Εκχύλιση σιλυμαρίνης από γαϊδουράγκαθο – Μέγιστη αποδοτικότητα με κατεργασία με υπερήχους

Η σιλυμαρίνη είναι ένα τυποποιημένο εκχύλισμα από σπόρους γαϊδουράγκαθου και περιέχει κυρίως διάφορες φλαβονολιγνάνες, όπως η σιλυβίνη. Η σιλυμαρίνη είναι γνωστή για διάφορες φαρμακευτικές δράσεις και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται σε φαρμακευτικά σκευάσματα και συμπληρώματα. Η εκχύλιση με υπερήχους έχει αποδειχθεί ότι είναι η αποτελεσματικότερη τεχνική για την απομόνωση φλαβονολιγνανών από το γαϊδουράγκαθο. Οι εκχυλιστές υπερήχων προσφέρουν υψηλές αποδόσεις εκχυλισμάτων ανώτερης ποιότητας σε σύντομο χρόνο επεξεργασίας.

Εκχύλιση σιλυμαρίνης από σπόρους γαϊδουράγκαθου με υπερήχους

Η σιλυμαρίνη είναι ένα τυποποιημένο εκχύλισμα των σπόρων γαϊδουράγκαθου και περιέχει ένα μείγμα φλαβονολιγνανών που απαντούν στους σπόρους του φυτού γαϊδουράγκαθου (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Οι κύριες βιοδραστικές ενώσεις σε αυτό το ισομερικό μείγμα πολυφαινολικών φλαβονολιγνανών είναι οι πολυφαινόλες ταξιφολίνη, σιλυχριστίνη, σιλυδιανίνη, σιλυβίνη A, σιλυβίνη B, ισοσιλυβίνη A και ισοσιλυβίνη B.


 

Η πρόκληση της εκχύλισης σιλυμαρίνης:

Το μεγαλύτερο μέρος της σιλυμαρίνης στους σπόρους του Silybum marianum βρίσκεται στα κυτταρικά τοιχώματα, τα οποία αποτελούνται κυρίως από κυτταρίνη που σχηματίζει μια άκαμπτη μήτρα. Αυτή η άκαμπτη κυτταρική μήτρα διασπάται δύσκολα. Η συμβατική εκχύλιση με διαλύτη (π.χ. με χρήση αιθανόλης, μεθανόλης ή εξανίου) δεν μπορεί να διασπάσει πλήρως τα κυτταρικά τοιχώματα, με αποτέλεσμα μεγάλη ποσότητα σιλυμαρίνης να παραμένει εγκλωβισμένη στην κυτταρική μήτρα και να μην απελευθερώνεται στον διαλύτη. Αυτό σημαίνει ότι μεγάλες ποσότητες πολύτιμων βιοδραστικών ενώσεων χάνονται εξαιτίας μη αποδοτικών τεχνικών εκχύλισης.

Η λύση για αποτελεσματική εκχύλιση σιλυμαρίνης:

Η εκχύλιση με υπερήχους υπερέχει έναντι άλλων μεθόδων εκχύλισης, ιδίως ως προς τις υψηλές αποδόσεις, τη σύντομη διάρκεια επεξεργασίας και τη μη θερμική κατεργασία, δηλαδή τη χαμηλή θερμοκρασία εκχύλισης. Η αρχή λειτουργίας της κατεργασίας με υπερήχους βασίζεται στην ακουστική σπηλαίωση. Η ακουστική σπηλαίωση, γνωστή και ως σπηλαίωση υπερήχων, δημιουργεί καταρρεύσεις φυσαλίδων, έντονες δυνάμεις διάτμησης, μεγάλες διαφορές πίεσης και πίδακες υγρού. Αυτές οι αμιγώς μηχανικές δυνάμεις διαρρηγνύουν ακόμη και πολύ άκαμπτα κυτταρικά τοιχώματα και απελευθερώνουν εγκλωβισμένες βιοδραστικές ενώσεις, όπως η σιλυμαρίνη, στον περιβάλλοντα διαλύτη. Διαβάστε περισσότερα για την αρχή λειτουργίας της σπηλαίωσης υπερήχων στις διεργασίες εκχύλισης!
Η χαμηλή θερμοκρασία εκχύλισης κατά την εκχύλιση με υπερήχους αποτρέπει τη θερμική αποδόμηση των βιοδραστικών ενώσεων, ώστε η δραστικότητά τους να διατηρείται πλήρως.

Πρωτόκολλο εκχύλισης του Silybum mariannum

Περίπου 500 g σπόρων αλεσμένων σε λεπτή σκόνη υποβλήθηκαν σε εκχύλιση με n-εξάνιο για 15 min. Χρησιμοποιήθηκε καθετήρας υπερήχων με διάμετρο άκρου 20 mm για άμεση κατεργασία με υπερήχους (το άκρο του ηχοτροδίου μέσα στο δοχείο εκχύλισης βρισκόταν 1 cm κάτω από τη στάθμη του διαλύτη). Η εκχύλιση πραγματοποιήθηκε με επεξεργαστή υπερήχων UP400S (400 watts, 24 kHz). Η εκχύλιση πραγματοποιήθηκε για 15 min σε θερμοκρασία δωματίου (η θερμοκρασία παρακολουθούνταν με θερμοζεύγος μέσα στο μείγμα εκχύλισης, ενώ χρησιμοποιούνταν λουτρό ψύξης με πάγο γύρω από το δοχείο εκχύλισης για να διατηρείται η θερμοκρασία σταθερή στους 25°C ±5°C). Μετά την εκχύλιση, το εκχύλισμα φυγοκεντρήθηκε στις 4000rpm.
(πρβλ. Sherif et al., 2017)
Εναλλακτικά, η υδατική αιθανόλη λειτουργεί εξαιρετικά ως διαλύτης. Τα πειράματα επιβεβαίωσαν ότι η αιθανόλη 70% ως διαλύτης παρέχει πολύ υψηλές ανακτήσεις σιλυμαρίνης.

Χρωματογραφήματα HPLC σπόρων Silybum marianum που υποβλήθηκαν σε εκχύλιση με συσκευή υπερήχων τύπου καθετήρα για διαφορετικά χρονικά διαστήματα των 15, 30 και 60min. Ενώσεις που ανιχνεύθηκαν: ταξιφολίνη, σιλυχριστίνη, σιλυδιανίνη, σιλυβίνη A, σιλυβίνη B, ισοσιλυβίνη A και ισοσιλυβίνη B.
(γραφήματα και μελέτη: © Saleh et al., 2015)

Ενθυλάκωση σε επόμενο στάδιο: Παρασκευή νανογέλης σιλυμαρίνης με υπερήχους

Πρωτόκολλο παρασκευής γέλης νανοδομημένων λιπιδικών φορέων σιλυμαρίνης
Νανοδομημένοι λιπιδικοί φορείς (NLCs) φορτωμένοι με σιλυμαρίνη παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο διάχυσης διαλύτη, ακολουθούμενη από κατεργασία με υπερήχους. Η διάχυση διαλύτη είναι η αποτελεσματικότερη μέθοδος για την παρασκευή των νανοσωματιδίων, καθώς παράγει σωματίδια μικρού μεγέθους με χαμηλή πολυδιασπορά, ενώ η κατεργασία με υπερήχους μειώνει τη διατμητική τάση. Τα λιπίδια Sefsol® 218 (0,5% w/w) και Geleol® (1,4% w/w) τήχθηκαν και διαλύθηκαν σε 2ml αιθανόλης στους 60ºC (οργανική φάση). Σιλυμαρίνη σε ποσότητα περίπου 2% w/w του δυαδικού μείγματος λιπιδίων διαλύθηκε στην οργανική φάση. Το Cremophor® RH40 (2,7% w/w) και ένα χολικό άλας (1,3% w/w), ως επιφανειοδραστικό και συνεπιφανειοδραστικό αντίστοιχα, διαλύθηκαν σε 19ml απεσταγμένου νερού που θερμάνθηκε στους 70ºC και η οργανική φάση προστέθηκε σε αυτό υπό συνεχή ανάδευση στους 70ºC, ώστε να εξατμιστεί ο οργανικός διαλύτης. Το προκύπτον γαλάκτωμα υποβλήθηκε σε κατεργασία με υπερήχους για 5 min με τη χρήση συσκευής υπερήχων τύπου καθετήρα. Για να παρασκευαστεί ένα ρεολογικά αποδεκτό σκεύασμα για τοπική εφαρμογή, η διασπορά των βελτιστοποιημένων, λυοφιλιωμένων NLCs σιλυμαρίνης ενσωματώθηκε σε γέλη Carbopol. (βλ. Iqbal et al., 2019)

Επεξεργαστές υπερήχων υψηλών επιδόσεων για την εκχύλιση σιλυμαρίνης

Οι εκχυλιστές της Hielscher Ultrasonics είναι καθιερωμένοι στον τομέα της εκχύλισης φυτικών υλών, ανεξάρτητα από τις φυτικές ύλες ή τον διαλύτη που χρησιμοποιείται. Οι παραγωγοί εκχυλισμάτων – τόσο οι εξειδικευμένοι βιοτεχνικοί παραγωγοί αποκλειστικών εκχυλισμάτων όσο και οι παραγωγοί μαζικής παραγωγής μεγάλης κλίμακας – βρίσκουν στην ευρεία γκάμα εξοπλισμού της Hielscher τον ιδανικό εξοπλισμό εκχύλισης με υπερήχους για τις απαιτήσεις της παραγωγής τους. Διατάξεις επεξεργασίας τόσο κατά παρτίδες όσο και συνεχούς επεξεργασίας εντός γραμμής είναι άμεσα διαθέσιμες και μπορούν να αποσταλούν την ίδια ημέρα.

Εξοπλισμός εκχύλισης υψηλής απόδοσης

Οι εκχυλιστές υπερήχων της Hielscher διαρρηγνύουν αποτελεσματικά τα φυτικά κύτταρα, αυξάνουν την επιφάνεια της φυτικής ύλης για τη διείσδυση του διαλύτη και βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας, με αποτέλεσμα την ταχεία και πλήρη απελευθέρωση φυτοχημικών ενώσεων (δευτερογενών μεταβολιτών). Σχεδιασμένοι με γνώμονα την ευχρηστία, οι εκχυλιστές της Hielscher εγκαθίστανται γρήγορα και ο χειρισμός τους μπορεί να γίνεται με ασφάλεια και με διαισθητικό τρόπο.

Αυτόματη καταγραφή δεδομένων

Για να πληρούνται τα πρότυπα παραγωγής τροφίμων, συμπληρωμάτων διατροφής και θεραπευτικών προϊόντων, οι διαδικασίες παραγωγής πρέπει να παρακολουθούνται και να καταγράφονται λεπτομερώς. Οι ψηφιακές συσκευές υπερήχων της Hielscher Ultrasonics διαθέτουν αυτόματη καταγραφή δεδομένων. Χάρη σε αυτή την έξυπνη λειτουργία, όλες οι σημαντικές παράμετροι της διεργασίας, όπως η ενέργεια υπερήχων (συνολική και καθαρή ενέργεια), η θερμοκρασία, η πίεση και ο χρόνος, αποθηκεύονται αυτόματα σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD μόλις ενεργοποιηθεί η συσκευή. Η παρακολούθηση της διεργασίας και η καταγραφή δεδομένων είναι σημαντικές για τη συνεχή τυποποίηση της διεργασίας και την ποιότητα του προϊόντος. Αποκτώντας πρόσβαση στα αυτόματα καταγεγραμμένα δεδομένα της διεργασίας, μπορείτε να επανεξετάσετε προηγούμενους κύκλους κατεργασίας με υπερήχους και να αξιολογήσετε το αποτέλεσμα.
Μια ακόμη εύχρηστη λειτουργία είναι ο απομακρυσμένος έλεγχος των ψηφιακών συστημάτων υπερήχων μας μέσω προγράμματος περιήγησης. Μέσω του απομακρυσμένου ελέγχου από πρόγραμμα περιήγησης, μπορείτε να εκκινείτε, να σταματάτε, να ρυθμίζετε και να παρακολουθείτε τον επεξεργαστή υπερήχων σας εξ αποστάσεως από οπουδήποτε.
Θέλετε να μάθετε περισσότερα για τα πλεονεκτήματα της εκχύλισης με υπερήχους; Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα για να συζητήσουμε τη διαδικασία παραγωγής των φυτικών εκχυλισμάτων σας! Το ιδιαίτερα έμπειρο προσωπικό μας θα χαρεί να σας δώσει περισσότερες πληροφορίες για την εκχύλιση με υπερήχους, τα συστήματα υπερήχων μας και τις τιμές!

Πλήρωση των υψηλότερων προτύπων ποιότητας – Σχεδιασμός και κατασκευή στη Γερμανία

Το εξελιγμένο υλικό και το έξυπνο λογισμικό των συσκευών υπερήχων Hielscher έχουν σχεδιαστεί ώστε να εγγυώνται αξιόπιστα αποτελέσματα εκχύλισης με υπερήχους από τη φυτική πρώτη ύλη σας, με αναπαραγώγιμα αποτελέσματα και ασφαλή λειτουργία, φιλική προς τον χρήστη. Η ανθεκτικότητα, η αξιοπιστία, η λειτουργία 24/7 υπό πλήρες φορτίο και η απλότητα χειρισμού από την πλευρά του εργαζομένου αποτελούν επιπλέον παράγοντες ποιότητας που καθιστούν τις συσκευές υπερήχων Hielscher προτιμητέες.
Οι εκχυλιστές της Hielscher Ultrasonics χρησιμοποιούνται παγκοσμίως για την εκχύλιση φυτοχημικών ουσιών υψηλής ποιότητας. Με αποδεδειγμένη ικανότητα παραγωγής φυτικών ενώσεων υψηλής ποιότητας, οι εκχυλιστές υπερήχων Hielscher χρησιμοποιούνται όχι μόνο από μικρότερους παρασκευαστές ειδικών εκχυλισμάτων και εκχυλισμάτων περιορισμένης παραγωγής, αλλά κυρίως στη βιομηχανική παραγωγή εκχυλισμάτων ευρείας εμπορικής διάθεσης, συμπληρωμάτων διατροφής και θεραπευτικών σκευασμάτων. Χάρη στο ανθεκτικό υλικό και το έξυπνο λογισμικό τους, οι επεξεργαστές υπερήχων Hielscher μπορούν να λειτουργούν και να παρακολουθούνται εύκολα.
Πιστοποιημένη ποιότητα: Η Hielscher Ultrasonics στο Teltow της Γερμανίας είναι μια οικογενειακή επιχείρηση που διοικείται από τους ιδιοκτήτες της. Η Hielscher Ultrasonics είναι πιστοποιημένη κατά ISO. Φυσικά, όλες οι τυπικές συσκευές υπερήχων Hielscher συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις CE και πληρούν τις απαιτήσεις UL, CSA και RoHs.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας: