การสกัดกระท่อมด้วยอัลตราโซนิก

การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูง เรียบง่าย และเชื่อถือได้สำหรับการผลิตสารสกัดที่อุดมด้วยอัลคาลอยด์จากใบกระท่อม (Mitragyna speciosa) การใช้คลื่นอัลตราโซนิกทำให้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น mitragynine และ 7-hydroxymitragynine ถูกปลดปล่อยออกจากเซลล์พืช เพื่อให้สามารถแยกสารเหล่านี้ได้ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกให้ผลได้สูงกว่าโดยใช้เวลาสกัดสั้นมาก

กระท่อมและ mitragynine

Mitragynine และ 7-hydroxymitragynine เป็นอัลคาลอยด์กลุ่มอินโดลของ Mitragyna speciosa ซึ่งรู้จักกันในชื่อกระท่อม สารทั้งสองชนิดทำหน้าที่เป็นสารต้านตัวรับโอปิออยด์และเป็นที่รู้จักในด้านฤทธิ์บรรเทาปวด 7-hydroxymitragynine เป็นสารระงับปวดที่มีความแรงสูงมาก ต่างจาก mitragynine ซึ่งมีอยู่มากในใบกระท่อม 7-hydroxymitragynine พบในปริมาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ด้วยความแรงที่สูง 7-hydroxymitragynine จึงบรรเทาได้แม้กระทั่งอาการปวดที่รุนแรงที่สุด และยังเป็นที่รู้จักว่าช่วยบรรเทาอาการถอนสารกลุ่มโอปิเอตได้ด้วย
ใบกระท่อมแห้งมี mitragynine ประมาณ 1–6% และ 7-hydroxymitragynine ประมาณ 0.01 – 0.04% กระท่อมเป็นส่วนประกอบจากพืชธรรมชาติที่สามารถใช้เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารหรือยาในรูปแบบผง แคปซูล หรือทิงเจอร์ เพื่อบรรเทาปวด กระตุ้น หรือเป็นตัวช่วยจากธรรมชาติในการถอนโอปิออยด์
สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของกระท่อม เช่น อัลคาลอยด์ mitragynine และ 7-hydroxymitragynine ถูกเก็บอยู่ในเซลล์ของต้นกระท่อม เพื่อให้สารเหล่านี้มีชีวปริมาณออกฤทธิ์และแสดงฤทธิ์ทางยาที่มีผลต่อจิตประสาท ต้องสลายผนังเซลล์และแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกจากภายในเซลล์ การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิผลสูงมากในการสกัดสารจากพืช จึงเป็นเทคนิคที่นิยมเลือกใช้ในการสกัดกระท่อม

การสกัดอัลคาลอยด์จากกระท่อมด้วยอัลตราโซนิก

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงมากในการปลดปล่อยสารสำคัญที่ออกฤทธิ์ต่อจิตประสาท ได้แก่ mitragynine และ 7-hydroxymitragynine (7-HMG) รวมถึงสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ อีกมากกว่า 40 ชนิด ซึ่งรวมถึงอัลคาลอยด์ประมาณ 25 ชนิด (เช่น ajmalicine, mitraphylline, mitragynine pseudoindoxyl, rhynchophylline) จากกระท่อม
สารจาก Mitragyna speciosa (กระท่อม) ที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคืออัลคาลอยด์ mitragynine (MG) และ 7-hydroxymitragynine ซึ่งเป็นที่รู้จักว่าเป็นสารระงับปวดที่มีความแรงสูง 7-hydroxymitragynine เป็นสารต้านโอปิออยด์ ซึ่งช่วยให้ผู้ป่วยถอนโอปิออยด์ได้ สารทั้งสองชนิดสามารถปลดปล่อยออกจากเมทริกซ์เซลล์ของพืชได้สำเร็จด้วยการใช้คลื่นอัลตราโซนิก สารสกัดกระท่อมสามารถผลิตด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้แอลกอฮอล์ น้ำ หรือเอทานอลผสมน้ำเป็นตัวทำละลาย การเลือกตัวทำละลายมีผลต่อฤทธิ์ของสารสกัดกระท่อม
เอทานอลและเอทานอลผสมน้ำ (กล่าวคือ เอทานอล/น้ำ) ให้ผลได้ของสารสกัดหยาบสูงที่สุดเนื่องจากความมีขั้วของตัวทำละลายเหล่านี้

ตัวทำละลายที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดกระท่อมด้วยอัลตราโซนิกคืออะไร?

การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นวิธีสกัดสามารถใช้ร่วมกับตัวทำละลายได้ทุกชนิด คุณสามารถเลือกตัวทำละลายที่ชอบมากที่สุดได้อย่างอิสระ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ผลการสกัดกระท่อมที่ดีที่สุด ตัวทำละลายบางชนิดละลายอัลคาลอยด์ของกระท่อมได้ดีกว่า
ตัวทำละลายมีผลต่อฤทธิ์ของสารสกัดกระท่อม เนื่องจากตัวทำละลายมีขั้วและไม่มีขั้วเลือกละลายสารเฉพาะชนิดได้มากกว่าแตกต่างกันไป:

• เอทานอลผสมน้ำ: เอทานอลผสมน้ำหมายถึงส่วนผสมของน้ำและเอทานอล สามารถปรับอัตราส่วนของน้ำต่อเอทานอลได้ตามความต้องการ การใช้เอทานอลผสมน้ำเป็นตัวทำละลายมีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับการใช้น้ำหรือเอทานอลเพียงอย่างเดียว ประการแรก การเติมเอทานอลลงในน้ำสามารถเพิ่มความสามารถในการละลายของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพบางชนิดที่ละลายได้ไม่ดีนักในน้ำเพียงอย่างเดียว เช่น สารประกอบฟีนอลิกบางชนิดและไตรเทอร์พีนอยด์ ประการที่สอง การใช้เอทานอลผสมน้ำสามารถให้ผลได้จากการสกัดสูงกว่าการใช้น้ำหรือเอทานอลเพียงอย่างเดียว เนื่องจากสามารถสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพได้หลากหลายชนิดกว่า
  สำหรับกระท่อม เอทานอลที่มีความเข้มข้นสูงกว่า (60–80%) เป็นตัวเลือกที่ดี เนื่องจากทำให้สกัดอัลคาลอยด์ เช่น mitragynine รวมถึงสารประกอบฟีนอลิก เทอร์พีน และไตรเทอร์พีนอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงมาก ขณะเดียวกัน สารอื่น ๆ จากพืชที่ละลายน้ำได้ก็ถูกสกัดด้วยเช่นกัน – ทำให้ได้สารสกัดที่ครอบคลุมสารทุกกลุ่ม
• น้ำ: น้ำเป็นตัวทำละลายที่ใช้กันทั่วไปในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช อัลคาลอยด์หลักของกระท่อมคือ mitragynine ไม่ละลายน้ำ ดังนั้นน้ำจึงไม่ใช่ตัวทำละลายที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดกระท่อม
• เอทานอล: เอทานอลเป็นตัวทำละลายที่มีขั้วสูงมาก ซึ่งใช้กันทั่วไปในการสกัด mitragynine สารประกอบฟีนอลิก เทอร์พีน และไตรเทอร์พีนอยด์
• เมทานอลหรือแอซีโทน: เมทานอลและแอซีโทนเป็นตัวทำละลายไม่มีขั้วที่สามารถใช้สกัดกระท่อมได้ อย่างไรก็ตาม ทั้งเมทานอลและแอซีโทนติดไฟได้และเป็นพิษ จึงควรใช้ด้วยความระมัดระวัง

สำหรับการสกัดกระท่อมด้วยอัลตราโซนิก เราแนะนำให้ใช้เอทานอลผสมน้ำเป็นตัวทำละลาย ส่วนผสมของน้ำและเอทานอลเกรดอาหารเป็นตัวทำละลายที่ไม่เป็นพิษ ซึ่งสามารถกำจัดออกหลังการสกัดได้อย่างง่ายดายด้วยการกลั่นหรือการระเหยแบบหมุน

เนื่องจากตัวทำละลายแต่ละชนิดมีความสามารถเฉพาะในการละลายสาร สารสกัดกระท่อมจึงอาจมีคุณสมบัติแตกต่างกัน สารสกัดกระท่อมที่แยกได้ด้วยเอทานอลบริสุทธิ์หรือส่วนผสมที่มีสัดส่วนเอทานอลสูงแสดงฤทธิ์กระตุ้นน้อยกว่า ขณะที่ฤทธิ์ผ่อนคลายและลดความวิตกกังวลของ mitragynine เด่นชัดกว่า การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถใช้กับตัวทำละลายได้หลายชนิด และเปิดโอกาสให้คุณผลิตสารสกัดกระท่อมที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดอัลคาลอยด์จากวัสดุพืชโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบ!

กรณีศึกษาการสกัดกระท่อมด้วยอัลตราโซนิก

งานวิจัยได้ศึกษาและพิสูจน์แล้วว่าการสกัดโดยใช้อัลตราโซนิกช่วยเป็นกระบวนการที่เพิ่มประสิทธิภาพการสกัดและผลได้ของ mitragynine ที่ถูกปลดปล่อยออกมา
Orio และคณะ 2011 เปรียบเทียบเทคนิคการสกัดหลายแบบ เช่น การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย การสกัดโดยใช้ไมโครเวฟช่วย และการสกัดด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เหนือวิกฤต โดยใช้เมทานอล เอทานอล น้ำ และส่วนผสมของตัวทำละลายสองชนิด เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบให้ ผลได้ของ mitragynine สูงที่สุด เนื่องจากกระบวนการสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถขยายขนาดเชิงเส้นไปสู่การผลิตระดับอุตสาหกรรมได้ จึงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุดในการผลิตอัลคาลอยด์นี้ในปริมาณมากขึ้น

พบว่าการทำแห้งแบบเยือกแข็งในขั้นต้นร่วมกับการสกัดด้วยอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูงที่สุดเมื่อใช้ส่วนผสมของ CHCl₃ : MeOH 1:4 (v/v) ที่ pH 9.5 อุณหภูมิการสกัดต่ำระหว่าง 25 และ 45°C ช่วยหลีกเลี่ยงการสลายตัวของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
สำหรับการสกัดด้วยอัลตราโซนิก นำใบกระท่อมที่ผ่านการทำแห้งแบบเยือกแข็งและบดเป็นผง 5 g ใส่ลงในบีกเกอร์ที่มี CHCl3:CH3OH, 1:4(v/v) ปริมาตร 200 mL โดยวางบีกเกอร์ในอ่างน้ำแข็งเพื่อรักษาอุณหภูมิให้ต่ำระหว่างการใช้คลื่นอัลตราโซนิก ตัวอย่างได้รับคลื่นอัลตราโซนิกจากเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิก UP200Ht (200W, 26kHz; ดูภาพด้านซ้าย) ตั้งค่า UP200Ht ที่แอมพลิจูด 100% และโหมดการทำงานเป็นรอบ 50% และใช้คลื่นอัลตราโซนิกกับตัวอย่างเป็นเวลาประมาณ 4 min จากนั้นกรองสารสกัดจากใบผ่านกระดาษกรอง และปล่อยให้สารกรองแห้งในจานระเหยที่วางบนอ่างน้ำ
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกให้สารสกัดคุณภาพสูง และมีข้อดีที่น่าสนใจ ได้แก่ ผลได้สูง ระยะเวลาประมวลผลรวดเร็ว การใช้งานที่ปลอดภัยและง่าย ต้นทุนการลงทุนต่ำ รวมถึงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

 
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดคาวาคาวาด้วยอัลตราโซนิก!
 

เครื่องสกัดอัลตราโซนิกสำหรับอัลคาลอยด์ของกระท่อม

Hielscher Ultrasonics เป็นผู้จัดหาเครื่องสกัดอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงที่มีประสบการณ์ยาวนานสำหรับคุณ เรามีผลิตภัณฑ์ครบทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกแบบมือถือขนาดเล็กไปจนถึงเครื่องสกัดอัลตราโซนิกระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบสำหรับการประมวลผลแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง และจะแนะนำระบบอัลตราโซนิกที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการของกระบวนการของคุณ
เครื่องอัลตราโซนิกทั้งหมดของเราสามารถทำงานได้ตลอด 24/7 คุณสามารถเลือกใช้คลื่นอัลตราโซนิกแบบแบตช์หรือแบบอินไลน์โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแบบไหลผ่านได้ตามวัตถุดิบและปริมาตรการสกัดของคุณ
กลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องอัลตราโซนิกและอุปกรณ์เสริม (เช่น โซโนโทรด Cascatrodes ฮอร์นเพิ่มแอมพลิจูด เซลล์ไหลผ่าน เครื่องปฏิกรณ์ เป็นต้น) ช่วยให้คุณประกอบชุดอุปกรณ์ที่ปรับให้เหมาะสมที่สุดกับเป้าหมายของกระบวนการของคุณได้
ตารางด้านล่างแสดงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องสกัดอัลตราโซนิกของเรา: