Silümariini ekstraheerimine maarjaohakast – kõige tõhusam ultraheli abil

Silümariin on maarjaohaka seemnetest saadav standardiseeritud ekstrakt, mis sisaldab peamiselt mitmeid flavonolignaane, näiteks silibiini. Silümariin on tuntud mitmesuguste ravitoimete poolest ning seetõttu kasutatakse seda ravimites ja toidulisandites. Ultraheliekstraheerimine on osutunud kõige tõhusamaks tehnikaks flavonolignaanide eraldamiseks maarjaohakast. Ultraheliekstraktorid annavad lühikese töötlusaja jooksul kõrge saagise ja esmaklassilise kvaliteedi.

Silümariini ultraheliekstraheerimine maarjaohaka seemnetest

Silümariin on maarjaohaka seemnete standardiseeritud ekstrakt, mis sisaldab maarjaohaka taime (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae) seemnetes esinevate flavonolignaanide segu. Selle polüfenoolsete flavonolignaanide isomeerse segu peamised bioaktiivsed ühendid on polüfenoolid taksifoliin, silükristiin, silüdianiin, silübiin A, silübiin B, isosilübiin A ja isosilübiin B.


 

Silümariini ekstraheerimise väljakutse:

Suurem osa silümariinist Silybum marianum seemnetes paikneb rakuseintes, mis koosnevad peamiselt tselluloosist, moodustades jäiga maatriksi. Seda jäika rakumaatriksit on raske lõhkuda. Tavapärane lahustiekstraheerimine (nt etanooli, metanooli või heksaaniga) ei suuda rakuseinu täielikult lõhkuda, mistõttu suur hulk silümariini jääb rakumaatriksisse kinni ega vabane lahustisse. See tähendab, et suured kogused väärtuslikke bioaktiivseid ühendeid lähevad ebatõhusate ekstraheerimistehnikate tõttu raisku.

Lahendus tõhusaks silümariini ekstraheerimiseks:

Ultraheliekstraheerimine on teistest ekstraheerimismeetoditest parem eelkõige kõrge saagise, lühikese töötlusaja ja mittetermilise töötluse, st madala ekstraheerimistemperatuuri poolest. Ultraheli töötluse tööpõhimõte põhineb akustilisel kavitatsioonil. Akustiline ehk ultrahelikavitatsioon tekitab mullide implosioone, intensiivseid nihkejõude, suuri rõhuerinevusi ja vedelikujoasid. Need puhtmehaanilised jõud lõhuvad isegi väga jäigad rakuseinad ning vabastavad kinnijäänud bioaktiivsed ühendid, näiteks silümariini, ümbritsevasse lahustisse. Loe lähemalt ultrahelikavitatsiooni tööpõhimõttest ekstraheerimisprotsessides!
Madal ekstraheerimistemperatuur ultraheliekstraheerimisel hoiab ära bioaktiivsete ühendite termilise lagunemise, nii et nende toime säilib täielikult.

Silybum mariannum ekstraheerimise protokoll

Umbes 500 g peenestatud seemneid ekstraheeriti n-heksaaniga 15 min. Otseseks ultraheli töötluseks (sonikeerimiseks) kasutati 20 mm otsa läbimõõduga ultraheli sondi (sonotroodi otsa asend ekstraheerimisanumas oli 1 cm lahusti pinnast allpool). Ekstraheerimine viidi läbi ultraheliprotsessoriga UP400S (400 vatti, 24 kHz). Ekstraheerimist teostati 15 min toatemperatuuril (temperatuuri jälgiti ekstraheerimissegus asuva termopaariga ning temperatuuri hoidmiseks konstantsena 25°C ±5°C kasutati ekstraheerimisanuma ümber jäävanni). Pärast ekstraheerimist tsentrifuugiti ekstrakti kiirusel 4000rpm.
(vrd Sherif et al., 2017)
Alternatiivina toimib lahustina suurepäraselt vesilahuses olev etanool. Katsed kinnitasid, et 70% etanool lahustina annab väga kõrge silümariini saagise.

Silybum marianum seemnete HPLC kromatogrammid, mis on ekstraheeritud sondtüüpi sonikaatoriga erinevate ajavahemike jooksul: 15, 30 ja 60min. Tuvastatud ühendid: taksifoliin, silükristiin, silüdianiin, silübiin A, silübiin B, isosilübiin A ja isosilübiin B.
(graafikud ja uuring: © Saleh et al., 2015)

Järgnev kapseldamine: silümariini nanogeeli valmistamine ultraheli abil

Silümariini sisaldava nanostruktureeritud lipiidikandja geeli valmistamise protokoll
Silümariini sisaldavad nanostruktuursed lipiidkandjad (NLC-d) valmistati lahusti difusiooni meetodil, millele järgnes ultraheli töötlus. Lahusti difusioon on nanoosakeste valmistamiseks kõige tõhusam meetod, kuna see annab väikese osakeste suuruse ja madala polüdisperssusega osakesed, samas kui ultraheli töötlus vähendab nihkepinget. Lipiid Sefsol® 218 (0,5% w/w) ja Geleol® (1,4% w/w) sulatati ning lahustati 2 ml etanoolis temperatuuril 60ºC (orgaaniline faas). Silümariin, ligikaudu 2% w/w lipiidide binaarsegust, lahustati orgaanilises faasis. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) ja sapisool (1,3% w/w) pealispinnaaktiivse ainena ja kkaaspinnaktiivse ainena vastavalt lahustati 19 ml destilleeritud vees, mis oli kuumutatud temperatuurini 70ºC, ning orgaaniline faas lisati sellele pideva segamise all temperatuuril 70ºC, et orgaaniline lahusti aurustada. Saadud emulsiooni sonikeeriti 5 min jooksul sondtüüpi ultraheli seadmega. Selleks, et saada lokaalseks kasutamiseks reoloogiliselt vastuvõetav koostis, viidi optimeeritud lüofiliseeritud silümariini NLC-de dispersioon Carbopol-geeli. (vrd Iqbal et al., 2019)

Suure jõudlusega ultraheli protsessorid silümariini ekstraheerimiseks

Hielscher Ultrasonicsi ekstraktorid on botaanilise ekstraheerimise valdkonnas hästi väljakujunenud, olenemata sellest, milliseid taimseid materjale või lahustit kasutatakse. Ekstraktitootjad – nii eksklusiivsed butiikekstraktide tootjad kui ka suuremahulised masstootjad – leiavad Hielscheri laiast seadmevalikust oma tootmisnõuetele ideaalse ultraheli ekstraheerimisseadmestiku. Partii- ja pidevad in-line protsessiseadistused on kohe saadaval ning need on võimalik välja saata samal päeval.

Suure efektiivsusega ekstraheerimisseadmed

Hielscher Ultrasonicsi ekstraktorid lõhuvad taimerakke tõhusalt, suurendavad taimse materjali pindala lahusti tungimiseks ning parandavad massiülekannet, mille tulemusel vabanevad fütokemikaalid (sekundaarsed metaboliidid) kiiresti ja täielikult. Hielscheri ekstraktorid on kavandatud kasutajasõbralikkust silmas pidades, need paigaldatakse kiiresti ning neid saab kasutada ohutult ja intuitiivselt.

Automaatne andmete protokollimine

Toidu, toidulisandite ja terapeutiliste toodete tootmisstandarditele vastamiseks tuleb tootmisprotsesse üksikasjalikult jälgida ja dokumenteerida. Hielscher Ultrasonicsi digitaalsed ultraheli seadmed on varustatud automaatse andmete protokollimisega. Tänu sellele nutikale funktsioonile salvestatakse kõik olulised protsessiparameetrid, nagu ultraheli energia (kogu- ja netoenergia), temperatuur, rõhk ja aeg, automaatselt sisseehitatud SD-kaardile kohe, kui seade sisse lülitatakse. Protsessi jälgimine ja andmete salvestamine on olulised pideva protsessi standardimise ja tootekvaliteedi jaoks. Automaatselt salvestatud protsessiandmetele juurde pääsedes saate varasemaid ultraheli töötluse (sonikeerimise) käike üle vaadata ja tulemust hinnata.
Veel üks kasutajasõbralik funktsioon on meie digitaalsete ultraheli süsteemide brauseripõhine kaugjuhtimine. Brauseri kaugjuhtimise kaudu saate oma ultraheli protsessorit kaugelt, kus iganes viibides, käivitada, peatada, seadistada ja jälgida.
Soovite rohkem teada ultraheli ekstraheerimise eelistest? Võtke meiega nüüd ühendust, et arutada oma botaanilise ekstrakti tootmisprotsessi! Meie kogenud töötajad jagavad hea meelega lisateavet ultraheli ekstraheerimise, meie ultraheli süsteemide ja hindade kohta!

Kõrgeimate kvaliteedistandardite täitmine – kavandatud ja toodetud Saksamaal

Hielscheri ultrahelihomogenisaatorite keerukas riistvara ja nutikas tarkvara on loodud tagama usaldusväärseid ultraheliekstraktsiooni tulemusi teie taimsest toorainest koos reprodutseeritavate tulemuste ning kasutajasõbraliku ja ohutu käsitsemisega. Töökindlus, usaldusväärsus, 24/7 töö täiskoormusel ja töötaja seisukohast lihtne käsitsemine on veel need kvaliteeditegurid, mis muudavad Hielscheri sonikaatorid eelistatuks.
Hielscher Ultrasonicsi ekstraktorid on kogu maailmas kasutusel kvaliteetses fütokemikaalide ekstraktsioonis. Hielscheri ultraheliekstraktorid, mis on tõestanud oma võimet anda kvaliteetseid taimseid ühendeid, ei ole kasutusel mitte ainult spetsiaalsete ja butiikekstraktide väiksemate valmistajate juures, vaid enamasti laialdaselt kaubanduslikult kättesaadavate ekstraktide, toidulisandite ja ravimite tööstuslikus tootmises. Tänu oma töökindlale riistvarale ja nutikale tarkvarale on Hielscheri ultraheliprotsessoreid lihtne käsitseda ja jälgida.
Sertifitseeritud kvaliteet: Teltowis Saksamaal asuv Hielscher Ultrasonics on omanikuhallatav perefirma. Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifitseeritud. Loomulikult vastavad kõik standardsed Hielscheri sonikaatorid CE nõuetele ning täidavad UL-i, CSA ja RoHs-i nõudeid.

Alljärgnev tabel annab ülevaate meie sonikaatorite ligikaudsest töötlemismahust: