Estrazione della silimarina dal cardo mariano – Massima efficienza 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 ben nota per i suoi vari effetti medicinali ed è pertanto utilizzata nei farmaci 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 offrono rese elevate ed estratti di qualità superiore in tempi di lavorazione 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, silidianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.


 

La sfida dell’estrazione della silimarina:

La maggior parte della silimarina nei semi di Silybum marianum si trova nelle pareti cellulari, composte principalmente da cellulosa che forma una matrice rigida. Questa matrice cellulare rigida è difficile da rompere. L’estrazione convenzionale con solventi (ad esempio con etanolo, metanolo o esano) non riesce a 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’estrazione efficace della silimarina:

L’estrazione a ultrasuoni supera gli altri metodi di estrazione soprattutto per le rese elevate, i tempi di lavorazione brevi e il trattamento non termico, ossia la bassa temperatura di estrazione. Il principio di funzionamento degli ultrasuoni si basa sulla cavitazione acustica. La cavitazione acustica, detta anche cavitazione ultrasonica, genera implosioni di bolle, intense forze di taglio, elevati differenziali di pressione e getti di liquido. Queste forze puramente meccaniche disgregano anche pareti cellulari molto rigide e rilasciano nel solvente circostante i composti bioattivi intrappolati, come la silimarina. Scoprite di più sul principio di funzionamento della cavitazione ultrasonica nei processi di estrazione!
La bassa temperatura durante l’estrazione a ultrasuoni previene la degradazione termica dei composti bioattivi, preservandone completamente l’efficacia.

Protocollo per l’estrazione di Silybum mariannum

Circa 500 g di semi finemente polverizzati sono stati sottoposti a estrazione con n-esano per 15 min. Per la sonicazione diretta è stata impiegata una sonda a ultrasuoni con un diametro della punta di 20 mm (la punta del sonotrodo all’interno del recipiente di estrazione si trovava 1 cm sotto il livello del solvente). L’estrazione è stata eseguita utilizzando un processore a ultrasuoni UP400S (400 watts, 24 kHz). L’estrazione è stata condotta per 15 min a temperatura ambiente (la temperatura è stata monitorata con una termocoppia all’interno della miscela di estrazione, utilizzando un bagno di raffreddamento con ghiaccio attorno al recipiente di estrazione per mantenere la temperatura costante a 25°C ±5°C). Dopo l’estrazione, l’estratto è stato centrifugato a 4000rpm.
(cfr. Sherif et al., 2017)
In alternativa, l’etanolo acquoso funziona egregiamente come solvente. Gli esperimenti hanno confermato che l’etanolo al 70% come solvente consente recuperi molto elevati di silimarina.

Cromatogrammi HPLC di semi di Silybum marianum sottoposti a estrazione con un sonicatore a sonda per diversi intervalli di tempo di 15, 30 e 60min. Composti rilevati: taxifolina, silicristina, silidianina, 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 ultrasuoni

Protocollo per la preparazione di un gel di veicoli lipidici nanostrutturati contenenti silimarina
I veicoli lipidici nanostrutturati (NLC) caricati con silimarina sono stati preparati mediante diffusione del solvente seguita da un trattamento a ultrasuoni. La diffusione del solvente è il metodo più efficace per la preparazione delle nanoparticelle, poiché produce particelle di piccole dimensioni con una bassa polidispersità, mentre il trattamento a ultrasuoni riduce lo sforzo di taglio. I lipidi Sefsol® 218 (0,5% w/w) e Geleol® (1,4% w/w) sono stati fusi e disciolti in 2ml di etanolo a 60ºC (fase organica). La silimarina, in quantità pari a circa il 2% w/w della miscela lipidica binaria, è stata disciolta nella fase organica. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) e un sale biliare (1,3% w/w), rispettivamente come tensioattivo e co-tensioattivo, sono stati disciolti in 19ml di acqua distillata riscaldata a 70ºC; la fase organica è stata quindi aggiunta sotto agitazione costante a 70ºC per far evaporare il solvente organico. L’emulsione risultante è stata sottoposta a sonicazione per 5 min utilizzando un sonicatore a sonda. Per ottenere una formulazione reologicamente accettabile per l’applicazione topica, la dispersione degli NLC ottimizzati contenenti silimarina e liofilizzati 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 di Hielscher Ultrasonics sono ampiamente affermati nel settore dell’estrazione botanica, indipendentemente dai materiali vegetali o dal solvente utilizzati. I produttori di estratti – sia i produttori artigianali di estratti esclusivi sia i produttori di massa su larga scala – trovano nell’ampia gamma di apparecchiature Hielscher l’attrezzatura per l’estrazione a ultrasuoni ideale per le proprie esigenze produttive. Le configurazioni per processi in lotti e per processi continui in linea sono prontamente disponibili e possono essere spedite il giorno stesso.

Apparecchiature di estrazione ad alta efficienza

Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher disgregano efficacemente le cellule vegetali, aumentano la superficie del materiale vegetale disponibile per la penetrazione del solvente e migliorano il trasferimento di massa, consentendo il rilascio rapido e completo dei composti fitochimici (metaboliti secondari). Progettati per essere facili da usare, gli estrattori Hielscher si installano rapidamente e possono essere utilizzati in modo sicuro e intuitivo.

Registrazione automatica dei dati

Per soddisfare gli standard di produzione di alimenti, integratori alimentari e prodotti terapeutici, i processi produttivi devono essere monitorati e registrati in dettaglio. I dispositivi digitali a ultrasuoni di Hielscher Ultrasonics sono dotati di registrazione automatica dei dati. Grazie a questa funzione intelligente, tutti i parametri di processo importanti, come l’energia ultrasonica (energia totale e netta), la temperatura, la pressione e il tempo, vengono memorizzati automaticamente 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 riesaminare i precedenti cicli di sonicazione e valutarne i risultati.
Un’altra funzione che facilita l’utilizzo è il controllo remoto tramite 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 il vostro processo di produzione di estratti botanici! Il nostro personale esperto sarà lieto di fornirvi ulteriori informazioni sull’estrazione a ultrasuoni, sui nostri sistemi a ultrasuoni e sui prezzi!

Conformità ai più elevati standard di qualità – Progettati e prodotti in Germania

L’hardware sofisticato e il software intelligente dei sonicatori Hielscher sono progettati per garantire risultati affidabili nell’estrazione a ultrasuoni dalle vostre materie prime botaniche, con risultati riproducibili e un utilizzo semplice e sicuro. Robustezza, affidabilità, funzionamento 24/7 a pieno carico e semplicità d’uso per l’operatore sono ulteriori fattori di qualità che rendono i sonicatori Hielscher una scelta vantaggiosa.
Gli estrattori di Hielscher Ultrasonics vengono utilizzati in tutto il mondo per l’estrazione di composti fitochimici di alta qualità. Grazie alla loro comprovata capacità di ottenere composti botanici di alta qualità, gli estrattori a ultrasuoni Hielscher vengono utilizzati non solo da piccoli produttori artigianali di estratti speciali ed esclusivi, ma soprattutto nella produzione industriale di estratti ampiamente disponibili in commercio, integratori alimentari e prodotti terapeutici. Grazie al loro hardware robusto e al software intelligente, i processori a ultrasuoni Hielscher possono essere utilizzati e monitorati con facilità.
Qualità certificata: Hielscher Ultrasonics, con sede a Teltow, in Germania, è un’azienda a conduzione familiare gestita dai proprietari. Hielscher Ultrasonics è certificata ISO. Naturalmente, tutti i sonicatori Hielscher standard sono conformi alla normativa CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoHs.

La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: