Ultraljudsextraktion av kratom

Ultraljudsbehandling är en mycket effektiv, enkel och tillförlitlig teknik för att framställa alkaloidrika extrakt från kratomblad (Mitragyna speciosa). Ultraljudsbehandling frigör bioaktiva föreningar som mitragynin och 7-hydroximitragynin från växtcellerna så att de kan isoleras. Ultraljudsextraktion ger högre utbyten på mycket kort extraktionstid.

Kratom och mitragynin

Mitragynin och 7-hydroximitragynin är indolalkaloiderna i Mitragyna speciosa, även känd som kratom. Båda föreningarna verkar som opioidreceptorantagonister och är kända för sina smärtlindrande effekter. 7-hydroximitragynin är en mycket potent smärtstillande substans. Till skillnad från mitragynin, som förekommer rikligt i kratomblad, finns 7-hydroximitragynin endast i små mängder. Tack vare sin höga potens lindrar dock 7-hydroximitragynin även den svåraste smärtan och är också känt för att lindra symtom vid opiatabstinens.
Torkade kratomblad innehåller cirka 1–6% mitragynin och cirka 0,01 – 0,04% 7-hydroximitragynin. Kratom är en naturlig växtbaserad ingrediens som kan användas som kosttillskott eller läkemedel i form av pulver, kapslar eller tinkturer för att lindra smärta, verka stimulerande eller fungera som naturlig hjälp vid opioidabstinens.
De bioaktiva föreningarna i kratom, till exempel alkaloiderna mitragynin och 7-hydroximitragynin, lagras i kratomväxtens celler. För att göra dem biotillgängliga och frigöra deras psykoaktiva medicinska effekter måste cellväggarna brytas ned och de bioaktiva föreningarna isoleras från cellernas inre. Ultraljudsbehandling är en mycket effektiv metod för extraktion av växtbaserade föreningar och är därför den föredragna tekniken för kratomextraktion.

Ultraljudsextraktion av kratomalkaloider

Ultraljudsextraktion är en mycket effektiv metod för att frigöra de centrala psykoaktiva föreningarna mitragynin och 7-hydroximitragynin (7-HMG) samt mer än 40 andra bioaktiva föreningar, däribland cirka 25 alkaloider (t.ex. ajmalicin, mitrafyllin, mitragyninpseudoindoxyl och rhynchofyllin), från kratom.
De mest använda föreningarna i Mitragyna speciosa (kratom) är alkaloiderna mitragynin (MG) och 7-hydroximitragynin, som är kända som potenta smärtstillande substanser. 7-hydroximitragynin är en opioidantagonist som hjälper patienter att sluta med opioider. Båda substanserna kan framgångsrikt frigöras från växtens cellmatris genom ultraljudsbehandling. Kratomextrakt kan framställas med ultraljud med antingen alkohol, vatten eller vattenhaltig etanol som lösningsmedel. Valet av lösningsmedel påverkar kratomextraktets effekter.
Etanol och vattenhaltig etanol (dvs. etanol/vatten) ger de högsta utbytena av råextrakt tack vare sin polaritet.

Vilket är det idealiska lösningsmedlet för ultraljudsextraktion av kratom?

Ultraljudsbehandling som extraktionsmetod är kompatibel med alla lösningsmedel. Du kan fritt välja det lösningsmedel du föredrar. För optimala resultat vid extraktion av kratom är dock vissa lösningsmedel bättre på att lösa upp kratomalkaloider.
Kratomextraktets effekt påverkas av lösningsmedlet, eftersom polära respektive opolära lösningsmedel selektivt löser upp mer av vissa specifika föreningar:

• Vattenhaltig etanol: Vattenhaltig etanol är en blandning av vatten och etanol. Förhållandet mellan vatten och etanol kan anpassas efter behoven. Att använda vattenhaltig etanol som lösningsmedel har flera fördelar jämfört med att använda enbart vatten eller etanol. För det första kan tillsats av etanol till vatten förbättra lösligheten hos vissa bioaktiva föreningar som inte är särskilt lösliga i enbart vatten, såsom vissa fenolföreningar och triterpenoider. För det andra kan användningen av vattenhaltig etanol ge högre extraktionsutbyten jämfört med enbart vatten eller etanol, eftersom blandningen kan extrahera ett bredare spektrum av bioaktiva föreningar.
  För kratom är en högre etanolkoncentration (60–80%) ett bra val, eftersom den ger en mycket effektiv extraktion av alkaloider såsom mitragynin, fenolföreningar, terpener och triterpenoider. Samtidigt extraheras även andra vattenlösliga växtföreningar – vilket ger ett fullspektrumextrakt.
• Vatten: Vatten är ett vanligt lösningsmedel för extraktion av bioaktiva föreningar från växter. Mitragynin, den huvudsakliga alkaloiden i kratom, är inte vattenlösligt, så vatten är inte idealiskt för kratomextraktion.
• Etanol: Etanol är ett mycket polärt lösningsmedel som vanligen används för extraktion av mitragynin, fenolföreningar, terpener och triterpenoider.
• Metanol eller aceton: Metanol och aceton är opolära lösningsmedel som kan användas för extraktion av kratom. Både metanol och aceton är dock brandfarliga och giftiga, så de bör användas med försiktighet.

För ultraljudsextraktion av kratom rekommenderar vi vattenhaltig etanol som lösningsmedel. En blandning av vatten och etanol av livsmedelskvalitet är ett giftfritt lösningsmedel som enkelt kan avlägsnas efter extraktionen genom destillation eller rotationsindunstning.

På grund av olika lösningsmedels specifika upplösningsförmåga kan kratomextrakt uppvisa skilda egenskaper. Kratomextrakt som isolerats med ren etanol eller en hög andel etanol uppvisar mindre stimulerande egenskaper, medan mitragyninets avslappnande och ångestdämpande effekter är mer uttalade. Ultraljudsextraktion kan användas med olika typer av lösningsmedel och ger dig möjlighet att framställa kratomextrakt med olika egenskaper.
Läs mer om extraktion av alkaloider från växtmaterial med en ultraljudsapparat av sondtyp!

Fallstudie om ultraljudsextraktion av kratom

Forskning har redan undersökt och visat att ultraljudsassisterad extraktion är en metod som ökar extraktionseffektiviteten och utbytet av frigjort mitragynin.
Orio et al. 2011 jämförde olika extraktionstekniker, såsom ultraljudsassisterad extraktion, mikrovågsassisterad extraktion och extraktion med superkritisk koldioxid, med metanol, etanol, vatten och binära blandningar. Ultraljudsapparaten av sondtyp gav det högsta utbytet av mitragynin. Eftersom processer för ultraljudsextraktion kan skalas upp linjärt till industriell produktion är det den mest effektiva metoden för att framställa större mängder av alkaloiden.

En inledande frystorkning i kombination med ultraljudsextraktion har visat sig vara mest effektiv när en kombination av CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) vid pH 9,5 användes. En låg extraktionstemperatur mellan 25 och 45°C bidrar till att undvika nedbrytning av de bioaktiva föreningarna.
För ultraljudsextraktionen placeras 5 g av de pulveriserade, frystorkade kratombladen i en bägare som innehåller 200 mL CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v). Bägaren placeras i ett isbad för att hålla temperaturen låg under ultraljudsbehandlingen. Provet ultraljudsbehandlas med en ultraljudshomogenisator UP200Ht (200W, 26kHz; se bilden till vänster). UP200Ht ställs in på 100% amplitud och ett pulsläge på 50%, och provet ultraljudsbehandlas i cirka 4 min. Därefter filtreras bladextraktet genom ett filterpapper och filtratet får torka i en indunstningsskål som placerats på ett vattenbad.
Ultraljudsextraktion ger extrakt av hög kvalitet och övertygar genom höga utbyten, snabb bearbetning, säker och enkel användning, låg investeringskostnad samt miljövänlighet.

 
Läs mer om ultraljudsextraktion av kava kava!
 

Ultraljudsextraktorer för kratomalkaloider

Hielscher Ultrasonics är din leverantör med lång erfarenhet av högpresterande ultraljudsextraktorer. Vi erbjuder hela sortimentet från små handhållna ultraljudsapparater till helt industriella ultraljudsextraktorer för kontinuerlig inlinebearbetning och rekommenderar ett ultraljudssystem anpassat till dina processkrav.
Alla våra ultraljudsapparater kan köras dygnet runt, alla dagar i veckan. Beroende på råmaterial och extraktionsvolym kan du välja mellan satsvis ultraljudsbehandling och inlinebehandling med ultraljud i en genomströmningsreaktor.
Sortimentet av ultraljudsapparater och tillbehör (såsom sonotroder, Cascatrodes, boosterhorn, flödesceller, reaktorer osv.) gör det möjligt att sätta samman en utrustning som är optimerad för dina processmål.
Tabellen nedan ger en uppfattning om våra ultraljudsextraktorers ungefärliga bearbetningskapacitet: