Ekstrakcija silimarina iz sikavice – najučinkovitija uz primjenu ultrazvuka

Silimarin je standardizirani ekstrakt sjemenki sikavice i uglavnom sadržava nekoliko flavonolignana, poput silibina. Silimarin je dobro poznat po raznim ljekovitim učincima te se stoga upotrebljava u farmaceutskim pripravcima i dodacima prehrani. Dokazano je da je ultrazvučna ekstrakcija najučinkovitija tehnika za izolaciju flavonolignana iz sikavice. Ultrazvučni ekstraktori daju visoke prinose ekstrakta vrhunske kvalitete uz kratko vrijeme obrade.

Ultrazvučna ekstrakcija silimarina iz sjemenki sikavice

Silimarin je standardizirani ekstrakt sjemenki sikavice i sadržava smjesu flavonolignana prisutnih u sjemenkama biljke sikavice (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Glavni bioaktivni spojevi u ovoj izomernoj smjesi polifenolnih flavonolignana jesu polifenoli taksifolin, silikristin, silidianin, silibin A, silibin B, izosilibin A i izosilibin B.


 

Izazov ekstrakcije silimarina:

Najveći dio silimarina u sjemenkama biljke Silybum marianum nalazi se u staničnim stijenkama, koje se uglavnom sastoje od celuloze koja tvori kruti matriks. Taj je kruti stanični matriks teško razgraditi. Konvencionalnom ekstrakcijom otapalima (npr. etanolom, metanolom ili heksanom) stanične se stijenke ne mogu potpuno razoriti, pa velika količina silimarina ostaje zarobljena u staničnom matriksu i ne oslobađa se u otapalo. To znači da se velike količine vrijednih bioaktivnih spojeva gube zbog neučinkovitih tehnika ekstrakcije.

Rješenje za učinkovitu ekstrakciju silimarina:

Ultrazvučna ekstrakcija nadmašuje druge metode ekstrakcije osobito visokim prinosima, kratkim trajanjem obrade i netoplinskom obradom, odnosno niskom temperaturom ekstrakcije. Načelo djelovanja ultrazvučne obrade temelji se na akustičnoj kavitaciji. Akustična kavitacija, poznata i kao ultrazvučna kavitacija, stvara implozije mjehurića, intenzivne smične sile, velike razlike tlakova i mlazove tekućine. Te isključivo mehaničke sile razaraju čak i vrlo krute stanične stijenke i oslobađaju zarobljene bioaktivne spojeve poput silimarina u okolno otapalo. Pročitajte više o načelu djelovanja ultrazvučne kavitacije u postupcima ekstrakcije!
Niska temperatura ekstrakcije tijekom ultrazvučne ekstrakcije sprječava toplinsku razgradnju bioaktivnih spojeva, čime se njihovo djelovanje u potpunosti očuva.

Protokol za ekstrakciju biljke Silybum mariannum

Oko 500 g sjemenki samljevenih u fini prah ekstrahirano je n-heksanom tijekom 15 min. Za izravnu sonikaciju upotrijebljena je ultrazvučna sonda s promjerom vrha od 20 mm (vrh sonotrode unutar ekstrakcijske posude bio je postavljen 1 cm ispod razine otapala). Ekstrakcija je provedena ultrazvučnim procesorom UP400S (400 vata, 24 kHz). Ekstrakcija je trajala 15 min pri sobnoj temperaturi (temperatura je praćena termoparom unutar ekstrakcijske smjese, a ledena rashladna kupelj oko ekstrakcijske posude upotrijebljena je za održavanje stalne temperature od 25°C ±5°C). Nakon ekstrakcije ekstrakt je centrifugiran pri 4000rpm.
(usp. Sherif et al., 2017)
Kao alternativa, vodena otopina etanola izvrsno djeluje kao otapalo. Pokusi su potvrdili da se primjenom 70% etanola kao otapala postiže vrlo visok stupanj izdvajanja silimarina.

HPLC kromatogrami sjemenki biljke Silybum marianum ekstrahiranih ultrazvučnim uređajem sa sondom pri različitim vremenskim intervalima od 15, 30 i 60min. Otkriveni spojevi: taksifolin, silikristin, silidianin, silibin A, silibin B, izosilibin A i izosilibin B.
(grafikoni i istraživanje: © Saleh et al., 2015)

Naknadna enkapsulacija: priprema silimarinskog nanogela ultrazvukom

Protokol za pripremu gela s nanostrukturiranim lipidnim nosačima silimarina
Nanostrukturirani lipidni nosači (NLCs) sa silimarinom pripremljeni su difuzijom otapala nakon koje je uslijedila ultrazvučna obrada. Difuzija otapala najučinkovitija je metoda za pripremu nanočestica jer daje čestice male veličine s niskom polidisperznošću, dok ultrazvučna obrada smanjuje smično naprezanje. Lipidi Sefsol® 218 (0,5% w/w) i Geleol® (1,4% w/w) rastaljeni su i otopljeni u 2ml etanola pri 60ºC (organska faza). Silimarin u količini od približno 2% w/w binarne lipidne smjese otopljen je u organskoj fazi. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) kao površinski aktivna tvar i žučna sol (1,3% w/w) kao pomoćna površinski aktivna tvar otopljeni su u 19ml destilirane vode zagrijane na 70ºC, a organska faza dodana je toj otopini uz stalno miješanje pri 70ºC kako bi organsko otapalo isparilo. Dobivena emulzija sonikirana je 5 min ultrazvučnim uređajem sa sondom. Kako bi se dobila reološki prihvatljiva formulacija za topikalnu primjenu, disperzija optimiziranih liofiliziranih nanostrukturiranih lipidnih nosača sa silimarinom ugrađena je u gel Carbopol. (usp. Iqbal et al., 2019)

Ultrazvučni procesori visokih performansi za ekstrakciju silimarina

Ekstraktori Hielscher Ultrasonics dobro su etablirani u području ekstrakcije biljnih tvari, bez obzira na to koji se biljni materijali ili otapalo upotrebljavaju. Proizvođači ekstrakata – kako ekskluzivni mali proizvođači specijaliziranih ekstrakata tako i veliki masovni proizvođači – u širokoj ponudi opreme Hielscher pronalaze idealnu opremu za ultrazvučnu ekstrakciju koja odgovara njihovim proizvodnim zahtjevima. Sustavi za šaržne procese i kontinuirane procese u liniji dostupni su odmah i mogu se otpremiti istoga dana.

Visokoučinkovita oprema za ekstrakciju

Ultrazvučni ekstraktori Hielscher učinkovito razaraju biljne stanice, povećavaju površinu biljnog materijala dostupnu za prodiranje otapala te poboljšavaju prijenos tvari, što rezultira brzim i potpunim oslobađanjem fitokemikalija (sekundarnih metabolita). Ekstraktori Hielscher osmišljeni su tako da budu jednostavni za uporabu, brzo se postavljaju te se njima može sigurno i intuitivno rukovati.

Automatsko bilježenje podataka

Kako bi se zadovoljili standardi proizvodnje hrane, dodataka prehrani i terapijskih proizvoda, proizvodni procesi moraju se detaljno pratiti i bilježiti. Digitalni ultrazvučni uređaji Hielscher Ultrasonics imaju funkciju automatskog bilježenja podataka. Zahvaljujući toj pametnoj funkciji, svi važni parametri procesa, kao što su ultrazvučna energija (ukupna i neto energija), temperatura, tlak i vrijeme, automatski se pohranjuju na ugrađenu SD karticu čim se uređaj uključi. Praćenje procesa i bilježenje podataka važni su za kontinuiranu standardizaciju procesa i kvalitetu proizvoda. Pristupom automatski zabilježenim podacima o procesu možete pregledati prethodne cikluse sonikacije i procijeniti rezultate.
Još jedna značajka naših digitalnih ultrazvučnih sustava koja olakšava uporabu jest daljinsko upravljanje putem preglednika. Daljinskim upravljanjem putem preglednika možete s bilo kojeg mjesta pokrenuti, zaustaviti, prilagoditi i nadzirati svoj ultrazvučni procesor.
Želite li saznati više o prednostima ultrazvučne ekstrakcije? Obratite nam se sada kako bismo razgovarali o vašem procesu proizvodnje biljnih ekstrakata! Naše iskusno osoblje rado će vam pružiti više informacija o ultrazvučnoj ekstrakciji, našim ultrazvučnim sustavima i cijenama!

Ispunjavanje najviših standarda kvalitete – projektirano i proizvedeno u Njemačkoj

Napredne hardverske komponente i pametni softver ultrazvučnih uređaja Hielscher osmišljeni su kako bi jamčili pouzdane rezultate ultrazvučne ekstrakcije iz vaših biljnih sirovina uz ponovljive ishode te jednostavan i siguran rad. Robusnost, pouzdanost, rad 24/7 pod punim opterećenjem i jednostavno rukovanje iz perspektive radnika dodatni su čimbenici kvalitete koji ultrazvučne uređaje Hielscher čine poželjnima.
Ekstraktori Hielscher Ultrasonics upotrebljavaju se diljem svijeta za visokokvalitetnu ekstrakciju fitokemikalija. Ultrazvučni ekstraktori Hielscher dokazano omogućuju dobivanje visokokvalitetnih biljnih spojeva te ih ne upotrebljavaju samo manji proizvođači specijalnih i ekskluzivnih ekstrakata, nego ponajviše industrijski proizvođači široko komercijalno dostupnih ekstrakata, dodataka prehrani i terapijskih pripravaka. Zahvaljujući robusnim hardverskim komponentama i pametnom softveru, ultrazvučnim procesorima Hielscher lako je rukovati i nadzirati njihov rad.
Certificirana kvaliteta: Hielscher Ultrasonics u Teltowu u Njemačkoj obiteljska je tvrtka kojom upravljaju vlasnici. Hielscher Ultrasonics ima ISO certifikat. Naravno, svi standardni ultrazvučni uređaji Hielscher usklađeni su sa zahtjevima za oznaku CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Tablica u nastavku daje okvirni pregled kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja: