Ekstraktion af silymarin fra marietidsel – mest effektiv med sonikering

Silymarin er et standardiseret ekstrakt fra marietidselfrø og indeholder hovedsageligt flere flavonolignaner såsom silibin. Silymarin er velkendt for forskellige medicinske virkninger og anvendes derfor i lægemidler og kosttilskud. Ultralydsekstraktion har vist sig at være den mest effektive teknik til at isolere flavonolignaner fra marietidsel. Ultralydsekstraktorer giver høje udbytter af overlegen kvalitet inden for en kort behandlingstid.

Ultralydsekstraktion af silymarin fra marietidselfrø

Silymarin er et standardiseret ekstrakt af marietidselfrø og indeholder en blanding af flavonolignaner, der findes i frøene fra marietidselplanten (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). De vigtigste bioaktive forbindelser i denne isomere blanding af polyfenoliske flavonolignaner er polyfenolerne taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A og isosilybin B.


 

Udfordringen ved ekstraktion af silymarin:

Størstedelen af silymarinet i Silybum marianum-frø findes i cellevæggene, som hovedsageligt består af cellulose, der danner en stiv matrix. Denne stive cellematrix er svær at nedbryde. Konventionel opløsningsmiddelekstraktion (f.eks. med ethanol, methanol eller hexan) kan ikke nedbryde cellevæggene fuldstændigt, så en stor mængde silymarin forbliver indespærret i cellematrixen og ikke frigives til opløsningsmidlet. Det betyder, at store mængder værdifulde bioaktive forbindelser går til spilde på grund af ineffektive ekstraktionsteknikker.

Løsningen til effektiv ekstraktion af silymarin:

Ultralydsekstraktion overgår andre ekstraktionsmetoder især med hensyn til høje udbytter, kort behandlingstid og sin ikke-termiske behandling, dvs. lav ekstraktionstemperatur. Virkemåden for sonikering er baseret på akustisk kavitation. Akustisk kavitation, også kaldet ultralydskavitation, skaber bobleimplosioner, intense forskydningskræfter, høje trykforskelle og væskestråler. Disse rent mekaniske kræfter nedbryder selv meget stive cellevægge og frigiver indespærrede bioaktive forbindelser såsom silymarin til det omgivende opløsningsmiddel. Læs mere om virkemåden for ultralydskavitation i ekstraktionsprocesser!
Den lave ekstraktionstemperatur under ultralydsekstraktion forhindrer termisk nedbrydning af bioaktive forbindelser, så deres virkning bevares fuldt ud.

Protokol til ekstraktion af Silybum mariannum

Ca. 500 g fint pulveriserede frø blev ekstraheret med n-hexan i 15 min. En ultralydssonde med en spidsdiameter på 20 mm blev anvendt til direkte sonikering (sonotrodespidsen var placeret 1 cm under opløsningsmidlets overflade inde i ekstraktionsbeholderen). Ekstraktionen blev udført med en ultralydsprocessor UP400S (400 watt, 24 kHz). Ekstraktionen blev udført i 15 min ved stuetemperatur (temperaturen blev overvåget med et termoelement inde i ekstraktionsblandingen, mens et iskølebad omkring ekstraktionsbeholderen blev anvendt til at holde temperaturen konstant på 25°C ±5°C). Efter ekstraktionen blev ekstraktet centrifugeret ved 4000rpm.
(jf. Sherif et al., 2017)
Alternativt fungerer vandig ethanol fremragende som opløsningsmiddel. Forsøg bekræftede, at 70% ethanol som opløsningsmiddel giver meget høje genvindingsgrader for silymarin.

HPLC-kromatogrammer af Silybum marianum-frø ekstraheret med et ultralydsapparat med sonde ved forskellige tidsintervaller på 15, 30 og 60min. Påviste forbindelser: taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A og isosilybin B.
(grafer og undersøgelse: © Saleh et al., 2015)

Efterfølgende indkapsling: Fremstilling af silymarin-nanogel med ultralyd

Protokol til fremstilling af gel med silymarin i nanostrukturerede lipidbærere
Nanostrukturerede lipidbærere (NLC’er) med silymarin blev fremstillet ved hjælp af opløsningsmiddeldiffusion efterfulgt af sonikering. Opløsningsmiddeldiffusion er den mest effektive metode til fremstilling af nanopartiklerne, da den giver en lille partikelstørrelse med lav polydispersitet, mens sonikering reducerer forskydningsspændingen. Lipiderne Sefsol® 218 (0,5% w/w) og Geleol® (1,4% w/w) blev smeltet og opløst i 2ml ethanol ved 60ºC (organisk fase). Silymarin svarende til ca. 2% w/w af den binære lipidblanding blev opløst i den organiske fase. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) og galdesalt (1,3% w/w) som henholdsvis overfladeaktivt stof og co-overfladeaktivt stof blev opløst i 19ml destilleret vand opvarmet til 70ºC, og den organiske fase blev tilsat hertil under konstant omrøring ved 70ºC for at fordampe det organiske opløsningsmiddel. Den resulterende emulsion blev sonikeret i 5 min med et ultralydsapparat med sonde. For at fremstille en reologisk acceptabel formulering til topisk anvendelse blev dispersionen af optimerede frysetørrede silymarin-NLC’er indarbejdet i Carbopol-gel. (jf. Iqbal et al., 2019)

Højtydende ultralydsprocessorer til ekstraktion af silymarin

Ekstraktorer fra Hielscher Ultrasonics er veletablerede inden for botanisk ekstraktion, uanset hvilke plantematerialer eller hvilket opløsningsmiddel der anvendes. Ekstraktproducenter – både eksklusive producenter af nicheekstrakter og masseproducenter i stor skala – finder i Hielschers brede udvalg af udstyr det ideelle ultralydsekstraktionsudstyr til deres produktionskrav. Opstillinger til både batchprocesser og kontinuerlige inlineprocesser er umiddelbart tilgængelige og kan afsendes samme dag.

Højeffektivt ekstraktionsudstyr

Hielschers ultralydsekstraktorer nedbryder effektivt planteceller, øger plantematerialets overfladeareal, så opløsningsmidlet kan trænge ind, og forbedrer masseoverførslen, hvilket resulterer i hurtig og fuldstændig frigivelse af fytokemikalier (sekundære metabolitter). Hielschers ekstraktorer er designet med fokus på brugervenlighed, installeres hurtigt og kan betjenes sikkert og intuitivt.

Automatisk datalogning

For at opfylde produktionsstandarderne for fødevarer, kosttilskud og terapeutiske produkter skal produktionsprocesserne overvåges og registreres detaljeret. Digitale ultralydsapparater fra Hielscher Ultrasonics har automatisk datalogning. Takket være denne intelligente funktion gemmes alle vigtige procesparametre såsom ultralydsenergi (samlet energi og nettoenergi), temperatur, tryk og tid automatisk på et indbygget SD-kort, så snart apparatet tændes. Procesovervågning og dataregistrering er vigtige for løbende processtandardisering og produktkvalitet. Ved at tilgå de automatisk registrerede procesdata kan du gennemgå tidligere sonikeringer og evaluere resultatet.
En anden brugervenlig funktion er fjernstyring af vores digitale ultralydssystemer via browser. Via fjernstyring i browseren kan du starte, stoppe, justere og overvåge din ultralydsprocessor på afstand, uanset hvor du befinder dig.
Vil du vide mere om fordelene ved ultralydsekstraktion? Kontakt os nu for at drøfte din fremstillingsproces for botaniske ekstrakter! Vores erfarne medarbejdere deler gerne mere information om ultralydsekstraktion, vores ultralydssystemer og priser!

Opfylder de højeste kvalitetsstandarder – designet og fremstillet i Tyskland

Den avancerede hardware og intelligente software i Hielschers ultralydsapparater er designet til at garantere pålidelige resultater af ultralydsekstraktion fra dit botaniske råmateriale med reproducerbare resultater og brugervenlig, sikker betjening. Robusthed, pålidelighed, drift døgnet rundt (24/7) under fuld belastning og enkel betjening set fra operatørens perspektiv er yderligere kvalitetsfaktorer, der gør Hielschers ultralydsapparater attraktive.
Ekstraktorer fra Hielscher Ultrasonics anvendes verden over til ekstraktion af fytokemikalier af høj kvalitet. Hielschers ultralydsekstraktorer har vist sig at give botaniske forbindelser af høj kvalitet og anvendes ikke kun af mindre producenter af special- og nicheekstrakter, men især i industriel produktion af bredt kommercielt tilgængelige ekstrakter, kosttilskud og terapeutiske produkter. Takket være deres robuste hardware og intelligente software kan Hielschers ultralydsprocessorer nemt betjenes og overvåges.
Certificeret kvalitet: Hielscher Ultrasonics i Teltow, Tyskland, er en ejerledet familievirksomhed. Hielscher Ultrasonics er ISO-certificeret. Alle Hielschers standardultralydsapparater er naturligvis CE-kompatible og opfylder kravene fra UL, CSA og RoHs.

Tabellen nedenfor giver dig et indtryk af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet: