Extracción de silimarina del cardo mariano – Más eficaz con la ultrasonicación

La silimarina se determina como un grupo de flavonolignanos presentes en la planta del cardo mariano. 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 corto tiempo de procesamiento.

Extracción por ultrasonidos de la silimarina de las semillas de cardo mariano

Flor de cardo marianoLa silimarina, una mezcla de flavonolignanos que presenta numerosas actividades farmacológicas, se obtiene de las semillas de la planta de cardo mariano (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). La mezcla isomérica de flavonolignanos polifenólicos de las semillas de cardo mariano se conoce como silimarina y contiene los polifenoles taxifolina, silicristina, sildianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.

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Instalación de extracción por ultrasonidos: Ultrasonidos de tipo sonda UIP2000hdT (2000 vatios) en un reactor de acero inoxidable de calidad farmacéutica.

Configuración de la extracción por ultrasonidos: Ultrasonidos de sonda UIP2000hdT (2000 vatios) en un reactor de acero inoxidable de calidad farmacéutica.

El reto de la extracción de silimarina:

La mayor cantidad de silimarina en las semillas de Silybum marianum está presente en las paredes celulares, que están compuestas principalmente por celulosa que forma una matriz rígida. Esta matriz celular rígida es difícil de romper. La extracción convencional con disolventes (por ejemplo, utilizando 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 ineficientes.

La solución para la extracción eficaz de silimarina:

La extracción por ultrasonidos destaca sobre otros métodos de extracción, especialmente por su alto rendimiento, su corta duración 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 conocida como ultrasónica, crea implosiones de burbujas, intensas fuerzas de cizallamiento, altos diferenciales de presión y chorros de líquido. Estas fuerzas puramente mecánicas alteran incluso las paredes celulares muy rígidas y liberan los compuestos bioactivos atrapados, como la silimarina, en el disolvente circundante. Lea más sobre el principio de funcionamiento de la cavitación ultrasónica para 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 su potencia se mantiene plenamente.

Ventajas de la extracción ultrasónica de fitoquímicos (por ejemplo, la silimarina)

  • un alto rendimiento de extracción
  • Extracto de alta calidad
  • proceso rápido
  • Tratamiento no térmico
  • Compatible con cualquier disolvente
  • seguro y fácil de operar
  • Eficiencia energética

Protocolo de extracción de Silybum mariannum

Extractor ultrasónico UP400St para la extracción de flavonolignanos y silimarina de las semillas de cardo mariano.Se extrajeron unos 500 g de semillas finamente pulverizadas utilizando n-hexano durante 15 minutos. 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 era de 1 cm por debajo del nivel del disolvente). La extracción se realizó con un procesador de ultrasonidos 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 hielo alrededor del recipiente de extracción para mantener la temperatura constante a 25°C ±5°C). Tras la extracción, el extracto se centrifugó a 4000rpm.
(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 una recuperación muy alta de silimarina.

La extracción por ultrasonidos de la silimarina del cardo mariano, utilizando un ultrasonido tipo sonda, proporciona un rendimiento muy elevado en un tiempo de procesamiento corto.

Cromatogramas de HPLC de semillas de Silybum marianum extraídas con un ultrasonido 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 del nanogel de silimarina con ultrasonidos

Protocolo para la preparación del gel portador de silimarina y lípidos nanoestructurados
Se prepararon portadores lipídicos nanoestructurados (NLC) cargados de silimarina utilizando la difusión de disolventes seguida del método de ultrasonidos. La difusión de disolventes es el método más eficaz para la preparación de las nanopartículas, ya que produce un tamaño de partícula pequeño con baja polidispersidad, mientras que la ultrasonicación reduce el esfuerzo 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 un 2% p/p de la mezcla binaria de lípidos. El Cremophor® RH40 (2,7% p/p) y la sal biliar (1,3% p/p) como tensioactivo y cotensioactivo, respectivamente, se disolvieron en 19ml de agua destilada calentada a 70ºC y se le añadió la fase orgánica con agitación constante a 70ºC para evaporar el disolvente orgánico. La emulsión resultante se sonicó durante 5 minutos utilizando un ultrasonido tipo sonda. Con el fin de hacer una formulación reológicamente aceptable para la aplicación tópica, la dispersión de los NLCs de silimarina liofilizados optimizados se incorporó en un gel de Carbopol. (cf. Iqbal et al., 2019)

Sonda ultrasónica para la extracción de silimarina de las semillas de cardo mariano.

El extractor ultrasónico UP400St es un dispositivo fiable para la extracción de silimarina en lotes de 8L / 2 galones

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Procesadores ultrasónicos de alto rendimiento para la extracción de silimarina

Los extractores de 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 los fabricantes de extractos exclusivos como los 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. Los equipos de proceso en línea, tanto por lotes como en continuo, están disponibles y pueden enviarse el mismo día.

Equipo de extracción de alta eficiencia

Los extractores ultrasónicos de Hielscher interrumpen eficazmente las células vegetales, aumentan la superficie del material vegetal para la penetración del disolvente y mejoran la transferencia de masa, lo que da lugar a la liberación rápida y completa de los fitoquímicos (metabolitos secundarios). Los extractores Hielscher, diseñados para ser fáciles de usar, se instalan rápidamente y se pueden manejar de forma segura e intuitiva.

Protocolling automático de datos

Control preciso de los parámetros del proceso ultrasónico por Hielscher Ultrasonics' software inteligentePara cumplir las normas de producción de alimentos, suplementos nutricionales y productos terapéuticos, los procesos de producción deben ser controlados y registrados en detalle. Los dispositivos ultrasónicos digitales de Hielscher Ultrasonics cuentan con un protocolling de datos automático. 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 las ejecuciones de sonicación anteriores y evaluar el resultado.
Otra función de fácil manejo es el control remoto por navegador de nuestros sistemas digitales de ultrasonidos. A través del control remoto del navegador puede iniciar, detener, ajustar y supervisar su procesador de ultrasonidos a distancia desde cualquier lugar.
¿Quiere saber más sobre las ventajas de la extracción por ultrasonidos? Póngase en contacto con nosotros para hablar de su proceso de fabricación de extractos botánicos. Nuestro experimentado personal estará encantado de compartir más información sobre la extracción por ultrasonidos, nuestros sistemas de ultrasonidos y los precios.

Cumpliendo con los más altos estándares de calidad – Diseñado & Fabricado en Alemania

El sofisticado hardware y el software inteligente de los ultrasonidos de 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 horas al día, 7 días a la semana, a plena carga y el manejo sencillo desde el punto de vista del trabajador son otros factores de calidad que hacen que los ultrasonidos de Hielscher sean favorables.
Los extractores ultrasónicos de Hielscher se utilizan en todo el mundo para la extracción de fitoquímicos de alta calidad. Los extractores ultrasónicos de Hielscher, de probada eficacia en la obtención de compuestos botánicos de alta calidad, no sólo son utilizados por pequeños artesanos de extractos especiales y de boutique, sino sobre todo en la producción industrial de extractos, suplementos nutricionales y terapéuticos de amplia disponibilidad comercial. Gracias a su hardware robusto y a su software inteligente, los procesadores por ultrasonidos de Hielscher se pueden manejar y supervisar 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:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Los homogeneizadores de alto cizallamiento por ultrasonidos se utilizan en el laboratorio, en la mesa de trabajo, en los procesos piloto y en la industria.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.



Literatura / Referencias


Ultrasonidos de alto rendimiento La gama de productos de Hielscher cubre todo el espectro, desde el ultrasonido compacto de laboratorio, pasando por las unidades de sobremesa, hasta los sistemas de ultrasonidos totalmente industriales.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.