Extracción de silimarina del cardo mariano – Máxima eficiencia con la ultrasonicación

La silimarina es un extracto estandarizado de las semillas de cardo mariano y contiene principalmente varios flavonolignanos, como la silibina. La silimarina es conocida por sus diversos efectos medicinales y, por ello, se utiliza en productos farmacéuticos y suplementos. Se ha demostrado que la extracción ultrasónica es la técnica más eficaz para aislar los flavonolignanos del cardo mariano. Los extractores ultrasónicos proporcionan altos rendimientos y una calidad superior en poco tiempo de procesamiento.

Extracción ultrasónica de silimarina de las semillas de cardo mariano

La silimarina es un extracto estandarizado de las semillas de cardo mariano y contiene una mezcla de flavonolignanos presentes en las semillas de esta planta (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Los principales compuestos bioactivos de esta mezcla isomérica de flavonolignanos polifenólicos son los polifenoles taxifolina, silicristina, silidianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.


 

El reto de la extracción de silimarina:

La mayor parte de la silimarina de las semillas de Silybum marianum se encuentra en las paredes celulares, compuestas principalmente por celulosa que forma una matriz rígida. Esta matriz celular rígida es difícil de romper. La extracción convencional con disolventes (por ejemplo, etanol, metanol o hexano) no puede romper por completo las paredes celulares, por lo que una gran cantidad de silimarina permanece atrapada en la matriz celular y no se libera al disolvente. Esto significa que se desperdician grandes cantidades de valiosos compuestos bioactivos debido a técnicas de extracción ineficientes.

La solución para una extracción eficaz de silimarina:

La extracción ultrasónica supera a otros métodos de extracción, especialmente por sus altos rendimientos, su breve tiempo de procesamiento y su tratamiento no térmico, es decir, su baja temperatura de extracción. El principio de funcionamiento de la ultrasonicación se basa en la cavitación acústica. La cavitación acústica, también llamada cavitación ultrasónica, genera implosiones de burbujas, intensas fuerzas de cizallamiento, grandes diferencias de presión y chorros de líquido. Estas fuerzas puramente mecánicas rompen incluso paredes celulares muy rígidas y liberan los compuestos bioactivos atrapados, como la silimarina, al disolvente circundante. ¡Obtenga más información sobre el principio de funcionamiento de la cavitación ultrasónica en los procesos de extracción!
La baja temperatura de extracción durante la extracción ultrasónica evita la degradación térmica de los compuestos bioactivos, de modo que su actividad se conserva íntegramente.

Protocolo de extracción de Silybum mariannum

Se extrajeron aproximadamente 500 g de semillas finamente pulverizadas utilizando n-hexano durante 15 min. Para la sonicación directa se empleó una sonda ultrasónica con una punta de 20 mm de diámetro (la punta del sonotrodo se situó dentro del recipiente de extracción, a 1 cm por debajo del nivel del disolvente). La extracción se realizó con un procesador ultrasónico UP400S (400 vatios, 24 kHz). La extracción se llevó a cabo durante 15 min a temperatura ambiente (la temperatura se controló mediante un termopar situado dentro de la mezcla de extracción y se utilizó un baño de refrigeración con hielo alrededor del recipiente de extracción para mantenerla constante a 25 °C ±5 °C). Tras la extracción, el extracto se centrifugó a 4000rpm.
(cf. Sherif et al., 2017)
Como alternativa, el etanol acuoso funciona excelentemente como disolvente. Los experimentos confirmaron que el uso de etanol al 70% como disolvente proporciona recuperaciones de silimarina muy elevadas.

Cromatogramas HPLC de semillas de Silybum marianum extraídas mediante un ultrasonicador de sonda durante distintos intervalos de 15, 30 y 60 min. Compuestos detectados: taxifolina, silicristina, silidianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.
(gráficos y estudio: © Saleh et al., 2015)

Encapsulación posterior: preparación de nanogel de silimarina mediante ultrasonidos

Protocolo de preparación de un gel de vehículos lipídicos nanoestructurados con silimarina
Se prepararon vehículos lipídicos nanoestructurados (NLCs) cargados con silimarina mediante difusión del disolvente seguida de ultrasonicación. La difusión del disolvente es el método más eficaz para preparar las nanopartículas, ya que produce partículas pequeñas con baja polidispersidad, mientras que la ultrasonicación reduce el esfuerzo de cizallamiento. Los lípidos Sefsol® 218 (0,5% w/w) y Geleol® (1,4% w/w) se fundieron y se disolvieron en 2 ml de etanol a 60ºC (fase orgánica). Se disolvió en la fase orgánica una cantidad de silimarina equivalente a aproximadamente el 2% w/w de la mezcla lipídica binaria. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) y una sal biliar (1,3% w/w), como tensioactivo y cotensioactivo, respectivamente, se disolvieron en 19 ml de agua destilada calentada a 70ºC, y se añadió la fase orgánica con agitación constante a 70ºC para evaporar el disolvente orgánico. La emulsión resultante se sonicó durante 5 min mediante un ultrasonicador de sonda. Para obtener una formulación reológicamente aceptable para la aplicación tópica, la dispersión de los NLCs de silimarina optimizados y liofilizados se incorporó a un gel de Carbopol. (cf. Iqbal et al., 2019)

Procesadores ultrasónicos de alto rendimiento para la extracción de silimarina

Los extractores de Hielscher Ultrasonics están ampliamente consolidados en el ámbito de la extracción botánica, independientemente del material vegetal o del disolvente utilizado. Los productores de extractos – tanto los fabricantes de extractos exclusivos como los productores a gran escala – encuentran en la amplia gama de equipos de Hielscher el equipo de extracción ultrasónica ideal para sus requisitos de producción. Los montajes para procesos por lotes y para procesos continuos en línea están disponibles de inmediato y pueden enviarse el mismo día.

Equipos de extracción de alta eficiencia

Los extractores ultrasónicos de Hielscher rompen eficazmente las células vegetales, aumentan la superficie del material vegetal para facilitar la penetración del disolvente y mejoran la transferencia de masa, lo que permite una liberación rápida y completa de los compuestos fitoquímicos (metabolitos secundarios). Diseñados para facilitar su uso, los extractores de Hielscher se instalan rápidamente y pueden utilizarse de forma segura e intuitiva.

Registro automático de datos

Para cumplir las normas de producción de alimentos, suplementos nutricionales y productos terapéuticos, los procesos de producción deben supervisarse y registrarse detalladamente. Los equipos ultrasónicos digitales de Hielscher Ultrasonics incorporan un registro automático de datos. Gracias a esta función inteligente, todos los parámetros importantes del proceso, como la energía ultrasónica (energía total y neta), la temperatura, la presión y el tiempo, se almacenan automáticamente en una tarjeta SD integrada en cuanto se enciende el equipo. La supervisión del proceso y el registro de datos son importantes para la estandarización continua del proceso y la calidad del producto. Al acceder a los datos del proceso registrados automáticamente, puede revisar las operaciones de sonicación anteriores y evaluar sus resultados.
Otra función que facilita el uso es el control remoto mediante navegador de nuestros sistemas ultrasónicos digitales. Mediante el control remoto por navegador, puede iniciar, detener, ajustar y supervisar su procesador ultrasónico a distancia desde cualquier lugar.
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Cumplimiento de los más altos estándares de calidad – Diseño y fabricación en Alemania

El sofisticado hardware y el software inteligente de los ultrasonicadores de Hielscher están diseñados para garantizar resultados fiables y reproducibles de extracción ultrasónica a partir de sus materias primas botánicas, con un funcionamiento seguro y sencillo. La robustez, la fiabilidad, el funcionamiento 24/7 a plena carga y la facilidad de manejo para el operario son otros factores de calidad que hacen de los ultrasonicadores de Hielscher una opción preferente.
Los extractores de Hielscher Ultrasonics se utilizan en todo el mundo para la extracción de compuestos fitoquímicos de alta calidad. Su capacidad demostrada para obtener compuestos botánicos de alta calidad hace que los extractores ultrasónicos de Hielscher se utilicen tanto por pequeños fabricantes artesanales de extractos especializados y exclusivos como, principalmente, en la producción industrial de extractos ampliamente comercializados, suplementos nutricionales y productos terapéuticos. Gracias a su robusto hardware y su software inteligente, los procesadores ultrasónicos de Hielscher son fáciles de manejar y supervisar.
Calidad certificada: Hielscher Ultrasonics, con sede en Teltow, Alemania, es una empresa familiar gestionada por sus propietarios. Hielscher Ultrasonics cuenta con certificación ISO. Por supuesto, todos los ultrasonicadores estándar de Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.

La tabla siguiente ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros ultrasonicadores: