Extrakce silymarinu z ostropestřce mariánského – nejúčinněji pomocí sonikace

Silymarin je standardizovaný extrakt ze semen ostropestřce mariánského a obsahuje především několik flavonolignanů, jako je silibin. Silymarin je dobře známý svými různými léčivými účinky, a proto se používá ve farmaceutických přípravcích a doplňcích stravy. Ultrazvuková extrakce byla prokázána jako nejúčinnější technika izolace flavonolignanů z ostropestřce mariánského. Ultrazvukové extraktory poskytují vysoké výtěžky vynikající kvality během krátké doby zpracování.

Ultrazvuková extrakce silymarinu ze semen ostropestřce mariánského

Silymarin je standardizovaný extrakt ze semen ostropestřce mariánského a obsahuje směs flavonolignanů přítomných v semenech rostliny ostropestřce mariánského (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Hlavními bioaktivními sloučeninami v této izomerní směsi polyfenolických flavonolignanů jsou polyfenoly taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A a isosilybin B.


 

Problém extrakce silymarinu:

Převážná část silymarinu v semenech Silybum marianum se nachází v buněčných stěnách, které jsou tvořeny převážně celulózou vytvářející pevnou matrici. Tuto pevnou buněčnou matrici je obtížné narušit. Konvenční extrakce rozpouštědly (např. ethanolem, methanolem nebo hexanem) nedokáže buněčné stěny zcela narušit, takže velké množství silymarinu zůstává uzavřeno v buněčné matrici a neuvolní se do rozpouštědla. To znamená, že kvůli neefektivním extrakčním technikám přichází nazmar velké množství cenných bioaktivních sloučenin.

Řešení pro účinnou extrakci silymarinu:

Ultrazvuková extrakce předčí jiné extrakční metody zejména vysokými výtěžky, krátkou dobou zpracování a netermickým zpracováním, tj. nízkou extrakční teplotou. Princip fungování sonikace je založen na akustické kavitaci. Akustická neboli ultrazvuková kavitace vytváří implozi bublin, intenzivní smykové síly, vysoké tlakové rozdíly a proudy kapaliny. Tyto čistě mechanické síly narušují i velmi pevné buněčné stěny a uvolňují uzavřené bioaktivní sloučeniny, jako je silymarin, do okolního rozpouštědla. Přečtěte si více o principu fungování ultrazvukové kavitace při extrakčních procesech!
Nízká extrakční teplota během ultrazvukové extrakce zabraňuje tepelné degradaci bioaktivních sloučenin, takže jejich účinnost zůstává plně zachována.

Protokol extrakce Silybum mariannum

Přibližně 500 g jemně práškovaných semen bylo extrahováno n-hexanem po dobu 15 min. K přímé sonikaci byla použita sonotroda s průměrem hrotu 20 mm (hrot sonotrody byl uvnitř extrakční nádoby umístěn 1 cm pod hladinou rozpouštědla). Extrakce byla provedena pomocí ultrazvukového procesoru UP400S (400 wattů, 24 kHz). Extrakce probíhala 15 min při pokojové teplotě (teplota byla monitorována termočlánkem uvnitř extrakční směsi a pomocí ledové chladicí lázně kolem extrakční nádoby byla udržována konstantní na 25°C ±5°C). Po extrakci byl extrakt odstředěn při 4000rpm.
(srov. Sherif et al., 2017)
Alternativně se jako rozpouštědlo výborně osvědčuje vodný ethanol. Experimenty potvrdily, že 70% ethanol jako rozpouštědlo poskytuje velmi vysoké výtěžnosti silymarinu.

HPLC chromatogramy semen Silybum marianum extrahovaných pomocí sonikátoru se sonotrodou v různých časových intervalech 15, 30 a 60min. Detekované sloučeniny: taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A a isosilybin B.
(grafy a studie: © Saleh et al., 2015)

Navazující enkapsulace: příprava silymarinového nanogelu pomocí ultrazvuku

Protokol přípravy gelu se silymarinem v nanostrukturovaných lipidových nosičích
Nanostrukturované lipidové nosiče (NLCs) s obsahem silymarinu byly připraveny metodou difuze rozpouštědla s následnou sonikací. Difuze rozpouštědla je nejúčinnější metodou přípravy nanočástic, protože vytváří malé částice s nízkou polydisperzitou, zatímco sonikace snižuje smykové napětí. Lipid Sefsol® 218 (0,5% w/w) a Geleol® (1,4% w/w) byly roztaveny a rozpuštěny ve 2ml ethanolu při 60ºC (organická fáze). V organické fázi byl rozpuštěn silymarin v množství přibližně 2% w/w binární lipidové směsi. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) a žlučová sůl (1,3% w/w) jako surfaktant, resp. kosurfaktant byly rozpuštěny v 19ml destilované vody zahřáté na 70ºC a za stálého míchání při 70ºC k ní byla přidána organická fáze, aby se odpařilo organické rozpouštědlo. Výsledná emulze byla sonikována 5 min pomocí sonikátoru se sonotrodou. Aby vznikla reologicky přijatelná formulace pro topickou aplikaci, byla disperze optimalizovaných lyofilizovaných silymarinových NLCs zapracována do gelu Carbopol. (srov. Iqbal et al., 2019)

Vysoce výkonné ultrazvukové procesory pro extrakci silymarinu

Extraktory Hielscher Ultrasonics jsou v oblasti extrakce z rostlin dobře zavedené bez ohledu na to, jaký rostlinný materiál nebo rozpouštědlo se používá. Výrobci extraktů – exkluzivní butikoví výrobci extraktů i velkovýrobci – najdou v širokém sortimentu zařízení Hielscher ideální ultrazvukové extrakční zařízení pro své výrobní požadavky. Vsádková i kontinuální průtoková procesní uspořádání jsou ihned k dispozici a mohou být odeslána ještě tentýž den.

Vysoce účinná extrakční zařízení

Ultrazvukové extraktory Hielscher účinně narušují rostlinné buňky, zvětšují povrch rostlinného materiálu pro pronikání rozpouštědla a zlepšují přenos hmoty, což vede k rychlému a úplnému uvolnění fytochemikálií (sekundárních metabolitů). Extraktory Hielscher jsou navrženy s ohledem na uživatelskou přívětivost, rychle se instalují a lze je bezpečně a intuitivně obsluhovat.

Automatický záznam dat

Aby byly splněny výrobní standardy pro potraviny, doplňky stravy a terapeutické produkty, musí být výrobní procesy podrobně monitorovány a zaznamenávány. Digitální ultrazvuková zařízení Hielscher Ultrasonics jsou vybavena automatickým záznamem dat. Díky této chytré funkci se všechny důležité procesní parametry, jako je ultrazvuková energie (celková a čistá energie), teplota, tlak a čas, automaticky ukládají na vestavěnou SD kartu, jakmile je zařízení zapnuto. Monitorování procesu a záznam dat jsou důležité pro průběžnou standardizaci procesu a kvalitu produktu. Díky přístupu k automaticky zaznamenaným procesním datům můžete revidovat předchozí sonikační cykly a vyhodnotit jejich výsledek.
Další uživatelsky přívětivou funkcí je vzdálené ovládání našich digitálních ultrazvukových systémů přes prohlížeč. Prostřednictvím vzdáleného ovládání přes prohlížeč můžete svůj ultrazvukový procesor spouštět, zastavovat, nastavovat a monitorovat na dálku odkudkoli.
Chcete se dozvědět více o výhodách ultrazvukové extrakce? Kontaktujte nás ještě dnes a proberte s námi svůj proces výroby rostlinných extraktů! Naši zkušení pracovníci Vám rádi poskytnou další informace o ultrazvukové extrakci, našich ultrazvukových systémech a cenách!

Splnění nejvyšších standardů kvality – navrženo a vyrobeno v Německu

Propracovaný hardware a chytrý software ultrazvukových přístrojů Hielscher jsou navrženy tak, aby zaručovaly spolehlivé výsledky ultrazvukové extrakce z Vaší rostlinné suroviny s reprodukovatelnými výsledky a uživatelsky přívětivým, bezpečným provozem. Robustnost, spolehlivost, nepřetržitý provoz 24/7 při plném zatížení a jednoduchá obsluha z pohledu pracovníka jsou dalšími faktory kvality, díky nimž jsou ultrazvukové přístroje Hielscher výhodnou volbou.
Extraktory Hielscher Ultrasonics se po celém světě používají při vysoce kvalitní extrakci fytochemikálií. Ultrazvukové extraktory Hielscher, které prokazatelně poskytují vysoce kvalitní rostlinné sloučeniny, nepoužívají pouze menší výrobci specializovaných a butikových extraktů, ale většinou se uplatňují v průmyslové výrobě široce komerčně dostupných extraktů, doplňků stravy a terapeutik. Díky robustnímu hardwaru a chytrému softwaru lze ultrazvukové procesory Hielscher snadno obsluhovat a monitorovat.
Certifikovaná kvalita: Společnost Hielscher Ultrasonics se sídlem v Teltow v Německu je rodinná firma řízená vlastníky. Společnost Hielscher Ultrasonics je držitelem certifikace ISO. Všechny standardní ultrazvukové přístroje Hielscher samozřejmě vyhovují požadavkům CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.

Následující tabulka uvádí orientační přibližnou zpracovatelskou kapacitu našich ultrazvukových přístrojů: