Estrazione di silimarina dal cardo mariano – Più efficiente con gli ultrasuoni

La silimarina è un estratto standardizzato dei semi di cardo mariano e contiene principalmente diversi flavonolignani, come la silibina. La silimarina è nota per i suoi diversi effetti medicinali e per questo viene utilizzata nei prodotti farmaceutici e negli integratori. L'estrazione a ultrasuoni si è dimostrata la tecnica più efficace per isolare i flavonolignani dal cardo mariano. Gli estrattori a ultrasuoni forniscono rese elevate di qualità superiore in tempi brevi.

Estrazione a ultrasuoni della silimarina dai semi di cardo mariano

La silimarina è un estratto standardizzato dei semi di cardo mariano e contiene una miscela di flavonolignani presenti nei semi della pianta di cardo mariano (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). I principali composti bioattivi di questa miscela isomerica di flavonolignani polifenolici sono i polifenoli taxifolina, silicristina, silodianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.


 

La sfida dell'estrazione della silimarina:

La maggior quantità di silimarina nei semi di Silybum marianum è presente nelle pareti cellulari, composte principalmente da cellulosa che forma una matrice rigida. Questa matrice cellulare rigida è difficile da rompere. L'estrazione con solventi convenzionali (ad esempio, utilizzando etanolo, metanolo o esano) non è in grado di rompere completamente le pareti cellulari, per cui una grande quantità di silimarina rimane intrappolata nella matrice cellulare e non viene rilasciata nel solvente. Ciò significa che grandi quantità di preziosi composti bioattivi vengono sprecate a causa di tecniche di estrazione inefficienti.

La soluzione per un'efficace estrazione della silimarina:

L'estrazione a ultrasuoni eccelle sugli altri metodi di estrazione soprattutto per l'elevata resa, la breve durata del trattamento e il trattamento non termico, cioè a bassa temperatura di estrazione. Il principio di funzionamento dell'ultrasonicazione si basa sulla cavitazione acustica. La cavitazione acustica, detta anche ultrasonica, crea implosioni di bolle, intense forze di taglio, elevati differenziali di pressione e getti di liquido. Queste forze puramente meccaniche distruggono anche le pareti cellulari molto rigide e rilasciano nel solvente circostante i composti bioattivi intrappolati, come la silimarina. Per saperne di più sul principio di funzionamento della cavitazione a ultrasuoni per i processi di estrazione!
La bassa temperatura di estrazione durante l'estrazione a ultrasuoni impedisce la degradazione termica dei composti bioattivi, in modo che la loro potenza sia completamente mantenuta.

Protocollo per l'estrazione di Silybum mariannum

Circa 500 g di semi finemente polverizzati sono stati estratti con n-esano per 15 minuti. Per la sonicazione diretta è stata utilizzata una sonda a ultrasuoni con un diametro della punta di 20 mm (la posizione della punta del corno all'interno del recipiente di estrazione era 1 cm sotto il livello del solvente). L'estrazione è stata effettuata con un processore a ultrasuoni UP400S (400 watt, 24 kHz). L'estrazione è stata effettuata per 15 minuti a temperatura ambiente (la temperatura è stata monitorata da una termocoppia all'interno della miscela di estrazione utilizzando un bagno di raffreddamento con ghiaccio intorno al recipiente di estrazione per mantenere la temperatura costante a 25°C ±5°C). Dopo l'estrazione, l'estratto è stato centrifugato a 4000 rpm.
(cfr. Sherif et al., 2017)
In alternativa, l'etanolo acquoso funziona in modo eccellente come solvente. Gli esperimenti hanno confermato che l'etanolo al 70% come solvente fornisce recuperi molto elevati di silimarina.

Cromatogrammi HPLC di semi di Silybum marianum estratti con un ultrasuonatore a sonda a diversi intervalli di tempo di 15, 30 e 60 minuti. Composti rilevati: taxifolina, silicristina, silodianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.
(grafici e studio: © Saleh et al., 2015)

Incapsulamento a valle: Preparazione di nanogel di silimarina con gli ultrasuoni

Protocollo per la preparazione di un gel di supporto lipidico nanostrutturato alla silimarina
I carrier lipidici nanostrutturati (NLC) caricati con silimarina sono stati preparati con il metodo della diffusione con solvente seguita da ultrasuoni. La diffusione del solvente è il metodo più efficace per la preparazione delle nanoparticelle in quanto produce particelle di piccole dimensioni con bassa polidispersità, mentre l'ultrasuonazione riduce lo stress da taglio. I lipidi Sefsol® 218 (0,5% p/p) e Geleol® (1,4% p/p) sono stati sciolti e disciolti in 2 ml di etanolo a 60ºC (fase organica). La silimarina, circa il 2% p/p della miscela binaria di lipidi, è stata disciolta nella fase organica. Cremophor® RH40 (2,7% p/p) e sale biliare (1,3% p/p), rispettivamente come tensioattivo e co-surfattante, sono stati sciolti in 19 ml di acqua distillata riscaldata a 70 ºC e la fase organica è stata aggiunta con agitazione costante a 70 ºC per far evaporare il solvente organico. L'emulsione ottenuta è stata sonicata per 5 minuti con un ultrasuonatore a sonda. Per ottenere una formulazione reologicamente accettabile per l'applicazione topica, la dispersione di NLC liofilizzati di silimarina ottimizzata è stata incorporata in un gel di Carbopol. (cfr. Iqbal et al., 2019)

Processori a ultrasuoni ad alte prestazioni per l'estrazione della silimarina

Gli estrattori Hielscher Ultrasonics sono ben consolidati nel campo dell'estrazione botanica, indipendentemente dal materiale vegetale o dal solvente utilizzato. Produttori di estratti – sia produttori di estratti esclusivi che produttori di massa su larga scala. – nell'ampia gamma di apparecchiature Hielscher trovano l'impianto di estrazione a ultrasuoni ideale per le loro esigenze di produzione. Le configurazioni dei processi in linea, sia in batch che in continuo, sono prontamente disponibili e possono essere spedite in giornata.

Apparecchiature di estrazione ad alta efficienza

Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher disgregano efficacemente le cellule vegetali, aumentano la superficie del materiale vegetale per la penetrazione del solvente e migliorano il trasferimento di massa, con conseguente rilascio rapido e completo di sostanze fitochimiche (metaboliti secondari). Progettati con un occhio di riguardo alla facilità d'uso, gli estrattori Hielscher si installano rapidamente e possono essere utilizzati in modo sicuro e intuitivo.

Protocollaggio automatico dei dati

Per soddisfare gli standard di produzione di alimenti, integratori alimentari e prodotti terapeutici, i processi produttivi devono essere monitorati e registrati in modo dettagliato. I dispositivi digitali a ultrasuoni Hielscher Ultrasonics sono dotati di protocollatura automatica dei dati. Grazie a questa funzione intelligente, tutti i parametri di processo più importanti, come l'energia ultrasonica (energia totale e netta), la temperatura, la pressione e il tempo, vengono automaticamente memorizzati su una scheda SD integrata non appena il dispositivo viene acceso. Il monitoraggio del processo e la registrazione dei dati sono importanti per la standardizzazione continua del processo e la qualità del prodotto. Accedendo ai dati di processo registrati automaticamente, è possibile rivedere i cicli di sonicazione precedenti e valutarne i risultati.
Un'altra caratteristica di facile utilizzo è il controllo remoto via browser dei nostri sistemi digitali a ultrasuoni. Tramite il controllo remoto via browser è possibile avviare, arrestare, regolare e monitorare il processore a ultrasuoni a distanza da qualsiasi luogo.
Volete saperne di più sui vantaggi dell'estrazione a ultrasuoni? Contattateci subito per discutere del vostro processo di produzione di estratti botanici! Il nostro personale esperto sarà lieto di condividere ulteriori informazioni sull'estrazione a ultrasuoni, sui nostri sistemi a ultrasuoni e sui prezzi!

Soddisfare gli standard di qualità più elevati – Progettato & Prodotto in Germania

L'hardware sofisticato e il software intelligente degli ultrasuonatori Hielscher sono progettati per garantire risultati affidabili di estrazione a ultrasuoni dalle materie prime botaniche, con risultati riproducibili e un funzionamento facile e sicuro. La robustezza, l'affidabilità, il funzionamento a pieno carico 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e la semplicità d'uso dal punto di vista dell'operatore sono altri fattori di qualità che rendono gli ultrasonici Hielscher molto apprezzati.
Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher sono utilizzati in tutto il mondo per l'estrazione di sostanze fitochimiche di alta qualità. Grazie alla loro comprovata capacità di produrre composti botanici di alta qualità, gli estrattori a ultrasuoni Hielscher non sono utilizzati solo da piccoli produttori di estratti speciali e boutique, ma soprattutto nella produzione industriale di estratti, integratori alimentari e prodotti terapeutici ampiamente disponibili in commercio. Grazie all'hardware robusto e al software intelligente, i processori a ultrasuoni Hielscher possono essere facilmente gestiti e monitorati.
Qualità certificata: Hielscher Ultrasonics di Teltow, Germania, è un'azienda familiare gestita dai proprietari. Hielscher Ultrasonics è certificata ISO. Naturalmente, tutti gli ultrasuonatori standard Hielscher sono conformi alla normativa CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoH.

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori: