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

La silymarine est un extrait standardisé de graines de chardon-Marie et contient principalement plusieurs flavonolignanes tels que la silibine. La silymarine est bien 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 silymarine à partir de graines de chardon-Marie

La silymarine est un extrait normalisé des graines de chardon-Marie et contient un mélange de flavonolignanes présents dans les graines du chardon-Marie (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Les principaux composés bioactifs de ce mélange isomérique de flavonolignanes polyphénoliques sont 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 se trouve dans les parois cellulaires, 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 composés bioactifs précieux 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, en particulier en ce qui concerne les rendements élevés, la courte durée du traitement et le traitement non thermique, c'est-à-dire la 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 différentiels de pression élevés et des jets de liquide. Ces forces purement mécaniques perturbent même les parois cellulaires très rigides et libèrent les composés bioactifs piégés, tels que 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 lors de l'extraction par ultrasons empêche la dégradation thermique des composés bioactifs, de sorte que leur puissance est entièrement préservée.

Protocole d'extraction de Silybum mariannum

Environ 500 g de graines finement pulvérisées ont été extraits à l'aide de 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 4000 tours/minute.
(cf. Sherif et al., 2017)
L'éthanol aqueux est également un excellent solvant. Les expériences ont confirmé que l'éthanol à 70 % en tant que solvant permet d'obtenir des taux de récupération de la silymarine très élevés.

Chromatogrammes CLHP de graines de Silybum marianum extraites à l'aide d'un ultrasonateur à sonde à différents intervalles de temps de 15, 30 et 60 minutes. 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 lipidique nanostructuré à base de silymarine
Des supports lipidiques nanostructurés (CLN) chargés de silymarine ont été préparés par diffusion de solvant suivie d'une méthode d'ultrasonication. La diffusion par solvant est la méthode la plus efficace pour la préparation des nanoparticules car elle produit des particules de petite taille avec une faible polydispersité, tandis que l'ultrasonication réduit la contrainte de cisaillement. Les lipides Sefsol® 218 (0,5% w/w) et Geleol® (1,4% w/w) ont été fondus et dissous dans 2ml d'éthanol à 60ºC (phase organique). La silymarine, environ 2 % p/p du mélange binaire de lipides, a été dissoute dans la phase organique. Le Cremophor® RH40 (2,7 % p/p) et le sel biliaire (1,3 % p/p) en tant que tensioactif et co-tensioactif, respectivement, ont été dissous dans 19 ml d'eau distillée chauffée à 70 ºC et la phase organique y a été ajoutée sous agitation constante à 70 ºC afin d'évaporer le solvant organique. L'émulsion obtenue a été soniquée pendant 5 minutes à l'aide d'un ultrasonateur à sonde. Afin d'obtenir une formulation rhéologiquement acceptable pour une application topique, la dispersion des CLN optimisés de silymarine lyophilisée 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 – à la fois des fabricants d'extraits exclusifs et des producteurs de masse à grande échelle – trouvent dans la vaste gamme d'équipements de Hielscher l'équipement d'extraction par ultrasons idéal pour leurs besoins de production. Les installations de traitement en ligne par lots ou en continu sont facilement disponibles et peuvent être expédiées le jour même.

Équipement d'extraction à haut rendement

Les extracteurs à ultrasons Hielscher désintègrent efficacement les cellules végétales, augmentent la surface du matériel végétal pour la pénétration du solvant, et améliorent le transfert de masse, ce qui entraîne la libération rapide et complète des composés 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 de données automatiques

Afin de respecter les normes de production des produits alimentaires, des compléments nutritionnels et des produits thérapeutiques, les processus de production doivent être contrôlés et enregistrés de manière détaillée. Les appareils numériques à ultrasons de Hielscher Ultrasonics sont dotés d'un protocole de données automatique. Grâce à cette fonction intelligente, tous les paramètres importants du processus, tels que l'énergie ultrasonique (énergie totale et nette), la température, la pression et le temps, sont automatiquement enregistrés sur une carte SD intégrée dès que l'appareil est mis en marche. La surveillance des processus et l'enregistrement des données sont importants pour la normalisation continue des processus et la qualité des produits. En accédant aux données de processus enregistrées automatiquement, vous pouvez réviser les cycles de sonification précédents et en évaluer les résultats.
Une autre fonction conviviale est la commande à distance par navigateur de nos systèmes numériques à ultrasons. Grâce à la commande à distance 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 – Conçu & 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, des résultats reproductibles et un fonctionnement sûr et convivial. 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'opérateur sont d'autres facteurs de qualité qui font des ultrasons Hielscher des appareils de choix.
Les extracteurs ultrasoniques Hielscher sont utilisés dans le monde entier pour l'extraction de substances phytochimiques de haute qualité. Les extracteurs ultrasoniques Hielscher sont utilisés non seulement par les petits fabricants d'extraits de spécialité et de boutique, mais surtout dans la production industrielle d'extraits, de suppléments nutritionnels et de produits thérapeutiques largement disponibles sur le marché. Grâce à leur matériel robuste et à leur logiciel intelligent, les processeurs à ultrasons Hielscher peuvent être facilement utilisés et surveillés.
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 appareils à ultrasons standard de Hielscher 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 ultrasons :