Silymarine-extractie uit Mariadistel – Meest efficiënt met ultrasoon

Silymarine is een gestandaardiseerd extract van mariadistelzaden en bevat voornamelijk verschillende flavonolignanen zoals silibine. Silymarine staat bekend om verschillende medicinale effecten en wordt daarom gebruikt in geneesmiddelen en supplementen. Ultrasone extractie is de meest effectieve techniek gebleken om flavonolignanen uit Mariadistel te isoleren. Ultrasone extractoren geven een hoge opbrengst van superieure kwaliteit binnen een korte verwerkingstijd.

Ultrasone extractie van silymarine uit mariadistelzaden

Silymarine is een gestandaardiseerd extract van de mariadistelzaden en bevat een mengsel van flavonolignanen die aanwezig zijn in de zaden van de mariadistelplant (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). De belangrijkste bioactieve stoffen in dit isomere mengsel van polyfenolische flavonolignanen zijn de polyfenolen taxifoline, silychristine, silydianine, silybine A, silybine B, isosilybine A en isosilybine B.


 

De uitdaging van de extractie van silymarine:

De grootste hoeveelheid silymarine in Silybum marianum zaden is aanwezig in de celwanden, die voornamelijk bestaan uit cellulose die een stijve matrix vormen. Deze stijve celmatrix is moeilijk te breken. Conventionele extractie met oplosmiddelen (bijvoorbeeld met ethanol, methanol of hexaan) kan de celwanden niet volledig doorbreken, zodat een grote hoeveelheid silymarine in de celmatrix gevangen blijft en niet vrijkomt in het oplosmiddel. Dit betekent dat grote hoeveelheden waardevolle bioactieve stoffen verloren gaan door inefficiënte extractietechnieken.

De oplossing voor efficiënte silymarine-extractie:

Ultrasone extractie blinkt vooral uit door de hoge opbrengst, de korte verwerkingsduur en de niet-thermische behandeling, d.w.z. de lage extractietemperatuur. Het werkingsprincipe van ultrasoon is gebaseerd op akoestische cavitatie. Akoestische a.k.a. ultrasone cavitatie creëert bellenimplosies, intense schuifkrachten, hoge drukverschillen en vloeistofstralen. Deze zuiver mechanische krachten verstoren zelfs zeer stijve celwanden en laten ingesloten bioactieve stoffen zoals silymarine vrijkomen in het omringende oplosmiddel. Lees meer over het werkingsprincipe van ultrasone cavitatie voor extractieprocessen!
De lage extractietemperatuur tijdens ultrasone extractie voorkomt de thermische afbraak van bioactieve stoffen, zodat hun potentie volledig behouden blijft.

Protocol voor de extractie van Silybum mariannum

Ongeveer 500 g fijngemalen zaden werden gedurende 15 minuten geëxtraheerd met n-hexaan. Ultrasone sonde met een puntdiameter van 20 mm werd gebruikt voor directe sonicatie (de positie van de hoornpunt in het extractievat was 1 cm onder het niveau van het oplosmiddel). De extractie werd uitgevoerd met een ultrasone processor UP400S (400 watt, 24 kHz). De extractie werd gedurende 15 minuten bij kamertemperatuur uitgevoerd (de temperatuur werd bewaakt door een thermokoppel in het extractiemengsel met behulp van een koelbad met ijs rond het extractievat om de temperatuur constant te houden op 25°C ±5°C). Na de extractie werd het extract gecentrifugeerd bij 4000 rpm.
(cf. Sherif et al., 2017)
Als alternatief werkt waterige ethanol uitstekend als oplosmiddel. Experimenten bevestigden dat 70% ethanol als oplosmiddel zeer hoge terugvindingen van silymarine geeft.

HPLC-chromatogrammen van Silybum marianum zaden geëxtraheerd met een sonde-type ultrasoonapparaat met verschillende tijdsintervallen van 15, 30 en 60 minuten. Ontdekte verbindingen: taxifoline, silychristine, silydianine, silybine A, silybine B, isosilybine A en isosilybine B.
(grafieken en studie: © Saleh et al., 2015)

Downstream inkapseling: Bereiding van Silymarin Nanogel met ultrageluid

Protocol voor de bereiding van Silymarin-Nanostructured Lipid Carrier Gel
Silymarine-geladen nanogestructureerde lipidedragers (NLC's) werden bereid met behulp van oplosmiddeldiffusie gevolgd door ultrasoonbehandeling. De oplosmiddeldiffusie is de meest effectieve methode voor de bereiding van de nanodeeltjes, omdat het kleine deeltjes met een lage polydispersiteit oplevert, terwijl ultrasoonbehandeling de schuifspanning vermindert. Lipide Sefsol® 218 (0,5% w/w) en Geleol® (1,4% w/w) werden gesmolten en opgelost in 2 ml ethanol bij 60ºC (organische fase). Silymarine, ongeveer 2% w/w van het binaire lipidenmengsel, werd opgelost in de organische fase. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) en galzout (1,3% w/w) als oppervlakte-actieve stof en co-surfactant werden opgelost in 19 ml gedestilleerd water verwarmd bij 70ºC en de organische fase werd toegevoegd onder constant roeren bij 70ºC om het organische oplosmiddel te verdampen. De resulterende emulsie werd gedurende 5 minuten gesoneerd met behulp van een ultrasoonapparaat van het probe-type. Om een reologisch aanvaardbare formulering voor topische toepassing te maken, werd de dispersie van geoptimaliseerde gevriesdroogde silymarine NLC's opgenomen in Carbopol-gel. (cf. Iqbal et al., 2019)

Ultrasone processors met hoge prestaties voor de extractie van silymarine

Hielscher ultrasone extractors zijn een gevestigde waarde op het gebied van botanische extractie, ongeacht het gebruikte plantmateriaal of oplosmiddel. Producenten van extracten – zowel exclusieve fabrikanten van boetiekextracten als grootschalige massaproducenten – vinden in het brede assortiment apparatuur van Hielscher de ideale ultrasone extractieapparatuur voor hun productievereisten. Zowel batch- als continue inline procesopstellingen zijn direct beschikbaar en kunnen dezelfde dag nog worden verzonden.

Zeer efficiënte extractie-apparatuur

Hielscher ultrasone extractors verstoren plantaardige cellen op efficiënte wijze, vergroten het oppervlak van het plantaardige materiaal voor penetratie van oplosmiddelen en zorgen voor een verbeterde massaoverdracht, waardoor fytochemicaliën (secundaire metabolieten) snel en volledig vrijkomen. Hielscher extractors zijn ontworpen met het oog op gebruiksvriendelijkheid, zijn snel geïnstalleerd en kunnen veilig en intuïtief worden bediend.

Automatische gegevensprotocollering

Om aan de productienormen van voedingsmiddelen, voedingssupplementen en therapeutische producten te voldoen, moeten productieprocessen gedetailleerd worden bewaakt en geregistreerd. De digitale ultrasoonapparatuur van Hielscher Ultrasonics beschikt over automatische gegevensprotocollering. Dankzij deze slimme functie worden alle belangrijke procesparameters zoals ultrasone energie (totale en netto energie), temperatuur, druk en tijd automatisch opgeslagen op een ingebouwde SD-kaart zodra het apparaat wordt ingeschakeld. Procesbewaking en gegevensregistratie zijn belangrijk voor continue processtandaardisatie en productkwaliteit. Door de automatisch geregistreerde procesgegevens te raadplegen, kunt u eerdere sonicatieruns herzien en het resultaat evalueren.
Een andere gebruiksvriendelijke functie is de browserafstandsbediening van onze digitale ultrasone systemen. Via browserbesturing op afstand kunt u uw ultrasone processor overal vandaan starten, stoppen, afstellen en controleren.
Wilt u meer weten over de voordelen van ultrasone extractie? Neem dan nu contact met ons op om het productieproces van uw botanische extracten te bespreken! Onze goed ervaren medewerkers delen graag meer informatie over ultrasone extractie, onze ultrasone systemen en prijzen!

Voldoen aan de hoogste kwaliteitsnormen – Ontworpen & Gefabriceerd in Duitsland

De geavanceerde hardware en slimme software van Hielscher ultrasone machines zijn ontworpen om betrouwbare ultrasone extractieresultaten uit uw botanische grondstof te garanderen met reproduceerbare resultaten en een gebruiksvriendelijke, veilige bediening. Robuustheid, betrouwbaarheid, 24/7 werking onder volle belasting en eenvoudige bediening vanuit het oogpunt van de werknemer zijn verdere kwaliteitsfactoren die de Hielscher ultrasoonmachines gunstig maken.
Hielscher ultrasone extractors worden wereldwijd gebruikt voor hoogwaardige fytochemische extractie. Hielscher ultrasone extractors leveren botanische verbindingen van hoge kwaliteit op en worden daarom niet alleen gebruikt door kleinere producenten van speciale en boutique extracten, maar vooral bij de industriële productie van algemeen verkrijgbare extracten, voedingssupplementen en therapeutica. Dankzij hun robuuste hardware en slimme software kunnen Hielscher ultrasone processors eenvoudig worden bediend en gecontroleerd.
Gecertificeerde kwaliteit: Hielscher Ultrasonics in Teltow, Duitsland is een door de eigenaar geleid familiebedrijf. Hielscher Ultrasonics is ISO-gecertificeerd. Natuurlijk voldoen alle standaard Hielscher ultrasone apparaten aan de CE-normen en aan de eisen van UL, CSA en RoHs.

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines: