultrasonikator me sondë UP400ST, filtër me vakum dhe avullues rrotullues Büchi për ekstraktimin e përbërjeve fitokimike si alkaloidet dhe fenolet.

Ultrasonikatorët Hielscher për ekstraktimin efikas të alkaloideve

Hielscher Ultrasonics projekton, prodhon dhe shpërndan ekstraktues me ultratinguj me performancë të lartë, të cilët përdoren për kërkime shkencore, si dhe për prodhimin e ekstrakteve të cilësisë farmaceutike.
Efikasitet superior ekstraktimi:Ekstraktimi i asistuar me ultratinguj është një teknikë e provuar shkencërisht me efikasitet jashtëzakonisht të lartë për ekstraktimin e përbërjeve bioaktive nga bimët. Ndërsa metodat tradicionale shpesh kërkojnë shumë kohë (nga disa orë deri në disa ditë), ekstraktimi bimor me ultratinguj zgjat vetëm disa minuta.

Rendiment i lartë ekstraktimi dhe cilësi superiore e ekstraktit me ultrasonikatorët Hielscher

Ekstraktimi me ultratinguj mundëson çlirimin e plotë të përbërjeve bioaktive nga materiali bimor. Kavitacioni ultrasonik shpërbën matricën qelizore dhe çliron me efikasitet molekulat bioaktive në tretësin përreth. Studimet krahasuese kanë treguar se sonikimi jep rendimente më të larta të ekstraktit sesa teknikat e tjera të ekstraktimit (p.sh. Soxhlet, macerimi, dekoksioni, infuzioni). Ekstraktimi ultrasonik është i pajtueshëm me çdo tretës dhe, për rrjedhojë, mundëson edhe përdorimin e tretësve shumë të butë, si uji ose etanoli ujor. Në varësi të kërkesave specifike të ekstraktimit, mund të zgjidhen tretës polarë dhe jopolarë, dhe kalimi nga një tretës te tjetri nuk përbën problem. Kontrolli i saktë i parametrave të procesit (p.sh. amplitudës), përdorimi i tretësve të butë dhe kontrolli i përpiktë i temperaturës parandalojnë degradimin dhe ndotjen e përbërjeve bioaktive (p.sh. alkaloideve, polifenoleve, flavonoideve, kanabinoideve etj.) gjatë ekstraktimit ultrasonik.

Përdorimi i gjithanshëm i ultrasonikatorëve Hielscher

Ndërsa teknikat alternative të ekstraktimit (p.sh. CO2 superkritik, ekstraktimi me tretës, perkolimi etj.) shpesh mund të përdoren vetëm për ekstraktimin e molekulave specifike në varësi të masës molekulare, tretshmërisë dhe ndjeshmërisë ndaj nxehtësisë, ekstraktimi me ultrasonikatorët Hielscher me performancë të lartë mundëson ekstraktimin e gjithanshëm të çdo përbërjeje bimore. Ekstraktimi i asistuar nga ultratingujt mund të përdoret me besueshmëri për përftimin e ekstrakteve me spektër të gjerë që përmbajnë përbërje bioaktive, si polifenolet, alkaloidet, antrakinonet, flavonoidet, glikozidet, lipidet, pektina dhe polisakaridet.

Efikasitet i shkëlqyer energjetik dhe ndikim i favorshëm në mjedis

Konsumi i energjisë gjatë ekstraktimit të asistuar nga ultratingujt është shumë më i ulët se ai i metodave tradicionale për ekstraktimin e përbërjeve mjekësore nga bimët.

Besueshmëri falë standardizimit të procesit me Hielscher Ultrasonics

Ultrasonikatorët Hielscher mundësojnë kontrollin e saktë të të gjithë parametrave të procesit ultrasonik, si amplituda, intensiteti, kohëzgjatja dhe temperatura. Parametrat e procesit mund të kontrollohen lehtësisht dhe monitorohen vazhdimisht. Gjithashtu, të gjithë parametrat e procesit regjistrohen automatikisht si skedar CSV në një kartë SD të integruar. Kjo i mundëson operatorit të rishikojë ciklet e sonikimit, të optimizojë procesin e ekstraktimit dhe të sigurojë cilësi të qëndrueshme të ekstraktit. Ultrasonikatorët Hielscher u mundësojnë prodhuesve të prodhojnë ekstrakte bimore me cilësi superiore dhe lehtësojnë përmbushjen e Praktikës së Mirë të Prodhimit (GMP).

Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të ultrasonikatorëve tanë: