การสกัดอัลคาลอยด์ให้ผลผลิตสูงด้วยเครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบ
สกัดสารอัลคาลอยด์จากพืชสมุนไพรได้รวดเร็ว ครบถ้วนยิ่งขึ้น พร้อมควบคุมกระบวนการอย่างแม่นยำ เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบของ Hielscher ใช้ปรากฏการณ์คาวิเทชันเชิงเสียงเพื่อเปิดผนังเซลล์พืชและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทมวลสาร ช่วยให้ได้ปริมาณสารอัลคาลอยด์สูงภายในเวลาเพียงไม่กี่นาที แทนที่จะต้องใช้เวลาหลายชั่วโมง
ไม่ว่าคุณจะแปรรูปใบไม้ ราก เปลือก เมล็ด หรือวัสดุจากพืชชนิดอื่น เครื่องสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงของ Hielscher รองรับการสกัดที่สามารถทำซ้ำได้ตั้งแต่การทดสอบในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการผลิตแบบทดลองและกระบวนการผลิตในสายงานอุตสาหกรรม
ทำไมต้องเลือกการสกัดอัลคาลอยด์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง?
- อัตราผลผลิตการสกัดที่สูงขึ้นจากการทำลายเซลล์ที่มีประสิทธิภาพและการแทรกซึมของตัวทำละลายที่ดีขึ้น
- เวลาการประมวลผลที่สั้นกว่าเมื่อเทียบกับการหมัก การต้ม การแช่ หรือการสกัดด้วย Soxhlet
- การใช้ตัวทำละลายน้อยลงด้วยน้ำ เอทานอลในน้ำ เมทานอล หรือตัวทำละลายที่เหมาะสมอื่น ๆ
- ควบคุมคุณภาพสารสกัดได้ด้วยการปรับแอมพลิจูด, อุณหภูมิ, เวลา และความเข้ม
- ขยายขนาดได้ง่ายจากตัวอย่างขนาดเล็กสู่การสกัดเชิงอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง
- เอกสารที่เชื่อถือได้พร้อมการบันทึกข้อมูลกระบวนการอัตโนมัติเพื่อความสม่ำเสมอและการประกันคุณภาพ
กรุณาบอกเราเกี่ยวกับวัสดุพืชของคุณ ตัวทำละลาย ขนาดการผลิตต่อครั้ง และสารเป้าหมายที่คุณต้องการ ทีมผู้เชี่ยวชาญด้านการประยุกต์ใช้งานของเราจะช่วยคุณเลือกห้องปฏิบัติการ ระบบทดลอง หรือระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมที่เหมาะสมสำหรับการสกัดอัลคาลอยด์อย่างมีประสิทธิภาพ
เครื่องอัลตราโซนิก UP400St สําหรับการสกัดอัลคาลอยด์จากวัสดุจากพืช
การสกัดอัลคาลอยด์ที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้ Power-Ultrasound
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกส่งเสริมการแยกอัลคาลอยด์อย่างไร?
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ํา (เช่น ความถี่ 20-26kHz) และเอฟเฟกต์อัลตราซาวนด์ของโพรงอากาศอะคูสติก คลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงสร้างฟองอากาศที่ยุบตัวทําให้เกิดความดันและความแตกต่างของอุณหภูมิที่หนาแน่นของพลังงานในท้องถิ่นตลอดจนแรงเฉือนที่ทรงพลังซึ่งจะเจาะและทําลายผนังเซลล์พืชและเนื้อเยื่อพืชเปิด การไหลของของเหลวที่เกิดจากโพรงอากาศช่วยส่งเสริมการถ่ายโอนมวลระหว่างเมทริกซ์ภายในเซลล์และตัวทําละลายโดยรอบเพื่อให้อัลคาลอยด์ถูกปล่อยออกมาอย่างมีประสิทธิภาพ สําหรับการสกัดอัลคาลอยด์อัลตราโซนิกวัสดุจากพืช (เช่นใบแห้งบด) จะถูกวางไว้ในตัวทําละลายซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นส่วนผสมของน้ําและตัวทําละลายอินทรีย์เช่นเอทานอลในน้ํา ตัวทําละลายที่มีขั้ว เช่น เมทานอลและเอทานอล พบว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดสําหรับผลผลิตอัลคาลอยด์สูง หลังจากการบําบัดด้วยอัลตราโซนิกสั้น ๆ ของสารละลาย – ประกอบด้วยวัสดุจากพืชและตัวทําละลาย – อัลคาลอยด์จะถูกปล่อยออกมาจากเซลล์พืชและมีอยู่ในตัวทําละลาย ซึ่งสามารถแยกและทําให้บริสุทธิ์ได้ (เช่น ใช้เครื่องระเหยโรเตอร์)
ข้อได้เปรียบหลักของการสกัดอัลคาลอยด์อัลตราโซนิก
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกถือเป็นเทคนิคการสกัดที่เหนือกว่าสําหรับการแยกอัลคาลอยด์ออกจากวัสดุจากพืชเนื่องจากมีข้อดีหลายประการ ได้แก่ :
- เพิ่มประสิทธิภาพการสกัด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถเพิ่มผลผลิตของอัลคาลอยด์ได้มากกว่า 200% เมื่อเทียบกับวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม
- ลดเวลาในการสกัด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถลดเวลาในการสกัดได้อย่างมาก ทําให้สามารถแปรรูปวัสดุพืชปริมาณมากได้เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
- ลดการใช้ตัวทําละลาย: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถลดปริมาณตัวทําละลายที่จําเป็นสําหรับการสกัดส่งผลให้การใช้ตัวทําละลายลดลงและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
- การสกัดแบบเลือก: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถใช้เพื่อคัดแยกอัลคาลอยด์บางชนิดโดยเลือกตัวทําละลายพารามิเตอร์กระบวนการและอุณหภูมิการสกัดที่เหมาะสม เนื่องจากสารประกอบที่ไม่ต้องการถูกทิ้งไว้ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะดีขึ้น
- ง่ายต่อการขยายขนาด: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถขยายขนาดได้อย่างง่ายดายเพื่อรองรับวัสดุจากพืชในปริมาณที่มากขึ้นทําให้เหมาะสําหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดเป็นเส้นตรงซึ่งอํานวยความสะดวกในการใช้งานในระดับอุตสาหกรรม
โดยรวมแล้วการสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นแนวทางที่รวดเร็วมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในการแยกอัลคาลอยด์ออกจากวัสดุจากพืช
อัลคาลอยด์อัลตราโซนิกสกัดจากใบของต้นทุเรียนเทศ
Nolasco-González et al. (2022) ตรวจสอบประสิทธิผลและประสิทธิผลของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ รวมถึงสารประกอบฟีนอลิก อัลคาลอยด์ อะซิโตเจนิน (ทั้งหมดมีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูง) จากใบของพืชชนิด Annona muricata (ต้นทุเรียนเทศ) สําหรับการสกัดอัลตราโซนิกพวกเขาใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400S ในเงื่อนไขต่อไปนี้: แอมพลิจูด 80%, รอบพัลส์ 0.7 วินาทีเป็นเวลา 4.54 นาที ฟีนอลที่ละลายน้ําได้ทั้งหมด (TSP) ถูกสกัดโดยใช้ผงใบแห้ง 0.5 กรัมและอะซิโตน 20 มล. : น้ํา (80:20 v/v) สารสกัดที่ผลิตด้วยอัลตราโซนิกประกอบด้วยฟีนอลที่ละลายน้ําได้ 178.48 มก./100 มล., ฟลาโวนอยด์ทั้งหมด 20.18 มก./100 มล., โพลีฟีนอลไฮโดรไลซ์ได้ 27.81 มก./100 มล., แทนนินควบแน่น 167.07 มก./100 มล., อัลคาลอยด์ทั้งหมด 30.44 มก./100 มล. และอะซิโตเจนินทั้งหมด 14.62 มก./100 มล. สารสกัดที่แยกได้ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ U400S (ดูภาพซ้าย) แสดงความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูงและมีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพสูงกว่า ~ 6 ถึง ~ 927 เท่าเมื่อเทียบกับยาต้มหรือการแช่ขึ้นอยู่กับชนิดของสารประกอบ มีการระบุสารประกอบฟีนอลิกที่แตกต่างกันยี่สิบสี่ชนิดในตัวอย่าง และสารสกัดที่แยกด้วยอัลตราโซนิกให้ความเข้มข้นสูงสุด
[อ้างอิง Nolasco-González et al., 2022]
ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดที่ได้จากสภาวะที่เหมาะสมของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วย (UAE) ยาต้มและการแช่ สารสกัดจากอัลตราโซนิกแสดงความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสําคัญอย่างสม่ําเสมอ
(การศึกษาและกราฟิก: ©Nolasco-González et al., 2022)
โครมาโตแกรม HPLC ของสารประกอบฟีนอลิกจากสารสกัดที่แยกด้วยอัลตราโซนิกของใบ Annona muricata โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก UP400S
(1) กรดชิกิมิก, (2) กรดแกลลิก, (3) กรดโปรโตคาเทคยูอิก, (4) กรดนีโอคลอโรจีนิก,
(5) 3,4-ไดไฮดรอกซีฟีนิลอะซิติก, (6) กรด 4-ไฮดรอกซีเบนโซอิก, (7) กรดคลอโรจีนิก, (8) 4-ไฮดรอกซีฟีนิลอะซิติก, (9) กรดวานิลลิก, (10) กรดซีริงจิก, (11) กรด 3-ไฮดรอกซีเบนโซอิก, (12) กรดคาเฟอิก, (13) 4-ไฮดรอกซีเบนซินซาลดีไฮด์, (14) กรดโฮโมวานิลลิก, (15) 3-(4-ไฮดรอกซีฟีนิล), (16) กรดพี-คูมาริก, (17) กรดทรานส์-เฟรูลิก, (18) กรดทรานส์-ซินนามิก, (19) กัลโลคาเทคีน, (20) เอพิกาโลกาเซน, (21) คาเทชิน, (22) เอพิคาเทชิน, (23) รูติน, (24) กรดเอลลาจิก
(การศึกษาและกราฟิก: ©Nolasco-González et al., 2022)
Lee et al. (2021) มีผลลัพธ์ที่ได้รับการยืนยันที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากพวกเขารายงานอัลคาลอยด์เพิ่มขึ้น 2.3 เท่าจากใบ A. muricata ที่สกัดภายใต้อัลตราโซนิก (340 W, 56◦C, 30 นาที) เมื่อเทียบกับการสกัด Soxhlet (7 ชั่วโมง, 80◦C)
เครื่องสกัดอัลตราโซนิก UIP1000hdT ด้วยเครื่องกวนสําหรับการสกัดอัลคาลอยด์ในโหมดแบทช์
การสกัดอินโดลอัลคาลอยด์จากเปลือกรากมิโมซ่าและ Ayahuasca โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก
เปลือกรากผักกระเฉดและใบ ayahuasca มีอัลคาลอยด์ N,N-dimethyltryptamine (DMT) ปัจจุบัน Dimethyltryptamine (DMT) ได้รับการวิจัยในการทดลองทางคลินิกสําหรับผลประสาทหลอนประสาท ดังนั้นจึงเป็นยาที่มีศักยภาพในการรักษาภาวะซึมเศร้าและโรคเครียดหลังบาดแผล (PTSD) อัลตราโซนิกส่งเสริมการปลดปล่อยและการแยกอัลคาลอยด์จากราก Mimosa hostilis และใบ Psychotria viridis (ayahuasca) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การสกัดอัลตราโซนิก DMT ให้ผลผลิตสูงภายในเวลาอันสั้น เข้ากันได้กับตัวทําละลายเกือบทุกชนิดเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ Hielscher ใช้สําหรับการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเกรดยาสําหรับใช้ภายใต้การวิจัยและการตั้งค่าทางการแพทย์ตลอดจนการเตรียมตัวอย่างก่อนการทดสอบคุณภาพการวิเคราะห์และประสิทธิภาพ ดังนั้นเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher สามารถอํานวยความสะดวกในการวิจัยทางการแพทย์ DMT และพฤกษศาสตร์ได้หลายวิธี
แหล่งที่มาที่พบบ่อยที่สุดของ indole akaloid N,N-dimethyltryptamine (DMT) ในต้นจูเรมา มาจากราก Mimosa hostilis (เรียกกันทั่วไปว่า jurema preta) Ayahuasca เป็นชื่อดั้งเดิมของพืชชนิดอื่นซึ่งใบของไม้พุ่ม Psychotria viridis อุดมไปด้วย DMT
ทั้งเปลือกรากผักกระเฉด (รวมถึงผักกระเฉด tenuiflora, Mimosa Hostilis Root Bark; ย่อ MHRB) และใบ ayahuasca มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่างๆ ซึ่งขณะนี้ได้รับการวิจัยในการทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับศักยภาพในการเป็นยารักษา เปลือกรากผักกระเฉดประกอบด้วยแทนนิน, ซาโปนิน, ทริปตามีน, อัลคาลอยด์, ไขมัน, ไฟโตอินโดล, ไซโลส, ไฟโตสเตอรอล, กลูโคไซด์, แรมโนส, อาราบิโนส, เมทอกซีชาลโคน, ลูเปออล และคูกุลคานิน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเหล่านี้สามารถสกัดจากเปลือกรากได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่เหนือกว่าในการแยกสารเป้าหมายเช่นอัลคาลอยด์จากวัสดุทางพฤกษศาสตร์เช่นเปลือกรากผักกระเฉดและใบ ayahuasca Sonication เป็นเลิศโดยให้ผลผลิตสูงภายในเวลาสกัดที่สั้นมาก สภาวะกระบวนการที่ไม่รุนแรงช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพของสารสกัดสูงสุดเพื่อป้องกันการย่อยสลายที่ไม่ต้องการของโมเลกุลที่ใช้งานอยู่
การตั้งค่าการสกัดสําหรับการแยกพฤกษศาสตร์: เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400STตัวกรองสูญญากาศ Büchi และเครื่องระเหยโรเตอร์สําหรับการสกัดสารพฤกษเคมี เช่น อัลคาลอยด์และฟีนอล
เครื่องสกัดอัลตราโซนิก UIP2000hdT ด้วยชุดสแตนเลสเกรดเภสัชกรรมสําหรับการผลิตสารสกัดจากอัลคาลอยด์ในอุตสาหกรรม
กรุณาบอกเราเกี่ยวกับวัสดุพืชของคุณ ตัวทำละลาย ขนาดการผลิตต่อครั้ง และสารเป้าหมายที่คุณต้องการ ทีมผู้เชี่ยวชาญด้านการประยุกต์ใช้งานของเราจะช่วยคุณเลือกห้องปฏิบัติการ ระบบทดลอง หรือระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมที่เหมาะสมสำหรับการสกัดอัลคาลอยด์อย่างมีประสิทธิภาพ
Hielscher Ultrasonicators สําหรับการสกัดอัลคาลอยด์ที่มีประสิทธิภาพ
Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายเครื่องสกัดอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงซึ่งใช้สําหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ตลอดจนการผลิตสารสกัดเกรดเภสัชกรรม
ประสิทธิภาพการสกัดที่เหนือกว่า:การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์และมีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษเกี่ยวกับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช ในขณะที่วิธีการแบบดั้งเดิมมักใช้เวลานาน (หลายชั่วโมงถึงหลายวัน) การสกัดทางพฤกษศาสตร์อัลตราโซนิกใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที
ผลผลิตการสกัดสูงและคุณภาพสารสกัดที่เหนือกว่าด้วย Hielscher Ultrasonicators
การสกัดที่ขับเคลื่อนด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยให้สามารถปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกจากวัสดุจากพืชได้อย่างสมบูรณ์ โพรงอากาศอัลตราโซนิกทําลายเมทริกซ์ของเซลล์และปล่อยโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพอย่างมีประสิทธิภาพลงในตัวทําละลายโดยรอบ การศึกษาเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าการ sonication ให้ผลผลิตสารสกัดที่สูงกว่าเทคนิคการสกัดอื่น ๆ (เช่น Soxhlet, maceration, decoction, infusion) การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเข้ากันได้กับตัวทําละลายใด ๆ และช่วยให้สามารถใช้ตัวทําละลายที่อ่อนโยนมากเช่นน้ําหรือเอทานอลในน้ํา สําหรับข้อกําหนดการสกัดเฉพาะ สามารถเลือกตัวทําละลายที่มีขั้วและไม่มีขั้วได้ และการสลับระหว่างตัวทําละลายก็ไม่มีปัญหา การควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างแม่นยํา (เช่น แอมพลิจูด) การใช้ตัวทําละลายอ่อน และการควบคุมอุณหภูมิที่แน่นอนช่วยป้องกันการย่อยสลายและการปนเปื้อนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (เช่น อัลคาลอยด์ โพลีฟีนอล ฟลาโวนอยด์ แคนนาบินอยด์ ฯลฯ) ระหว่างการสกัดด้วยอัลตราโซนิก
การประยุกต์ใช้อเนกประสงค์ของ Hielscher Ultrasonicators
ในขณะที่เทคนิคการสกัดทางเลือก (เช่นคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวดการสกัดด้วยตัวทําละลายการซึมผ่าน ฯลฯ ) มักจะใช้ได้กับการสกัดโมเลกุลเฉพาะขึ้นอยู่กับน้ําหนักโมเลกุลความสามารถในการละลายและความไวต่อความร้อนการสกัดด้วยเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของ Hielscher ช่วยให้สามารถสกัดสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ได้หลากหลาย การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถช่วยนําไปใช้กับการสกัดสารสกัดในวงกว้างที่มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอย่างน่าเชื่อถือ เช่น โพลีฟีนอล อัลคาลอยด์ แอนทราควิโนน ฟลาโวนอยด์ ไกลโคไซด์ ไขมัน เพคติน และโพลีแซ็กคาไรด์
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีเยี่ยมและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
การใช้พลังงานของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยน้อยกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมในการสกัดสารประกอบยาจากพืช
ความน่าเชื่อถือเนื่องจากการกําหนดมาตรฐานกระบวนการด้วย Hielscher Ultrasonics
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกทั้งหมดได้อย่างแม่นยําเช่นแอมพลิจูดความเข้มระยะเวลาและอุณหภูมิ พารามิเตอร์ของกระบวนการสามารถควบคุมได้ง่ายและได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ พารามิเตอร์กระบวนการทั้งหมดจะถูกโปรโตคอลโดยอัตโนมัติเป็นไฟล์ CSV บนการ์ด SD ในตัว สิ่งนี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถแก้ไขการสอบ sonication เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสกัดและเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพสารสกัดที่สม่ําเสมอ เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถผลิตสารสกัดจากพฤกษศาสตร์ที่มีคุณภาพที่เหนือกว่าและอํานวยความสะดวกในการปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีในการผลิต (GMP)
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15 ลิตร / นาที | UIP6000hdT |
| ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยเพิ่มผลผลิตของแอลคาลอยด์เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิมได้อย่างไร?
การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงใช้คลื่นเสียงความถี่ต่ำ (20-26kHz) เพื่อสร้างฟองอากาศอะคูสติกที่ยุบตัวและสร้างแรงเฉือนที่ทรงพลัง กระบวนการนี้ทำให้ผนังเซลล์ของพืชเกิดรูพรุนและส่งเสริมการถ่ายโอนมวลระหว่างเมทริกซ์ภายในเซลล์กับตัวทำละลาย ตามการวิจัย การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถเพิ่มปริมาณแอลคาลอยด์ได้มากกว่า 200% เมื่อเทียบกับวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น การศึกษาในใบของ Annona muricata แสดงให้เห็นว่าแอลคาลอยด์ที่สกัดได้จากการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงมีปริมาณมากกว่าการสกัดด้วย Soxhlet ถึง 2.3 เท่า
สารอัลคาลอยด์ชนิดใดที่สามารถสกัดได้โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher?
เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบของ Hielscher สามารถสกัดอัลคาลอยด์ได้หลากหลายชนิดอย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึง:
- คาเฟอีนจากเมล็ดกาแฟ
- นิโคตินจากใบยาสูบ
- DMT (N,N-ไดเมทิลทริปตามีน) จากต้นมิโมซาโฮสติลิสและพืชไซโคทรีอาไวริดิส
- มิทราจินีน จากกระท่อม
- ไพเพอรีนจากพริกไทยดำ
- แคปไซซินจากพริก
- ไซโลไซบินจากเห็ด
- DMT และเบต้า-คาร์โบไลน์จาก Banisteriopsis caapi (อายาวาสกา)
อุปกรณ์นี้สามารถใช้งานร่วมกับตัวทำละลายเกือบทุกชนิด ทำให้มีความหลากหลายในการใช้กับอัลคาลอยด์ประเภทต่างๆ
อะไรคือข้อได้เปรียบหลักของการสกัดอัลคาลอยด์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง?
ข้อได้เปรียบหลัก ได้แก่:
- ประสิทธิภาพการสกัดที่เพิ่มขึ้น: ผลผลิตสูงกว่าวิธีดั้งเดิมถึง 200%
- เวลาการสกัดลดลง: การสกัดใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีแทนที่จะใช้เวลาหลายชั่วโมง
- การใช้ตัวทำละลายน้อยลง: ลดต้นทุนและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
- การสกัดแบบเลือกสรร: เลือกตัวทำละลายและพารามิเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับสารประกอบที่ต้องการ
- การปรับขนาดที่ง่าย: การปรับขนาดเชิงเส้นจากห้องปฏิบัติการสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรม
- คุณภาพสารสกัดที่เหนือกว่า: สภาวะกระบวนการที่อ่อนโยนช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
เครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher รุ่นใดเหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดอัลคาลอยด์?
กลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องโซนิเคเตอร์ของ Hielscher มีหัวโพรบอัลตราโซนิกที่เหมาะสมสำหรับทุกปริมาณ เครื่องโซนิเคเตอร์ UP400St กำลัง 400 วัตต์ เหมาะสำหรับงานทดลองในห้องปฏิบัติการขนาดกลาง ในขณะที่เครื่องโซนิเคเตอร์อุตสาหกรรมกำลังสูง UIP2000hdT กำลัง 2000 วัตต์ รองรับการผลิตในระดับอุตสาหกรรม
ตัวทำละลายชนิดใดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดอัลคาลอยด์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง?
ตัวทำละลายขั้ว เช่น เมทานอลและเอทานอล ถูกพบว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดในการสกัดสารอัลคาลอยด์ในปริมาณสูง ส่วนผสมที่ใช้กันทั่วไปคือเอทานอลในน้ำ (น้ำและเอทานอล) ข้อดีของการสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงคือสามารถใช้งานร่วมกับตัวทำละลายเกือบทุกชนิด รวมถึงตัวเลือกที่อ่อนโยนอย่างน้ำหรือเอทานอลในน้ำ ซึ่งช่วยรักษาสารประกอบชีวภาพที่ไวต่อความร้อน
การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงปลอดภัยสำหรับแอลคาลอยด์ที่ไวต่อความร้อนหรือไม่?
ใช่ การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงทำงานที่อุณหภูมิปานกลาง (โดยทั่วไป 56°C หรือต่ำกว่า) และระยะเวลาสั้น (30 นาทีหรือน้อยกว่า) การควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างแม่นยำ รวมถึงแอมพลิจูด ความเข้ม ระยะเวลา และอุณหภูมิ ช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของสารอัลคาลอยด์ที่ไวต่อความร้อน ซึ่งช่วยให้มั่นใจในคุณภาพของสารสกัดสูงสุดและป้องกันการเสื่อมสภาพที่ไม่พึงประสงค์ของโมเลกุลที่มีฤทธิ์
การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถปรับขนาดสำหรับการผลิตในเชิงอุตสาหกรรมได้หรือไม่?
แน่นอน การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถปรับขนาดให้รองรับปริมาณวัตถุดิบจากพืชที่มากขึ้นได้อย่างง่ายดาย จึงเหมาะสำหรับการผลิตในระดับเชิงพาณิชย์ กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดได้อย่างเป็นเชิงเส้น ซึ่งช่วยให้ง่ายต่อการนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรม Hielscher นำเสนอระบบเกรดอุตสาหกรรม เช่น UIP10000hdT (10,000 วัตต์) และ UIP16000 สำหรับการสกัดแบบต่อเนื่องในสายการผลิตขนาดใหญ่
การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเปรียบเทียบกับการสกัดแบบโซคเลตสำหรับการสกัดอัลคาลอยด์อย่างไร?
การวิจัยแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ชัดเจน:
- เวลา: การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงใช้เวลา 30 นาที เทียบกับ 7 ชั่วโมงสำหรับ Soxhlet
- อุณหภูมิ: อัลตราโซนิกใช้ 56°C เทียบกับ 80°C สำหรับ Soxhlet
- ยอม: อัลตราโซนิกผลิตอัลคาลอยด์ได้มากกว่า 2.3 เท่า
- คุณภาพ: อุณหภูมิต่ำกว่าช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพจากความร้อน
(ดู Lee และคณะ, 2021)
อัลคาลอยด์คืออะไร?
อัลคาลอยด์ก่อตัวเป็นสารประกอบไนโตรเจนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งมีน้ําหนักโมเลกุลต่ําซึ่งมักพบเป็นสารเมตาบอไลต์ทุติยภูมิในอาณาจักรพืช อัลคาลอยด์มีไนโตรเจนอย่างน้อยหนึ่งอะตอม อัลคาลอยด์สังเคราะห์ทางชีวเคมีจากกรดอะมิโนทั่วไปหนึ่งในสามชนิดต่อไปนี้ – ไลซีน ไทโรซีน และทริปโตเฟน
ในพืช อัลคาลอยด์มักมีอยู่เป็นเกลือของกรดอินทรีย์ เช่น กรดอะซิติก มาลิก แลคติก ซิตริก ออกซาลิก ทาร์ทาริก แทนนิก และกรดอื่นๆ อัลคาลอยด์พื้นฐานที่อ่อนแอบางชนิด (เช่น นิโคติน) เกิดขึ้นได้อย่างอิสระในธรรมชาติ อัลคาลอยด์บางชนิดยังเกิดขึ้นในรูปแบบไกลโคไซด์ของน้ําตาล เช่น กลูโคส แรมโนส และกาแลคโตส เช่น อัลคาลอยด์ของกลุ่มโซลานัม (โซลานีน) เป็นเอไมด์ (ไพเพอรีน) และเป็นเอสเทอร์ (อะโทรพิน, โคเคน) ของกรดอินทรีย์ (cf. Ramawat et al., 2009)
อัลคาลอยด์หลายชนิดเป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งแสดงฤทธิ์ทางยาหรือการรักษา ตัวอย่างเช่น อัลคาลอยด์บางชนิดใช้ในการรักษาโรคต่างๆ เช่น มาลาเรีย ผู้ป่วยโรคเบาหวาน มะเร็งบางชนิด ความผิดปกติของหัวใจ ภาวะซึมเศร้า เป็นต้น
เนื่องจากอัลคาลอยด์หลายชนิดมีคุณสมบัติออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่แข็งแกร่งการใช้เป็นยายาเสพติดสารกระตุ้นและสารพิษจึงถูกนํามาใช้หรืออยู่ระหว่างการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ มอร์ฟีนซึ่งเป็นอัลคาลอยด์ที่รู้จักกันดีจากงาดํา Papaver somniferum ใช้เป็นยาในยาในปัจจุบัน ควินีนและโคเดอีนเป็นอัลคาลอยด์อีกสองประเภทที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ ภายใต้การดูแลทางการแพทย์และในปริมาณที่กําหนดทางการแพทย์อัลคาลอยด์มีประโยชน์ทางเภสัชวิทยา อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้อย่างไม่ถูกต้อง อัลคาลอยด์บางชนิดอาจเป็นพิษในปริมาณสูง ตัวอย่างเช่น อัลคาลอยด์สตริกนีนถูกใช้เป็นสารพิษที่มีประสิทธิภาพสูงที่ใช้เป็นยาฆ่าแมลงกับกระดูกสันหลังขนาดเล็ก
ตัวอย่างอัลคาลอยด์บางชนิดในพืช
| Compounds | Plant Source | Effects and Applications |
| Morphine | Papaver somniferum | Analgesic |
| Camptothecin | Camptotheca acuminata | Anticancer |
| Atropine | Hyoscyamus niger | Treatment of intestinal spasms, antidote to other poisons |
| Vinblastine | Catharanthus roseus | Anticancer |
| Codeine | Papaver somniferum | Analgesic, antitusive |
| Caffeine | Coffea arabica | Stimulant, natural pesticide |
| Nicotine | Nicotiana tabacum | Stimulant, tranquillizer |
| Cocaine | Erythroxylon coca | Stimulant of the central nervous system, local anesthetic |
| N,N-dimethyltryptamine | Mimosa hostilis, Psychotria viridis | Hallucinogenic, entheogenic |
| Mitragynine | Mitragyna speciosa | Analgesic, psychoactive |
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Nolasco-González, Y.; Chacón-López, M.A.; Ortiz-Basurto, R.I.; Aguilera-Aguirre, S.; González-Aguilar, G.A.; Rodríguez-Aguayo, C.; Navarro-Cortez, M.C.; García-Galindo, H.S.; García-Magaña, M.d.L.; Meza-Espinoza, L.; Montalvo-González, E. (2022): Annona muricata Leaves as a Source of Bioactive Compounds: Extraction and Quantification Using Ultrasound. Horticulturae 2022, 8, 560.
- Aguilar-Hernandez, G., Zepeda-Vallejo, L. G., Lourdes Garcia-Magana, M. D., de los Angeles Vivar-Vera, M., Perez-Larios, A., Giron-Perez, M. I., Coria-Tellez, A. V., Rodriguez-Aguayo, C., Montalvo-Gonzalez, E. (2020): Extraction of Alkaloids Using Ultrasound from Pulp and By-Products of Soursop Fruit (Annona muricata L.). Applied Sciences, Vol. 10, No. 14, 15 July 2020.
- Chia Hau Lee, Ting Hun Lee, Pei Ying Ong, Syie Luing Wong, Norfadilah Hamdan, Amal A.M. Elgharbawy, Nurul Alia Azmi (2021): Integrated ultrasound-mechanical stirrer technique for extraction of total alkaloid content from Annona muricata. Process Biochemistry, Volume 109, 2021. 104-116.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม