マリアアザミからのシリマリン抽出 – 超音波処理で最も効率的に

シリマリンはマリアアザミの種子から得られる標準化抽出物で、主にシリビンなどの数種類のフラボノリグナンを含みます。シリマリンはさまざまな薬効でよく知られており、医薬品やサプリメントに使用されています。超音波抽出は、マリアアザミからフラボノリグナンを単離する最も有効な技術であることが実証されています。超音波抽出装置は、短い処理時間で優れた品質の抽出物を高収率で得られます。

マリアアザミ種子からのシリマリンの超音波抽出

シリマリンはマリアアザミの種子から得られる標準化抽出物で、マリアアザミ（Silybum marianum L. Gaertner、キク科）の種子に存在するフラボノリグナンの混合物を含みます。このポリフェノール性フラボノリグナンの異性体混合物に含まれる主な生理活性化合物は、ポリフェノールであるタキシフォリン、シリクリスチン、シリジアニン、シリビンA、シリビンB、イソシリビンAおよびイソシリビンBです。


 

シリマリン抽出の課題：

Silybum marianumの種子に含まれるシリマリンの大部分は細胞壁に存在します。細胞壁は主にセルロースからなり、強固なマトリックスを形成しています。この強固な細胞マトリックスは破壊が困難です。従来の溶媒抽出（例えば、エタノール、メタノールまたはヘキサンを使用）では細胞壁を完全に破壊できないため、大量のシリマリンが細胞マトリックス内に閉じ込められたまま残り、溶媒中に放出されません。これは、非効率的な抽出技術によって、貴重な生理活性化合物が大量に無駄になっていることを意味します。

有効なシリマリン抽出のための解決策：

超音波抽出は、特に高収率、短い処理時間、非加熱処理、すなわち低い抽出温度という点で、他の抽出方法より優れています。超音波処理の動作原理は音響キャビテーションに基づいています。音響キャビテーションは超音波キャビテーションとも呼ばれ、気泡の爆縮、強いせん断力、大きな圧力差、液体ジェットを生み出します。これらの純粋に機械的な力は、非常に強固な細胞壁さえも破壊し、閉じ込められているシリマリンなどの生理活性化合物を周囲の溶媒中に放出します。 抽出プロセスにおける超音波キャビテーションの動作原理について、詳しくお読みください！
超音波抽出中の低い抽出温度は、生理活性化合物の熱分解を防ぐため、その効力が完全に維持されます。

Silybum mariannumの抽出プロトコル

微粉末状にした種子約500 gを、n-ヘキサンを用いて15 min抽出しました。先端直径20 mmの超音波プローブを直接超音波処理に使用しました（抽出容器内のホーン先端の位置は、溶媒の液面から1 cm下でした）。抽出には超音波プロセッサーUP400S（400 ワット、24 kHz）を使用しました。抽出は室温で15 min行いました（抽出混合物中の熱電対で温度を監視し、抽出容器の周囲に氷冷浴を設けて、温度を25°C ±5°Cに一定に保ちました）。抽出後、抽出物を4000rpmで遠心分離しました。
（cf. Sherif et al., 2017）
代替溶媒として、含水エタノールも優れた働きをします。実験により、70%エタノールを溶媒として使用すると、非常に高いシリマリン回収率が得られることが確認されました。

プローブ型超音波装置を用い、15、30および60minという異なる時間で抽出したSilybum marianum種子のHPLCクロマトグラム。検出された化合物：タキシフォリン、シリクリスチン、シリジアニン、シリビンA、シリビンB、イソシリビンAおよびイソシリビンB。
（グラフおよび研究：© Saleh et al., 2015）

後工程でのカプセル化：超音波によるシリマリンナノゲルの調製

シリマリン含有ナノ構造脂質キャリアゲルの調製プロトコル
シリマリンを内包したナノ構造脂質キャリア（NLCs）は、溶媒拡散法に続いて超音波処理を行う方法で調製しました。溶媒拡散法は、粒径が小さく多分散性の低い粒子を生成するため、ナノ粒子の調製に最も有効な方法であり、一方、超音波処理はせん断応力を低減します。脂質のSefsol® 218（0.5% w/w）とGeleol®（1.4% w/w）を融解し、60ºCで2mlのエタノールに溶解しました（有機相）。脂質二成分混合物に対して約2% w/wのシリマリンを有機相に溶解しました。界面活性剤としてCremophor® RH40（2.7% w/w）、補助界面活性剤として胆汁酸塩（1.3% w/w）を、それぞれ70ºCに加熱した19mlの蒸留水に溶解しました。そこに有機相を加え、70ºCで一定の撹拌を続けて有機溶媒を蒸発させました。得られたエマルションを、プローブ型超音波装置を用いて5 min超音波処理しました。局所塗布に適したレオロジー特性を備えた製剤にするため、最適化した凍結乾燥シリマリンNLCsの分散液をCarbopolゲルに配合しました。（cf. Iqbal et al., 2019）

シリマリン抽出用の高性能超音波プロセッサー

Hielscher Ultrasonicsの抽出装置は、使用する植物原料や溶媒を問わず、植物抽出の分野で確固たる地位を築いています。抽出物の製造業者は – 高級な少量生産の抽出物メーカーから大規模な量産メーカーまで – Hielscherの幅広い装置ラインアップから、生産要件に最適な超音波抽出装置を見つけることができます。バッチ処理および連続インライン処理の構成はすぐに提供でき、当日の出荷が可能です。

高効率の抽出装置

Hielscherの超音波抽出装置は、植物細胞を効率的に破砕し、溶媒が浸透する植物原料の表面積を増やすとともに物質移動を改善するため、植物由来化学物質（二次代謝産物）が迅速かつ完全に放出されます。使いやすさを考慮して設計されたHielscherの抽出装置は、短時間で設置でき、安全かつ直感的に操作できます。

自動データ記録

食品、栄養補助食品および治療用製品の製造基準を満たすには、製造プロセスを詳細に監視し、記録する必要があります。Hielscher Ultrasonicsのデジタル超音波装置には、自動データ記録機能が搭載されています。この高度な機能により、超音波エネルギー（総エネルギーおよび正味エネルギー）、温度、圧力、時間など、すべての重要なプロセスパラメーターが、装置の電源を入れた時点から内蔵SDカードに自動保存されます。プロセスの監視とデータの記録は、継続的なプロセスの標準化と製品品質にとって重要です。自動記録されたプロセスデータにアクセスすることで、過去の超音波処理の実施内容を見直し、その結果を評価できます。
使いやすさを高めるもう一つの機能は、当社のデジタル超音波システムのブラウザーによる遠隔制御です。ブラウザーによる遠隔制御を通じて、どこからでも超音波プロセッサーを遠隔で開始、停止、調整、監視できます。
超音波抽出の利点について、さらに詳しく知りたいですか？植物抽出物の製造プロセスについてご相談いただくため、今すぐお問い合わせください！経験豊富なスタッフが、超音波抽出、当社の超音波システムおよび価格について、さらに詳しい情報をご案内いたします！

最高の品質基準を満たす – ドイツで設計・製造

Hielscherの超音波装置の精巧なハードウェアと高度なソフトウェアは、植物原料から信頼性の高い超音波抽出結果を得ることを保証するように設計されており、再現性のある結果と、使いやすく安全な操作を実現します。堅牢性、信頼性、全負荷での24/7運転、作業者から見た操作の簡便さも、Hielscherの超音波装置が選ばれる品質要因です。
Hielscher Ultrasonicsの抽出装置は、高品質の植物由来化学物質の抽出に世界中で使用されています。高品質の植物由来化合物が得られることが実証されているHielscherの超音波抽出装置は、特殊な抽出物や少量生産の抽出物を手がける小規模な製造業者だけでなく、主として、広く市販されている抽出物、栄養補助食品および治療用製品の工業生産に使用されています。堅牢なハードウェアと高度なソフトウェアにより、Hielscherの超音波プロセッサーは容易に操作・監視できます。
認証された品質： ドイツのTeltowにあるHielscher Ultrasonicsは、オーナーが経営する家族企業です。Hielscher UltrasonicsはISO認証を取得しています。当然ながら、Hielscherの標準超音波装置はすべてCEに適合し、UL、CSAおよびRoHsの要件を満たしています。

以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力の目安を示しています：