Extraction de la silymarine du chardon-marie – Plus efficace avec l'ultrasonication

La silymarine est déterminée comme un groupe de flavonolignanes présents dans la plante du chardon marie. La silymarine est connue pour ses divers effets médicinaux et est donc utilisée dans les produits pharmaceutiques et les compléments alimentaires. L'extraction par ultrasons s'est avérée être la technique la plus efficace pour isoler les flavonolignanes du chardon marie. Les extracteurs ultrasoniques donnent des rendements élevés de qualité supérieure dans un temps de traitement court.

Extraction ultrasonique de la silymarine des graines de chardon-marie

La silymarine, un mélange de flavonolignanes présentant de nombreuses activités pharmacologiques, est obtenue à partir des graines du chardon marie (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Le mélange isomérique de flavonolignanes polyphénoliques contenu dans les graines de chardon-Marie est connu sous le nom de silymarine et contient les polyphénols taxifoline, silychristine, silydianine, silybine A, silybine B, isosilybine A et isosilybine B.

Le défi de l'extraction de la silymarine :

La majeure partie de la silymarine contenue dans les graines de Silybum marianum est présente dans les parois cellulaires, qui sont composées principalement de cellulose formant une matrice rigide. Cette matrice cellulaire rigide est difficile à briser. L'extraction conventionnelle par solvant (par exemple à l'aide d'éthanol, de méthanol ou d'hexane) ne peut pas briser complètement les parois cellulaires, de sorte qu'une grande quantité de silymarine reste piégée dans la matrice cellulaire et n'est pas libérée dans le solvant. Cela signifie que de grandes quantités de précieux composés bioactifs sont gaspillées en raison de techniques d'extraction inefficaces.

La solution pour une extraction efficace de la silymarine :

L'extraction par ultrasons surpasse les autres méthodes d'extraction, notamment par ses rendements élevés, sa courte durée de traitement et son traitement non thermique, c'est-à-dire sa faible température d'extraction. Le principe de fonctionnement de l'ultrasonication est basé sur la cavitation acoustique. La cavitation acoustique, ou ultrasonique, crée des implosions de bulles, des forces de cisaillement intenses, des différences de pression élevées et des jets de liquide. Ces forces purement mécaniques perturbent même les parois cellulaires très rigides et libèrent les composés bioactifs piégés, comme la silymarine, dans le solvant environnant. En savoir plus sur le principe de fonctionnement de la cavitation ultrasonique pour les processus d'extraction !
La faible température d'extraction pendant l'extraction par ultrasons empêche la dégradation thermique des composés bioactifs, de sorte que leur puissance est entièrement maintenue.

Protocole pour l'extraction de Silybum mariannum

Environ 500 g de graines finement pulvérisées ont été extraites avec du n-hexane pendant 15 minutes. Une sonde ultrasonique avec un diamètre de pointe de 20 mm a été utilisée pour la sonication directe (la position de la pointe de la corne à l'intérieur du récipient d'extraction était de 1 cm sous le niveau du solvant). L'extraction a été réalisée à l'aide d'un processeur ultrasonique UP400S (400 watts, 24 kHz). L'extraction a été réalisée pendant 15 minutes à température ambiante (la température a été contrôlée par un thermocouple à l'intérieur du mélange d'extraction en utilisant un bain de glace autour du récipient d'extraction pour maintenir la température constante à 25°C ±5°C). Après l'extraction, l'extrait a été centrifugé à 4000rpm.
(cf. Sherif et al., 2017)
L'éthanol aqueux est également un excellent solvant. Les expériences ont confirmé que l'éthanol à 70% comme solvant donne les récupérations très élevées de silymarine.

Chromatogrammes HPLC de graines de Silybum marianum extraites à l'aide d'un ultrasoniseur de type sonde à différents intervalles de temps de 15, 30 et 60min. Composés détectés : taxifoline, silychristine, silydianine, silybine A, silybine B, isosilybine A et isosilybine B.
(graphiques et étude : © Saleh et al., 2015)

Encapsulation en aval : Préparation d'un nanogel de silymarine par ultrasons

Protocole de préparation d'un gel porteur lipidique nanostructuré à base de silymarine
Des supports lipidiques nanostructurés (NLC) chargés de silymarine ont été préparés par diffusion de solvant suivie d'une méthode d'ultrasonication. La diffusion de solvant est la méthode la plus efficace pour la préparation des nanoparticules car elle produit des particules de petite taille avec une faible polydispersité alors que l'ultrasonication réduit le stress de cisaillement. Les lipides Sefsol® 218 (0,5% p/p) et Geleol® (1,4% p/p) ont été fondus et dissous dans 2ml d'éthanol à 60ºC (phase organique). La silymarine, environ 2% p/p du mélange binaire lipidique, a été dissoute dans la phase organique. Le Cremophor® RH40 (2.7% p/p) et le sel biliaire (1.3% p/p) comme surfactant et co-surfactant, respectivement, ont été dissous dans 19ml d'eau distillée chauffée à 70ºC et la phase organique y a été ajoutée sous agitation constante à 70ºC pour évaporer le solvant organique. L'émulsion résultante a été soniquée pendant 5 minutes à l'aide d'un ultrasoniseur de type sonde. Afin de réaliser une formulation rhéologiquement acceptable pour une application topique, la dispersion de NLCs de silymarine lyophilisée optimisée a été incorporée dans un gel de Carbopol. (cf. Iqbal et al., 2019)

Processeurs ultrasoniques haute performance pour l'extraction de la silymarine

Les extracteurs Hielscher Ultrasonics sont bien établis dans le domaine de l'extraction botanique, quels que soient les matériaux végétaux ou les solvants utilisés. Producteurs d'extraits – aussi bien les fabricants d'extraits de boutiques exclusives que les producteurs de masse à grande échelle. – trouvent dans la large gamme d'équipements Hielscher l'équipement d'extraction par ultrasons idéal pour leurs besoins de production. Des installations de traitement en ligne par lots ou en continu sont facilement disponibles et peuvent être expédiées le jour même.

Équipement d'extraction à haute efficacité

Les extracteurs à ultrasons Hielscher perturbent efficacement les cellules végétales, augmentent la surface du matériel végétal pour la pénétration du solvant, ainsi que le transfert de masse amélioré, ce qui entraîne la libération rapide et complète des phytochimiques (métabolites secondaires). Conçus dans un souci de convivialité, les extracteurs Hielscher s'installent rapidement et peuvent être utilisés de manière sûre et intuitive.

Protocoles automatiques de données

Afin de respecter les normes de production des aliments, des compléments alimentaires et des produits thérapeutiques, les processus de production doivent être contrôlés et enregistrés en détail. Les appareils à ultrasons numériques Hielscher Ultrasonics sont dotés d'un système d'enregistrement automatique des données. Grâce à cette fonction intelligente, tous les paramètres importants du processus, tels que l'énergie ultrasonore (énergie totale et nette), la température, la pression et le temps, sont automatiquement enregistrés sur une carte SD intégrée dès que l'appareil est allumé. La surveillance du processus et l'enregistrement des données sont importants pour la normalisation continue du processus et la qualité du produit. En accédant aux données du processus enregistrées automatiquement, vous pouvez revoir les cycles de sonication précédents et évaluer les résultats.
Une autre caractéristique conviviale est la télécommande par navigateur de nos systèmes numériques à ultrasons. Grâce à la télécommande par navigateur, vous pouvez démarrer, arrêter, régler et surveiller votre processeur à ultrasons à distance, où que vous soyez.
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Respecter les normes de qualité les plus strictes – Dessiné & Fabriqué en Allemagne

Le matériel sophistiqué et le logiciel intelligent des ultrasons Hielscher sont conçus pour garantir des résultats fiables d'extraction par ultrasons de votre matière première botanique, avec des résultats reproductibles et un fonctionnement convivial et sûr. La robustesse, la fiabilité, le fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 à pleine charge et la simplicité d'utilisation du point de vue de l'ouvrier sont d'autres facteurs de qualité qui rendent les ultrasons Hielscher favorables.
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Qualité certifiée : Hielscher Ultrasonics à Teltow, en Allemagne, est une entreprise familiale gérée par son propriétaire. Hielscher Ultrasonics est certifiée ISO. Bien entendu, tous les ultrasons Hielscher standard sont conformes à la norme CE et répondent aux exigences des normes UL, CSA et RoHs.

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators: