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

La silimarina è un gruppo di flavonolignani presenti nella pianta del cardo mariano. La silimarina è nota per i suoi vari 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

Fiore di cardo marianoLa silimarina, una miscela di flavonolignani che presenta numerose attività farmacologiche, si ottiene dai semi della pianta del cardo mariano (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). La miscela isomerica di flavonolignani polifenolici contenuta nei semi di cardo mariano è nota come silimarina e contiene i polifenoli taxifolina, silicristina, silidianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.

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Configurazione dell'estrazione a ultrasuoni: Ultrasuonatore a sonda UIP2000hdT (2000 watt) in un reattore in acciaio inox per uso farmaceutico.

Configurazione dell'estrazione a ultrasuoni: Ultrasuonatore a sonda UIP2000hdT (2000 watt) in un reattore in acciaio inossidabile di grado farmaceutico.

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.

Vantaggi dell'estrazione a ultrasuoni di sostanze fitochimiche (ad esempio, silimarina)

  • alto rendimento di estrazione
  • Estratto di alta qualità
  • processo rapido
  • Trattamento non termico
  • Compatibile con qualsiasi solvente
  • sicuro e facile da usare
  • Efficienza energetica

Protocollo per l'estrazione del Silybum mariannum

Estrattore a ultrasuoni UP400St per l'estrazione di flavonolignani e silimarina dai semi di cardo mariano.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 il 70% di etanolo come solvente fornisce recuperi molto elevati di silimarina.

L'estrazione a ultrasuoni con un ultrasuonatore a sonda della silimarina dal cardo mariano fornisce rese molto elevate in tempi brevi.

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)

Sonda a ultrasuoni per l'estrazione di silimarina dai semi di cardo mariano.

L'estrattore a ultrasuoni UP400St è un dispositivo affidabile per l'estrazione della silimarina in lotti da 8 litri.

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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 di processo 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.

Protocollatura automatica dei dati

Controllo preciso dei parametri di processo a ultrasuoni da parte di Hielscher Ultrasonics' software intelligentePer soddisfare gli standard di produzione di alimenti, integratori alimentari e prodotti terapeutici, i processi di produzione devono essere monitorati e registrati dettagliatamente. Gli apparecchi a ultrasuoni digitali Hielscher Ultrasonics dispongono di un protocolling automatico dei dati. Grazie a questa caratteristica intelligente, tutti i parametri di processo 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 le precedenti esecuzioni di sonicazione e valutare il risultato.
Un'altra caratteristica facile da usare è il controllo remoto via browser dei nostri sistemi a ultrasuoni digitali. Tramite il controllo remoto del browser è possibile avviare, fermare, regolare e monitorare il processore a ultrasuoni a distanza da qualsiasi luogo.
Vuoi saperne di più sui vantaggi dell'estrazione a ultrasuoni? Contattaci ora per discutere il tuo processo di produzione di estratti botanici! Il nostro personale esperto sarà lieto di condividere ulteriori informazioni sull'estrazione a ultrasuoni, i nostri sistemi a ultrasuoni e i prezzi!

Soddisfare i più alti standard di qualità – Progettato & Prodotto in Germania

L'hardware sofisticato e il software intelligente degli ultrasuoni Hielscher sono progettati per garantire risultati affidabili di estrazione a ultrasuoni dalle vostre materie prime botaniche con risultati riproducibili e un funzionamento facile e sicuro. La robustezza, l'affidabilità, il funzionamento 24 ore su 24 e 7 giorni su 7 a pieno carico e la semplicità di funzionamento dal punto di vista dell'operatore sono ulteriori fattori di qualità che rendono gli ultrasuonatori Hielscher vantaggiosi.
Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher sono utilizzati in tutto il mondo nell'estrazione fitochimica di alta qualità. Provati per produrre composti botanici di alta qualità, gli estrattori a ultrasuoni Hielscher non sono utilizzati solo da piccoli artigiani di estratti speciali e boutique, ma soprattutto nella produzione industriale di estratti, integratori nutrizionali e terapeutici ampiamente disponibili in commercio. Grazie al loro hardware robusto e al software intelligente, gli estrattori 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 ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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Gli omogeneizzatori a ultrasuoni ad alto potere di taglio sono utilizzati in laboratorio, su banco, in processi pilota e industriali.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione in laboratorio, pilota e su scala industriale.



Letteratura / Referenze


Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro, dagli ultrasuoni da laboratorio compatti alle unità da banco fino ai sistemi a ultrasuoni industriali completi.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.