Chiết xuất psilocybin bằng nước lạnh với siêu âm

Việc phân lập psilocybin từ nấm ma thuật tươi và khô, ví dụ như các loài psilocybe, được biết là tốn thời gian và thường khá kém hiệu quả. Với phương pháp chiết xuất bằng siêu âm, psilocybin, psilocin, baeocystin và norbaeocystin được chiết xuất nhanh chóng từ nấm psilocibe tươi và khô. Chiết xuất bằng siêu âm phá vỡ thành tế bào nấm để các chất có hoạt tính sinh học được giải phóng hoàn toàn, nhờ đó đạt được quy trình chiết xuất nhanh chóng và hiệu quả cao.

Chiết xuất psilocybin bằng siêu âm

Chiết xuất psilocybin bằng siêu âm có hiệu quả cao và vượt trội so với các phương pháp chiết xuất khác nhờ hiệu suất thu hồi cao, thời gian chiết xuất ngắn cũng như vận hành đơn giản và an toàn. Là phương pháp chiết xuất có hiệu quả cao, nhanh chóng, đáng tin cậy và thân thiện với môi trường, chiết xuất bằng siêu âm được sử dụng để chiết xuất nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực vật và nấm. Các thiết bị siêu âm Hielscher hiện đã được sử dụng rộng rãi để chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ nấm ma thuật, bao gồm các chất gây ảo giác như psilocybin, psilocin, baeocystin và norbaeocystin. Chiết xuất các hợp chất gây ảo giác bằng siêu âm mang lại hiệu suất thu hồi cao với chất lượng dịch chiết vượt trội trong một quy trình chiết xuất siêu tốc. Chiết xuất bằng siêu âm tương thích với mọi dung môi và cho phép sản xuất dịch chiết toàn phổ.

Chiết xuất bằng siêu âm – Chiết xuất lạnh nhẹ nhàng các chất từ nấm

Nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học nhạy cảm với nhiệt, nghĩa là chúng bị suy giảm và phân hủy ở nhiệt độ cao, khiến chúng mất tác dụng và hoạt lực. Vì vậy, phần lớn các quy trình phân lập chất chuyển hóa thứ cấp từ nguyên liệu thực vật và nấm đều được hưởng lợi từ phương pháp chiết xuất không dùng nhiệt, có nguyên lý hoạt động cơ bản không dựa trên nhiệt. Chiết xuất bằng siêu âm là một quy trình thuần cơ học, có nguyên lý hoạt động dựa trên việc tạo ra hiện tượng xâm thực âm.

Xâm thực siêu âm là gì và tác động như thế nào đến quá trình chiết xuất?

Khi chất lỏng được xử lý bằng đầu dò siêu âm ở tần số 20kHz, 20.000 dao động mỗi giây được truyền vào môi trường. Sóng siêu âm lan truyền qua chất lỏng, tạo ra các chu kỳ áp suất cao (nén) / áp suất thấp (giãn hoặc giãn nở) luân phiên. Trong chu kỳ chân không áp suất thấp, các bọt chân không hoặc khoang rỗng cực nhỏ xuất hiện trong chất lỏng và lớn dần qua nhiều chu kỳ áp suất. Trong pha nén của chất lỏng và các bọt, áp suất là dương, còn pha giãn tạo ra chân không (áp suất âm). Trong các chu kỳ nén–giãn nở, các khoang rỗng trong chất lỏng lớn dần cho đến khi đạt kích thước mà chúng không thể hấp thụ thêm năng lượng. Tại thời điểm này, chúng sụp đổ dữ dội. Sự sụp đổ của các khoang rỗng này tạo ra nhiều hiệu ứng cơ học do siêu âm với năng lượng rất cao, được biết đến là hiện tượng xâm thực âm / siêu âm. Trong quá trình các bọt xâm thực siêu âm sụp đổ, các lực có mật độ năng lượng cực cao như lực cắt lớn, dòng chảy chất lỏng và dòng chảy rối được tạo ra trong chất lỏng đang được xử lý bằng siêu âm. Các lực xâm thực này phá vỡ thành tế bào thực vật và giải phóng các hợp chất nội bào, bao gồm các chất có hoạt tính sinh học như các chất gây ảo giác psilocybin, psilocin, baeocystin và norbaeocystin từ các loài nấm. Các chu kỳ áp suất cao/áp suất thấp luân phiên cũng thúc đẩy tốc độ truyền khối mạnh mẽ, mang lại hiệu suất chiết xuất vượt trội khi xử lý bằng siêu âm. Thông qua chiết xuất bằng siêu âm, có thể phân lập gần như toàn bộ lượng hoạt chất có trong nguyên liệu thực vật và nấm.

Chiết xuất psilocybin bằng siêu âm: Quy trình từng bước

• Bạn có thể chiết xuất psilocybin và các chất có hoạt tính sinh học khác từ nấm bằng cách sử dụng nước, ethanol hoặc cồn etylic 200 proof làm dung môi.
• Cắt nhỏ nấm chứa psilocybin tươi hoặc khô thành các mẩu nhỏ. Bạn có thể sử dụng cả mũ nấm và cuống nấm. Cả hai đều chứa các hợp chất tác động tâm thần, tuy nhiên mũ nấm luôn có hàm lượng psilocybin cao hơn. Bào tử không chứa psilocybin.
• Cho nấm đã cắt nhỏ vào cốc thủy tinh và đổ đầy nước lạnh vào cốc.
  Bạn cũng có thể đặt cốc thủy tinh trong bể nước đá để giữ nhiệt độ quá trình lạnh nhất có thể.
• Xử lý hỗn hợp nấm và dung môi bằng đầu dò siêu âm. Tùy thuộc vào thể tích, UP100H hoặc UP400St sẽ là lựa chọn phù hợp. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ đề xuất thiết bị siêu âm lý tưởng cho quy trình chiết xuất của bạn và chia sẻ với bạn các thông số quy trình như cài đặt biên độ và thời gian xử lý siêu âm.
• Huyền phù sau khi xử lý siêu âm sẽ chuyển sang màu xanh lam. Phần nước màu xanh lam chứa psilocybin được chiết xuất từ quả thể nấm.
• Tách các mẩu nấm và mảnh vụn bằng cách lọc qua rây hoặc lọc. Bạn cũng có thể giữ lại nguyên liệu nấm sau khi lọc để thực hiện lần chiết xuất thứ hai bằng nước hoặc ethanol.
• Sử dụng hệ thống bay hơi để loại bỏ dung môi. 1 đến 2 gam nấm ma thuật khô dự kiến sẽ cho khoảng 1cc dịch chiết cuối cùng. Vì nấm là sản phẩm tự nhiên nên hàm lượng các chất gây ảo giác có thể thay đổi.
• Có thể kéo dài thêm thời hạn bảo quản của dịch chiết psilocybin bằng một bước kết tinh tùy chọn.
• Cho dịch chiết cuối cùng vào bình hoặc lọ thủy tinh tối màu và bảo quản trong tủ đông.

Các hợp chất có hoạt tính sinh học được chiết xuất bằng siêu âm có thể được lọc và cô đặc thêm bằng thiết bị cô quay chân không. Hình ảnh cho thấy dịch chiết nấm chaga bằng siêu âm.

Tại sao thiết bị siêu âm dạng đầu dò là lựa chọn tốt nhất để chiết xuất nấm?

Xử lý bằng siêu âm là một quá trình sử dụng sóng âm tần số cao để tạo ra các bọt xâm thực trong chất lỏng. Khi những bọt này sụp đổ, chúng tạo ra các lực cắt cục bộ mạnh có thể phá vỡ tế bào và giải phóng các thành phần bên trong tế bào vào chất lỏng.
Trong chiết xuất nấm, xử lý bằng siêu âm có thể được sử dụng để phá vỡ thành tế bào nấm và giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học của chúng vào dung môi. Có hai loại thiết bị siêu âm: dạng bể và dạng đầu dò.
Thiết bị siêu âm dạng bể là thiết bị trong đó mẫu được đặt trong một bình chứa đầy dung môi, và sóng siêu âm tương đối yếu được tác dụng lên toàn bộ bình chứa. Phương pháp này được biết đến là khá kém hiệu quả, vì bể siêu âm phân bố năng lượng siêu âm không đồng đều và với cường độ thấp. Do mẫu nấm trong bể siêu âm được xử lý bằng siêu âm một cách gián tiếp, sóng siêu âm không thể xuyên sâu vào mẫu. Sóng siêu âm phải đi qua thành bình trước khi tiếp xúc với nguyên liệu nấm. Do đó, sóng siêu âm vốn đã có cường độ thấp của bể siêu âm lại càng bị suy giảm thêm.
Mặt khác, thiết bị siêu âm dạng đầu dò được trang bị một thanh titan – được gọi là sonotrode hoặc đầu dò – có thể đưa trực tiếp vào mẫu, cho phép tác dụng năng lượng siêu âm tập trung và cục bộ hơn. Điều này giúp phá vỡ tế bào và chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học hiệu quả hơn đáng kể, đặc biệt ở những vùng đặc hoặc khó tiếp cận của mẫu.

Chitin là một polysaccharide, là thành phần chính của thành tế bào ở nhiều loại nấm, bao gồm cả nấm có quả thể. Chitin là vật liệu dai và cứng, khiến việc phá vỡ nó bằng các phương pháp chiết xuất thông thường trở nên khó khăn.
Xử lý bằng siêu âm có thể có hiệu quả trong việc phá vỡ chitin và giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học bị giữ bên trong thành tế bào nấm. Tuy nhiên, cần xử lý bằng siêu âm cường độ cao với đầu dò vì chitin trong thành tế bào là một vật liệu tương đối dai. Việc tác dụng năng lượng siêu âm tập trung và cục bộ do thiết bị siêu âm dạng đầu dò cung cấp đảm bảo chitin nhận đủ năng lượng để bị phá vỡ.
Ngoài ra, có thể di chuyển đầu dò đến các vùng khác nhau của mẫu, tạo thêm sự trộn ở quy mô vĩ mô để đảm bảo tất cả các phần của nấm đều được xử lý bằng siêu âm đầy đủ. Điều này đặc biệt quan trọng đối với nấm có thành tế bào dày hoặc cấu trúc đặc, khi việc đảm bảo chiết xuất hoàn toàn bằng các phương pháp khác có thể gặp khó khăn.
Tóm lại, cần xử lý bằng siêu âm cường độ cao với đầu dò để phá vỡ chitin trong thành tế bào nấm và giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học. Việc tác dụng năng lượng siêu âm tập trung và cục bộ do thiết bị siêu âm dạng đầu dò cung cấp đảm bảo chitin được xử lý bằng siêu âm đầy đủ, giúp chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ nấm hiệu quả và triệt để hơn.
Thiết bị siêu âm dạng đầu dò thường được coi là hiệu quả hơn cho việc chiết xuất nấm, vì có thể chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học đồng đều và triệt để hơn so với thiết bị siêu âm dạng bể.
Đọc thêm về sự khác biệt giữa xử lý chất lỏng bằng thiết bị siêu âm dạng đầu dò và bằng bể siêu âm!

Nấm chứa psilocybin

Psilocybin có thể được tìm thấy trong hơn 200 loài nấm thuộc bốn chi nấm Conocybe bao gồm các loài Panaeolus, Psilocybe, Stropharia, tất cả đều thích hợp để chiết xuất hoạt chất psilocybin bằng siêu âm. Nhìn chung, nấm chứa psilocybin có các đặc điểm sau: Có bào tử sẫm màu, là nấm có phiến, mọc chủ yếu trên đất giàu mùn ở đồng cỏ và rừng thuộc các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, đồng thời xuất hiện các vết bầm xanh do phản ứng oxy hóa khi nấm được cầm nắm hoặc bị tổn thương.
Loài nấm chứa psilocybin được biết đến nhiều nhất là Psilocybe cubensis, chứa hai hợp chất tác động tâm thần chính là psilocybin và psilocin. Thường được gọi là nấm thức thần, nấm ma thuật, nấm đỉnh vàng, nấm khối hoặc nấm mũ vàng, Psilocybe cubensis thuộc họ nấm Hymenogastraceae và trước đây được gọi là Stropharia cubensis. Do phân bố rộng và dễ nuôi trồng, Psilocybe cubensis là loài nấm chứa psilocybin được biết đến nhiều nhất.
Psilocybe cubensis chủ yếu nổi tiếng nhờ các hợp chất gây ảo giác, tạo ra trải nghiệm thức thần sau khi ăn. Các hợp chất tác động tâm thần chính này gồm:

• Psilocybin (4-phosphoryloxy-N,N-dimethyltryptamine)
• Psilocin (4-hydroxy-N,N-dimethyltryptamine)
• Baeocystin (4-phosphoryloxy-N-methyltryptamine)
• Norbaeocystin (4-phosphoryloxytryptamine)

Ưu điểm của các hệ thống chiết xuất bằng siêu âm

Các ưu điểm của chiết xuất bằng siêu âm là hiệu suất thu hồi cao đối với các hợp chất thức thần (tức là psilocybin, psilocin, baeocystin, norbaeocystin), khả năng tự do lựa chọn dung môi (ví dụ: nước, ethanol, hỗn hợp nước–cồn, v.v.), cũng như vận hành đơn giản và an toàn. Nhờ các lực cơ học mạnh của quá trình xử lý bằng siêu âm, các dung môi thân thiện với môi trường và có tính tác động nhẹ như nước, ethanol, v.v. thường đủ để đạt tốc độ chiết xuất và hiệu suất thu hồi vượt trội. Do đó, chiết xuất bằng siêu âm rút ngắn thời gian chiết xuất và cho phép giảm lượng dung môi sử dụng hoặc sử dụng các dung môi có tính tác động nhẹ hơn, ít khắc nghiệt hơn. Điều này có nghĩa là chiết xuất bằng siêu âm cho phép vừa đạt tốc độ chiết xuất cao hơn vừa thu được dịch chiết có chất lượng vượt trội (ví dụ: dịch chiết bằng nước lạnh). Vì nhiệt độ quá trình có thể được kiểm soát chính xác trong khi xử lý bằng siêu âm, nên tránh được sự phân hủy nhiệt của dịch chiết do nhiệt độ quá cao cũng như sự bay hơi của các chất.

Các thiết bị siêu âm tiên tiến để chiết xuất nấm

Danh mục sản phẩm của Hielscher Ultrasonics bao gồm đầy đủ các thiết bị chiết xuất bằng siêu âm hiệu năng cao từ quy mô nhỏ đến lớn. Các phụ kiện bổ sung cho phép dễ dàng lắp ráp cấu hình thiết bị chiết xuất bằng siêu âm phù hợp nhất với quy trình của bạn. Cấu hình xử lý siêu âm tối ưu phụ thuộc vào công suất xử lý dự kiến, thể tích, nguyên liệu, quy trình theo mẻ hoặc trên dòng và tiến độ. Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm, được đào tạo bài bản của chúng tôi sẽ đề xuất thiết bị chiết xuất bằng siêu âm phù hợp nhất và hỗ trợ bạn trong giai đoạn thiết lập quy trình chiết xuất nấm.
Hãy sử dụng các thiết bị siêu âm của bạn cho mọi loại hình chiết xuất thực vật, bao gồm dược liệu, alkaloid (ví dụ: nicotine, ayahuasca, mitragynine), hoặc các loại cồn thuốc spagyric.

Bạn có thể mua thiết bị xử lý siêu âm Hielscher với nhiều kích cỡ khác nhau và được cấu hình chính xác theo yêu cầu quy trình chiết xuất nấm của bạn. Từ xử lý nấm trong cốc thủy tinh nhỏ ở phòng thí nghiệm đến trộn huyền phù nấm theo dòng chảy liên tục ở quy mô công nghiệp, Hielscher Ultrasonics đều cung cấp thiết bị siêu âm phù hợp cho bạn! Hãy liên hệ với chúng tôi – chúng tôi sẵn lòng đề xuất cấu hình siêu âm lý tưởng cho bạn!
Bảng dưới đây cung cấp thông tin tham khảo về năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi:

Biên độ có thể kiểm soát chính xác để đạt kết quả tối ưu

Tất cả các thiết bị siêu âm Hielscher đều có thể được điều khiển chính xác và do đó là những thiết bị làm việc bền bỉ, đáng tin cậy trong sản xuất. Biên độ là một trong những thông số quy trình then chốt ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả chiết xuất các dưỡng chất thực vật có hoạt tính sinh học và các hợp chất gây ảo giác từ nguyên liệu thực vật bằng siêu âm. Nguyên liệu như nấm tươi mềm cần được xử lý siêu âm nhẹ hơn và cài đặt biên độ thấp hơn, trong khi nấm khô có thể cần được xử lý siêu âm ở biên độ cao hơn để giải phóng các thành phần nội bào. Tất cả các thiết bị siêu âm Hielscher đều cho phép cài đặt biên độ chính xác. Đầu phát siêu âm và bộ khuếch đại biên độ là những phụ kiện cho phép điều chỉnh biên độ trong phạm vi rộng hơn nữa. Các bộ xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher có thể tạo ra biên độ rất cao và cung cấp cường độ siêu âm cần thiết cho các ứng dụng có yêu cầu khắt khe. Có thể dễ dàng vận hành liên tục 24/7 ở biên độ lên đến 200µm.
Khả năng cài đặt biên độ chính xác và giám sát liên tục các thông số quy trình siêu âm thông qua phần mềm thông minh cho phép bạn sản xuất dịch chiết nấm trong những điều kiện siêu âm hiệu quả nhất. Xử lý siêu âm tối ưu để đạt kết quả chiết xuất tốt nhất!
Độ bền của thiết bị siêu âm Hielscher cho phép vận hành 24/7 ở chế độ làm việc nặng và trong các môi trường khắc nghiệt. Nhờ đó, thiết bị siêu âm Hielscher trở thành công cụ làm việc đáng tin cậy, đáp ứng các yêu cầu chiết xuất của bạn.

Thử nghiệm dễ dàng, không rủi ro

Các quy trình siêu âm có thể được mở rộng quy mô hoàn toàn theo quan hệ tuyến tính. Điều này có nghĩa là mọi kết quả bạn đạt được khi sử dụng thiết bị siêu âm trong phòng thí nghiệm hoặc loại để bàn đều có thể được mở rộng quy mô để đạt chính xác cùng kết quả đầu ra khi sử dụng chính xác cùng các thông số quy trình. Nhờ đó, xử lý siêu âm trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc thử nghiệm tính khả thi không rủi ro, tối ưu hóa quy trình và triển khai tiếp theo vào sản xuất thương mại. Hãy liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu cách xử lý siêu âm có thể tăng hiệu suất thu hồi và chất lượng dịch chiết nấm của bạn.

Chất lượng cao nhất – Được thiết kế và sản xuất tại Đức

Là doanh nghiệp do gia đình sở hữu và điều hành, Hielscher ưu tiên các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho các bộ xử lý siêu âm của mình. Tất cả các thiết bị siêu âm đều được thiết kế, sản xuất và kiểm tra kỹ lưỡng tại trụ sở chính của chúng tôi ở Teltow gần Berlin, Đức. Độ bền và độ tin cậy của thiết bị siêu âm Hielscher giúp thiết bị trở thành công cụ làm việc bền bỉ trong hoạt động sản xuất của bạn. Vận hành 24/7 ở mức đầy tải và trong môi trường khắc nghiệt là đặc tính vốn có của các thiết bị siêu âm hiệu năng cao Hielscher.