Extracción de silimarina del cardo mariano – Más eficaz con ultrasonidos

La silimarina es un extracto estandarizado de semillas de cardo mariano que contiene principalmente varios flavonolignanos, como la silibina. La silimarina es bien 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 de calidad superior en un tiempo de procesamiento corto.

Extracción ultrasónica de la silimarina de las semillas de cardo mariano

La silimarina es un extracto estandarizado de las semillas del cardo mariano y contiene una mezcla de flavonolignanos presentes en las semillas de la planta del cardo mariano (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 cantidad de silimarina en las semillas de Silybum marianum está presente en las paredes celulares, compuestas principalmente de 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 completamente las paredes celulares, por lo que una gran cantidad de silimarina permanece atrapada en la matriz celular y no se libera en el disolvente. Esto significa que se desperdician grandes cantidades de valiosos compuestos bioactivos debido a técnicas de extracción ineficaces.

La solución para una extracción eficaz de silimarina:

La extracción por ultrasonidos destaca sobre otros métodos de extracción, especialmente por su alto rendimiento, su corta duración 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 conocida como ultrasónica, crea implosiones de burbujas, intensas fuerzas de cizallamiento, elevados diferenciales 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, en el disolvente circundante. Más información sobre el principio de funcionamiento de la cavitación ultrasónica en los procesos de extracción.
La baja temperatura de extracción durante la extracción por ultrasonidos evita la degradación térmica de los compuestos bioactivos, de modo que se mantiene plenamente su potencia.

Protocolo de extracción de Silybum mariannum

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

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

Encapsulación descendente: Preparación de nanogel de silimarina con ultrasonidos

Protocolo para la preparación de gel portador de lípidos nanoestructurados con silimarina
Se prepararon portadores lipídicos nanoestructurados (NLC) cargados de silimarina mediante difusión con disolvente seguida de ultrasonidos. La difusión de disolventes es el método más eficaz para la preparación de las nanopartículas, ya que produce partículas de pequeño tamaño con baja polidispersidad, mientras que la ultrasonicación reduce la tensión de cizallamiento. Los lípidos Sefsol® 218 (0,5% p/p) y Geleol® (1,4% p/p) se fundieron y disolvieron en 2 ml de etanol a 60ºC (fase orgánica). En la fase orgánica se disolvió silimarina aproximadamente al 2% p/p de la mezcla binaria de lípidos. Cremophor® RH40 (2,7% p/p) y sal biliar (1,3% p/p) como tensioactivo y co-surfactante, respectivamente, se disolvieron en 19ml 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 utilizando un ultrasonicador tipo sonda. Con el fin de hacer una formulación reológicamente aceptable para la aplicación tópica, la dispersión de NLCs de silimarina liofilizada optimizada se incorporó en gel de Carbopol. (cf. Iqbal et al., 2019)

Procesadores ultrasónicos de alto rendimiento para la extracción de silimarina

Los extractores Hielscher Ultrasonics están bien establecidos en el campo de la extracción botánica, independientemente de los materiales vegetales o del disolvente que se utilice. Productores de extractos – tanto fabricantes de extractos exclusivos como grandes productores en masa – encuentran en la amplia gama de equipos de Hielscher el equipo de extracción por ultrasonidos ideal para sus necesidades de producción. Las configuraciones de proceso en línea, tanto por lotes como continuas, están disponibles y pueden enviarse el mismo día.

Equipos de extracción de alta eficacia

Los extractores ultrasónicos de Hielscher rompen eficazmente las células vegetales, aumentan la superficie del material vegetal para la penetración de disolventes, así como una mejor transferencia de masa, lo que resulta en la liberación rápida y completa de fitoquímicos (metabolitos secundarios). Diseñados pensando en la facilidad de uso, los extractores Hielscher se instalan rápidamente y pueden manejarse de forma segura e intuitiva.

Protocolling 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 dispositivos ultrasónicos digitales de Hielscher Ultrasonics disponen de protocolización automática 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 dispositivo. 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 los procesos de sonicación anteriores y evaluar el resultado.
Otra función de fácil manejo es el control remoto por 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 las normas de calidad más exigentes – Diseñado & Fabricado en Alemania

El sofisticado hardware y el software inteligente de los ultrasonidos Hielscher están diseñados para garantizar resultados fiables de extracción por ultrasonidos de su materia prima botánica con resultados reproducibles y un funcionamiento seguro y fácil de usar. La robustez, la fiabilidad, el funcionamiento 24/7 a plena carga y el manejo sencillo desde el punto de vista del trabajador son otros factores de calidad que favorecen a los ultrasonidos de Hielscher.
Los extractores ultrasónicos de Hielscher se utilizan en todo el mundo para la extracción de fitoquímicos de alta calidad. Probados para producir compuestos botánicos de alta calidad, los extractores ultrasónicos de Hielscher no sólo son utilizados por pequeños artesanos de extractos especiales y boutique, sino sobre todo en la producción industrial de extractos, suplementos nutricionales y terapéuticos ampliamente disponibles en el mercado. Gracias a su hardware robusto y a su software inteligente, los procesadores por ultrasonidos de Hielscher pueden manejarse y supervisarse fácilmente.
Calidad certificada: Hielscher Ultrasonics en Teltow, Alemania, es una empresa familiar dirigida por sus propietarios. Hielscher Ultrasonics cuenta con la certificación ISO. Por supuesto, todos los ultrasonidos estándar de Hielscher son conformes a la CE y cumplen los requisitos de UL, CSA y RoHs.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: