Ekstrakcja sylimaryny z ostropestu plamistego – Najskuteczniejsze przy zastosowaniu ultradźwięków

Silymarin jest standaryzowanym ekstraktem z nasion ostropestu i zawiera głównie kilka flawonolignanów, takich jak silibin. Silymaryna jest znana z różnych efektów leczniczych i dlatego jest stosowana w farmaceutykach i suplementach. Udowodniono, że ekstrakcja ultradźwiękowa jest najbardziej skuteczną techniką izolacji flawonolignanów z ostropestu. Ekstraktory ultradźwiękowe dają wysokie plony o najwyższej jakości w krótkim czasie przetwarzania.

Ultradźwiękowa ekstrakcja sylimaryny z nasion ostropestu plamistego.

Silymaryna jest standaryzowanym ekstraktem z nasion ostropestu plamistego i zawiera mieszaninę flawonolignanów występujących w nasionach rośliny ostropestu plamistego (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Głównymi związkami bioaktywnymi w tej izomerycznej mieszaninie polifenolowych flawonolignanów są polifenole: taksifolina, silychrystyna, silydianina, silybina A, silybina B, izosilybina A i izosilybina B.


 

The Challenge of Silymarin Extraction:

Największa ilość sylimaryny w nasionach Silybum marianum jest obecna w ścianach komórkowych, które składają się głównie z celulozy tworzącej sztywną matrycę. Ta sztywna matryca komórkowa jest trudna do rozbicia. Konwencjonalna ekstrakcja rozpuszczalnikami (np. przy użyciu etanolu, metanolu lub heksanu) nie jest w stanie całkowicie rozbić ścian komórkowych, więc duża ilość sylimaryny pozostaje uwięziona w matrycy komórkowej i nie jest uwalniana do rozpuszczalnika. Oznacza to, że duże ilości cennych związków bioaktywnych są marnowane z powodu nieefektywnych technik ekstrakcji.

Rozwiązanie dla skutecznej ekstrakcji sylimaryny:

Ekstrakcja ultradźwiękowa przewyższa inne metody ekstrakcji zwłaszcza pod względem wysokiej wydajności, krótkiego czasu przetwarzania i jej nietermicznej obróbki, tj. niskiej temperatury ekstrakcji. Zasada działania ultradźwięków opiera się na kawitacji akustycznej. Kawitacja akustyczna lub ultradźwiękowa powoduje implozje pęcherzyków, intensywne siły ścinające, wysokie różnice ciśnień i strumienie cieczy. Te czysto mechaniczne siły rozbijają nawet bardzo sztywne ściany komórkowe i uwalniają uwięzione związki bioaktywne, takie jak sylimaryna, do otaczającego rozpuszczalnika. Przeczytaj więcej o zasadzie działania kawitacji ultradźwiękowej w procesach ekstrakcyjnych!
Niska temperatura ekstrakcji podczas ultradźwięków zapobiega degradacji termicznej związków bioaktywnych, dzięki czemu ich siła działania jest w pełni zachowana.

Protokół ekstrakcji Silybum mariannum

Około 500 g drobno sproszkowanych nasion ekstrahowano przy użyciu n-heksanu przez 15 min. Do bezpośredniej sonikacji zastosowano sondę ultradźwiękową o średnicy końcówki 20 mm (położenie końcówki tuby wewnątrz naczynia ekstrakcyjnego znajdowało się 1 cm pod poziomem rozpuszczalnika). Ekstrakcję prowadzono przy użyciu procesora ultradźwiękowego UP400S (400 W, 24 kHz). Ekstrakcję prowadzono przez 15 min w temperaturze pokojowej (temperaturę monitorowano za pomocą termopary wewnątrz mieszaniny ekstrakcyjnej, stosując lodową łaźnię chłodzącą wokół naczynia ekstrakcyjnego w celu utrzymania stałej temperatury 25°C ±5°C). Po ekstrakcji ekstrakt odwirowywano przy 4000rpm.
(por. Sherif i in., 2017)
Alternatywnie, wodny etanol działa doskonale jako rozpuszczalnik. Eksperymenty potwierdziły, że 70% etanol jako rozpuszczalnik daje bardzo wysoki odzysk sylimaryny.

Chromatogramy HPLC nasion Silybum marianum ekstrahowanych przy użyciu ultradźwiękowca sondowego w różnych odstępach czasu 15, 30 i 60 min. Wykryte związki: taksifolina, silychrystyna, silydianina, silybina A, silybina B, izosilybina A i izosilybina B.
(wykresy i opracowanie: © Saleh et al., 2015)

Downstream Encapsulation: Przygotowanie Nanożelu Silymariny za pomocą ultradźwięków

Protokół przygotowania żelu nośnikowego Silymarin-Nanostrukturyzowany Lipid
Nanostrukturalne nośniki lipidowe (NLCs) zawierające sylimarynę przygotowano metodą dyfuzji rozpuszczalnikowej, a następnie ultradźwiękową. Dyfuzja rozpuszczalnikowa jest najbardziej efektywną metodą otrzymywania nanocząstek, ponieważ pozwala na uzyskanie małych rozmiarów cząstek o niskiej polidyspersyjności, natomiast ultradźwiękowa redukuje naprężenia ścinające. Lipidy Sefsol® 218 (0,5% w/w) i Geleol® (1,4% w/w) zostały stopione i rozpuszczone w 2ml etanolu w temperaturze 60ºC (faza organiczna). W fazie organicznej rozpuszczono sylimarynę w ilości około 2% w/w w dwuskładnikowej mieszaninie lipidów. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) i sól żółciową (1,3% w/w) jako odpowiednio surfaktant i ko-surfaktant rozpuszczono w 19ml wody destylowanej podgrzanej w 70ºC i dodano do niej fazę organiczną, stale mieszając w 70ºC do odparowania rozpuszczalnika organicznego. Powstałą emulsję sonikowano przez 5 min przy użyciu ultradźwiękowca sondowego. W celu wytworzenia akceptowalnej reologicznie formulacji do stosowania miejscowego, dyspersję zoptymalizowanych liofilizowanych NLCs silymaryny włączono do żelu Carbopol. (por. Iqbal i in., 2019)

Wysokowydajne procesory ultradźwiękowe do ekstrakcji sylimaryny

Ekstraktory firmy Hielscher Ultrasonics mają ugruntowaną pozycję w dziedzinie ekstrakcji botanicznej, niezależnie od tego, jakie materiały roślinne i jakie rozpuszczalniki są stosowane. Producenci ekstraktów – zarówno ekskluzywnych, butikowych producentów ekstraktów, jak i masowych producentów na dużą skalę – W szerokim asortymencie firmy Hielscher można znaleźć idealne urządzenia do ekstrakcji ultradźwiękowej spełniające wymagania produkcyjne. Zarówno w przypadku procesów wsadowych, jak i ciągłych w linii produkcyjnej, urządzenia są łatwo dostępne i mogą być wysłane tego samego dnia.

Wysokowydajne urządzenia do ekstrakcji

Ekstraktory ultradźwiękowe firmy Hielscher skutecznie rozbijają komórki roślinne, zwiększają powierzchnię materiału roślinnego dla penetracji rozpuszczalnika, jak również poprawiają transfer masy, co skutkuje szybkim i całkowitym uwolnieniem fitochemikaliów (wtórnych metabolitów). Ekstraktory Hielscher, zaprojektowane z myślą o łatwości obsługi, są szybko instalowane i mogą być bezpiecznie i intuicyjnie obsługiwane.

Automatyczne protokołowanie danych

W celu spełnienia standardów produkcji żywności, suplementów diety i produktów leczniczych, procesy produkcyjne muszą być szczegółowo monitorowane i rejestrowane. Cyfrowe urządzenia ultradźwiękowe firmy Hielscher Ultrasonics posiadają funkcję automatycznego protokołowania danych. Dzięki tej inteligentnej funkcji wszystkie ważne parametry procesu, takie jak energia ultradźwiękowa (energia całkowita i netto), temperatura, ciśnienie i czas, są automatycznie zapisywane na wbudowanej karcie SD zaraz po włączeniu urządzenia. Monitorowanie procesu i rejestracja danych są ważne dla ciągłej standaryzacji procesu i jakości produktu. Dzięki dostępowi do automatycznie zapisanych danych procesowych można zweryfikować poprzednie przebiegi sonikacji i ocenić ich wynik.
Kolejną przyjazną dla użytkownika funkcją jest zdalne sterowanie naszymi cyfrowymi systemami ultradźwiękowymi przez przeglądarkę. Dzięki zdalnemu sterowaniu przez przeglądarkę można z dowolnego miejsca zdalnie uruchamiać, zatrzymywać, regulować i monitorować procesor ultradźwiękowy.
Chcesz dowiedzieć się więcej o zaletach ekstrakcji ultradźwiękowej? Skontaktuj się z nami teraz, aby omówić proces produkcji ekstraktu botanicznego! Nasi doświadczeni pracownicy z przyjemnością podzielą się informacjami na temat ekstrakcji ultradźwiękowej, naszych systemów ultradźwiękowych i cen!

Spełnianie najwyższych standardów jakości – Zaprojektowane & Wyprodukowano w Niemczech

Zaawansowany sprzęt i inteligentne oprogramowanie ultradźwiękowych urządzeń firmy Hielscher gwarantują niezawodne wyniki ekstrakcji ultradźwiękowej z surowców roślinnych, powtarzalne rezultaty oraz przyjazną dla użytkownika i bezpieczną obsługę. Wytrzymałość, niezawodność, praca 24/7 pod pełnym obciążeniem i prosta obsługa z punktu widzenia pracownika to kolejne czynniki wpływające na jakość ultradźwiękowców Hielscher.
Ekstraktory ultradźwiękowe Hielscher są stosowane na całym świecie do ekstrakcji fitochemicznej wysokiej jakości. Ekstraktory ultradźwiękowe firmy Hielscher, które udowodniły, że dają wysokiej jakości związki botaniczne, są stosowane nie tylko przez mniejszych producentów ekstraktów specjalnych i butikowych, ale przede wszystkim w produkcji przemysłowej powszechnie dostępnych ekstraktów, suplementów diety i leków. Dzięki solidnemu sprzętowi i inteligentnemu oprogramowaniu, ultradźwiękowe procesory Hielscher można łatwo obsługiwać i monitorować.
Certyfikowana jakość: Hielscher Ultrasonics w Teltow, Niemcy jest firmą rodzinną zarządzaną przez właściciela. Hielscher Ultrasonics posiada certyfikat ISO. Oczywiście wszystkie standardowe ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators: