Silymariinin uutto maarianohdakkeesta – tehokkaimmin ultraäänikäsittelyllä

Silymariini on maarianohdakkeen siemenistä valmistettu standardoitu uute, joka sisältää pääasiassa useita flavonolignaaneja, kuten silybiiniä. Silymariini tunnetaan monista lääkinnällisistä vaikutuksistaan, ja siksi sitä käytetään lääkevalmisteissa ja ravintolisissä. Ultraääniuuton on osoitettu olevan tehokkain menetelmä flavonolignaanien eristämiseen maarianohdakkeesta. Ultraääniuuttolaitteilla saadaan suuria määriä erittäin laadukasta uutetta lyhyessä käsittelyajassa.

Silymariinin ultraääniuutto maarianohdakkeen siemenistä

Silymariini on maarianohdakkeen siemenistä valmistettu standardoitu uute, joka sisältää maarianohdakkeen (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae) siemenissä esiintyvien flavonolignaanien seoksen. Tämän polyfenolisten flavonolignaanien isomeeriseoksen tärkeimmät bioaktiiviset yhdisteet ovat polyfenolit taksifoliini, silykristiini, silydianiini, silybiini A, silybiini B, isosilybiini A ja isosilybiini B.


 

Silymariinin uuton haaste:

Suurin osa Silybum marianum -siementen silymariinista sijaitsee soluseinämissä, jotka koostuvat pääasiassa jäykän rakenteen muodostavasta selluloosasta. Tätä jäykkää solumatriisia on vaikea hajottaa. Tavanomainen liuotinuutto (esimerkiksi etanolilla, metanolilla tai heksaanilla) ei pysty hajottamaan soluseinämiä kokonaan, joten suuri määrä silymariinia jää solumatriisiin eikä vapaudu liuottimeen. Tämä tarkoittaa, että suuria määriä arvokkaita bioaktiivisia yhdisteitä menee hukkaan tehottomien uuttomenetelmien vuoksi.

Ratkaisu tehokkaaseen silymariinin uuttoon:

Ultraääniuutto päihittää muut uuttomenetelmät erityisesti suuren saannon, lyhyen käsittelyajan ja lämpöön perustumattoman käsittelyn eli alhaisen uuttolämpötilan ansiosta. Ultraäänikäsittelyn toimintaperiaate perustuu akustiseen kavitaatioon. Akustinen kavitaatio eli ultraäänikavitaatio aiheuttaa kuplien luhistumista, voimakkaita leikkausvoimia, suuria paine-eroja ja nestesuihkuja. Nämä puhtaasti mekaaniset voimat hajottavat jopa erittäin jäykkiä soluseinämiä ja vapauttavat niihin jääneitä bioaktiivisia yhdisteitä, kuten silymariinia, ympäröivään liuottimeen. Lue lisää ultraäänikavitaation toimintaperiaatteesta uuttoprosesseissa!
Ultraääniuuton alhainen uuttolämpötila estää bioaktiivisten yhdisteiden lämpöhajoamisen, joten niiden teho säilyy kokonaan.

Silybum mariannum -kasvin uuttomenettely

Noin 500 g hienoksi jauhettuja siemeniä uutettiin n-heksaanilla 15 min ajan. Suoraan ultraäänikäsittelyyn käytettiin sonotrodia, jonka kärjen halkaisija oli 20 mm (sonotrodin kärki oli uuttoastian sisällä 1 cm liuottimen pinnan alapuolella). Uutto tehtiin ultraääniprosessorilla UP400S (400 wattia, 24 kHz). Uutto kesti 15 min huoneenlämpötilassa (lämpötilaa seurattiin uuttoseoksen sisällä olevalla termoparilla, ja uuttoastiaa ympäröivällä jääjäähdytyshauteella lämpötila pidettiin vakiona tasolla 25°C ±5°C). Uuton jälkeen uute sentrifugoitiin nopeudella 4 000rpm.
(vrt. Sherif et al., 2017)
Vaihtoehtoisesti etanolin vesiliuos toimii erinomaisesti liuottimena. Kokeet vahvistivat, että 70% etanoli liuottimena antaa erittäin suuren silymariinin talteenottosaannon.

HPLC-kromatogrammit Silybum marianum -siemenistä, jotka uutettiin sonotrodilla varustetulla ultraäänilaitteella eri uuttoajoilla: 15, 30 ja 60min. Havaitut yhdisteet: taksifoliini, silykristiini, silydianiini, silybiini A, silybiini B, isosilybiini A ja isosilybiini B.
(kuvaajat ja tutkimus: © Saleh et al., 2015)

Uuton jälkeinen kapselointi: silymariininanogeelin valmistus ultraäänellä

Menettely silymariinia sisältävän nanorakenteisen lipidikantajageelin valmistukseen
Silymariinia sisältävät nanorakenteiset lipidikantajat (NLC:t) valmistettiin liuotindiffuusiolla, jota seurasi ultraäänikäsittely. Liuotindiffuusio on tehokkain menetelmä nanohiukkasten valmistukseen, sillä se tuottaa pieniä hiukkasia, joiden polydispersiteetti on alhainen, kun taas ultraäänikäsittely vähentää leikkausjännitystä. Lipidit Sefsol® 218 (0,5% w/w) ja Geleol® (1,4% w/w) sulatettiin ja liuotettiin 2ml:aan etanolia 60ºC:ssa (orgaaninen faasi). Orgaaniseen faasiin liuotettiin silymariinia noin 2% w/w kahden lipidin seoksen massasta. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) pinta-aktiivisena aineena ja sappisuola (1,3% w/w) apupinta-aktiivisena aineena liuotettiin 19ml:aan tislattua vettä, joka oli lämmitetty 70ºC:seen. Orgaaninen faasi lisättiin tähän liuokseen jatkuvasti sekoittaen 70ºC:ssa orgaanisen liuottimen haihduttamiseksi. Saatua emulsiota käsiteltiin ultraäänellä 5 min ajan sonotrodilla varustetulla ultraäänilaitteella. Paikalliseen käyttöön tarkoitetun, reologisesti hyväksyttävän valmisteen aikaansaamiseksi optimoitujen, kylmäkuivattujen silymariinia sisältävien NLC:iden dispersio sekoitettiin Carbopol-geeliin. (vrt. Iqbal et al., 2019)

Tehokkaat ultraääniprosessorit silymariinin uuttoon

Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteet ovat vakiinnuttaneet asemansa kasviuuton alalla riippumatta käytettävästä kasvimateriaalista tai liuottimesta. Uutteiden tuottajat – niin korkealuokkaisten pienimuotoisten erikoisuutteiden valmistajat kuin suuret massatuottajatkin – löytävät Hielscherin laajasta laitevalikoimasta ihanteelliset ultraääniuuttolaitteet tuotantovaatimuksiinsa. Sekä eräkäsittelyyn että jatkuvaan linjakäsittelyyn tarkoitettuja prosessilaitteistoja on saatavilla heti, ja ne voidaan lähettää samana päivänä.

Erittäin tehokkaat uuttolaitteet

Hielscherin ultraääniuuttolaitteet hajottavat kasvisoluja tehokkaasti, kasvattavat kasvimateriaalin pinta-alaa liuottimen tunkeutumista varten ja parantavat aineensiirtoa, mikä johtaa fytokemikaalien (sekundaaristen metaboliittien) nopeaan ja täydelliseen vapautumiseen. Käyttäjäystävällisiksi suunnitellut Hielscherin uuttolaitteet voidaan asentaa nopeasti, ja niitä voidaan käyttää turvallisesti ja intuitiivisesti.

Automaattinen tietojen tallennus

Elintarvikkeiden, ravintolisien ja hoitovalmisteiden tuotantostandardien täyttämiseksi tuotantoprosesseja on seurattava ja dokumentoitava yksityiskohtaisesti. Hielscher Ultrasonics -digitaaliultraäänilaitteissa on automaattinen tietojen tallennus. Tämän älykkään toiminnon ansiosta kaikki tärkeät prosessiparametrit, kuten ultraäänienergia (kokonais- ja nettoenergia), lämpötila, paine ja aika, tallennetaan automaattisesti sisäiselle SD-kortille heti laitteen käynnistyessä. Prosessin seuranta ja tietojen tallennus ovat tärkeitä prosessin jatkuvan standardoinnin ja tuotteen laadun kannalta. Automaattisesti tallennettujen prosessitietojen avulla voit tarkastella aiempia ultraäänikäsittelyjä ja arvioida niiden tuloksia.
Toinen käyttäjäystävällinen ominaisuus on digitaalisten ultraäänijärjestelmiemme selainpohjainen etäohjaus. Selainpohjaisella etäohjauksella voit käynnistää, pysäyttää, säätää ja seurata ultraääniprosessoriasi etänä mistä tahansa.
Haluatko lisätietoja ultraääniuuton eduista? Ota meihin yhteyttä nyt keskustellaksesi kasviuutteiden valmistusprosessistasi! Kokenut henkilökuntamme antaa mielellään lisätietoja ultraääniuutosta, ultraäänijärjestelmistämme ja hinnoittelusta!

Korkeimpien laatustandardien mukainen – suunniteltu ja valmistettu Saksassa

Hielscherin ultraäänilaitteiden edistyksellinen laitteisto ja älykäs ohjelmisto on suunniteltu takaamaan luotettavat ja toistettavat ultraääniuuttotulokset kasviraaka-aineistasi sekä käyttäjäystävällinen ja turvallinen käyttö. Kestävyys, luotettavuus, käyttö 24/7 täydellä kuormalla ja helppo käyttö työntekijän näkökulmasta ovat muita laatutekijöitä, jotka tekevät Hielscherin ultraäänilaitteista houkuttelevia.
Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteita käytetään maailmanlaajuisesti laadukkaiden fytokemikaalien uuttoon. Hielscherin ultraääniuuttolaitteiden on osoitettu tuottavan laadukkaita kasviyhdisteitä, ja niitä käyttävät pienet erikois- ja pienvalmistajien uutteiden tuottajat sekä ennen kaikkea laajalti kaupallisesti saatavilla olevien uutteiden, ravintolisien ja hoitovalmisteiden teolliset valmistajat. Kestävän laitteistonsa ja älykkään ohjelmistonsa ansiosta Hielscherin ultraääniprosessoreita on helppo käyttää ja seurata.
Sertifioitu laatu: Saksan Teltowissa sijaitseva Hielscher Ultrasonics on omistajiensa johtama perheyritys. Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu. Kaikki Hielscherin vakiomalliset ultraäänilaitteet ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL-, CSA- ja RoHs-vaatimukset.

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: