Extração de silimarina do cardo-mariano – Máxima eficiência com ultrassons

A silimarina é um extrato padronizado das sementes de cardo-mariano e contém principalmente várias flavonolignanas, como a silibina. A silimarina é bem conhecida pelos seus diversos efeitos medicinais e, por isso, é utilizada em produtos farmacêuticos e suplementos. A extração ultrassónica demonstrou ser a técnica mais eficaz para isolar flavonolignanas do cardo-mariano. Os extratores ultrassónicos proporcionam elevados rendimentos de qualidade superior num curto tempo de processamento.

Extração ultrassónica de silimarina das sementes de cardo-mariano

A silimarina é um extrato padronizado das sementes de cardo-mariano e contém uma mistura de flavonolignanas presentes nas sementes da planta de cardo-mariano (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Os principais compostos bioativos desta mistura isomérica de flavonolignanas polifenólicas são os polifenóis taxifolina, silicristina, silidianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.


 

O desafio da extração de silimarina:

A maior parte da silimarina nas sementes de Silybum marianum encontra-se nas paredes celulares, que são compostas principalmente por celulose, formando uma matriz rígida. Esta matriz celular rígida é difícil de romper. A extração convencional com solventes (por exemplo, utilizando etanol, metanol ou hexano) não consegue romper completamente as paredes celulares, pelo que uma grande quantidade de silimarina permanece retida na matriz celular e não é libertada para o solvente. Isto significa que grandes quantidades de compostos bioativos valiosos são desperdiçadas devido a técnicas de extração ineficientes.

A solução para uma extração eficaz de silimarina:

A extração ultrassónica supera outros métodos de extração, sobretudo pelos elevados rendimentos, pela curta duração do processamento e pelo tratamento não térmico, ou seja, pela baixa temperatura de extração. O princípio de funcionamento dos ultrassons baseia-se na cavitação acústica. A cavitação acústica, também conhecida como cavitação ultrassónica, gera implosões de bolhas, forças intensas de cisalhamento, elevados diferenciais de pressão e jatos de líquido. Estas forças puramente mecânicas rompem até paredes celulares muito rígidas e libertam compostos bioativos retidos, como a silimarina, para o solvente circundante. Saiba mais sobre o princípio de funcionamento da cavitação ultrassónica nos processos de extração!
A baixa temperatura de extração durante a extração ultrassónica impede a degradação térmica dos compostos bioativos, mantendo integralmente a sua potência.

Protocolo para a extração de Silybum mariannum

Cerca de 500 g de sementes finamente pulverizadas foram submetidos a extração com n-hexano durante 15 min. Foi utilizada uma sonda ultrassónica com uma ponta de 20 mm de diâmetro para sonicação direta (a ponta do sonotrodo no interior do recipiente de extração encontrava-se 1 cm abaixo do nível do solvente). A extração foi realizada com um processador ultrassónico UP400S (400 watts, 24 kHz). A extração decorreu durante 15 min à temperatura ambiente (a temperatura foi monitorizada por um termopar no interior da mistura de extração, utilizando um banho de arrefecimento com gelo em redor do recipiente de extração para manter a temperatura constante a 25°C ±5°C). Após a extração, o extrato foi centrifugado a 4000rpm.
(cf. Sherif et al., 2017)
Em alternativa, o etanol aquoso funciona muito bem como solvente. As experiências confirmaram que o etanol a 70%, utilizado como solvente, proporciona recuperações muito elevadas de silimarina.

Cromatogramas de HPLC de sementes de Silybum marianum submetidas a extração com um sonicador de sonda em diferentes intervalos de tempo de 15, 30 e 60min. Compostos detetados: taxifolina, silicristina, silidianina, silibina A, silibina B, isosilibina A e isosilibina B.
(gráficos e estudo: © Saleh et al., 2015)

Encapsulação a jusante: preparação de nanogel de silimarina com ultrassons

Protocolo para a preparação de gel de transportadores lipídicos nanoestruturados com silimarina
Os transportadores lipídicos nanoestruturados (NLCs) carregados com silimarina foram preparados por difusão do solvente, seguida de aplicação de ultrassons. A difusão do solvente é o método mais eficaz para a preparação das nanopartículas, uma vez que produz partículas de pequena dimensão com baixa polidispersidade, enquanto a aplicação de ultrassons reduz a tensão de cisalhamento. O lípido Sefsol® 218 (0,5% p/p) e Geleol® (1,4% p/p) foram fundidos e dissolvidos em 2ml de etanol a 60ºC (fase orgânica). Foi dissolvida na fase orgânica uma quantidade de silimarina correspondente a aproximadamente 2% p/p da mistura lipídica binária. Cremophor® RH40 (2,7% p/p) e sal biliar (1,3% p/p), como tensioativo e cotensioativo, respetivamente, foram dissolvidos em 19ml de água destilada aquecida a 70ºC, à qual se adicionou a fase orgânica, sob agitação constante a 70ºC, para evaporar o solvente orgânico. A emulsão resultante foi submetida a sonicação durante 5 min com um sonicador de sonda. Para obter uma formulação reologicamente aceitável para aplicação tópica, a dispersão dos NLCs de silimarina otimizados e liofilizados foi incorporada em gel de Carbopol. (cf. Iqbal et al., 2019)

Processadores ultrassónicos de elevado desempenho para a extração de silimarina

Os extratores da Hielscher Ultrasonics estão bem estabelecidos no domínio da extração botânica, independentemente dos materiais vegetais ou do solvente utilizados. Os produtores de extratos – tanto os fabricantes de extratos exclusivos de pequena produção como os produtores em massa em grande escala – encontram na vasta gama de equipamentos da Hielscher o equipamento de extração ultrassónica ideal para as suas necessidades de produção. Estão prontamente disponíveis configurações de processo por lotes e em linha contínua, que podem ser expedidas no próprio dia.

Equipamento de extração de elevada eficiência

Os extratores ultrassónicos da Hielscher rompem eficazmente as células vegetais, aumentam a área superficial do material vegetal para a penetração do solvente e melhoram a transferência de massa, o que resulta na libertação rápida e completa dos compostos fitoquímicos (metabolitos secundários). Concebidos para facilitar a utilização, os extratores da Hielscher são instalados rapidamente e podem ser operados de forma segura e intuitiva.

Registo automático de dados

Para cumprir as normas de produção de alimentos, suplementos nutricionais e produtos terapêuticos, os processos de produção têm de ser monitorizados e registados em detalhe. Os dispositivos ultrassónicos digitais da Hielscher Ultrasonics dispõem de registo automático de dados. Graças a esta funcionalidade inteligente, todos os parâmetros importantes do processo, como a energia ultrassónica (energia total e líquida), a temperatura, a pressão e o tempo, são automaticamente guardados num cartão SD integrado assim que o dispositivo é ligado. A monitorização do processo e o registo de dados são importantes para a padronização contínua do processo e para a qualidade do produto. Ao aceder aos dados do processo registados automaticamente, pode rever ciclos de sonicação anteriores e avaliar os resultados.
Outra funcionalidade que facilita a utilização é o controlo remoto dos nossos sistemas ultrassónicos digitais através do navegador. Através do controlo remoto pelo navegador, pode iniciar, parar, ajustar e monitorizar o seu processador ultrassónico remotamente a partir de qualquer lugar.
Pretende saber mais sobre as vantagens da extração ultrassónica? Contacte-nos agora para discutir o seu processo de fabrico de extratos botânicos! A nossa equipa experiente terá todo o gosto em partilhar mais informações sobre a extração ultrassónica, os nossos sistemas ultrassónicos e os preços!

Cumprimento dos mais elevados padrões de qualidade – Concebidos e fabricados na Alemanha

O hardware sofisticado e o software inteligente dos sonicadores da Hielscher são concebidos para garantir resultados fiáveis de extração ultrassónica a partir da sua matéria-prima botânica, com resultados reprodutíveis e um funcionamento seguro e fácil de utilizar. A robustez, a fiabilidade, o funcionamento 24/7 em plena carga e a simplicidade de operação do ponto de vista do operador são outros fatores de qualidade que tornam os sonicadores da Hielscher uma escolha favorável.
Os extratores da Hielscher Ultrasonics são utilizados em todo o mundo na extração de compostos fitoquímicos de elevada qualidade. Com eficácia comprovada na obtenção de compostos botânicos de elevada qualidade, os extratores ultrassónicos da Hielscher são utilizados não só por pequenos produtores artesanais de extratos especiais e exclusivos, mas sobretudo na produção industrial de extratos amplamente disponíveis no mercado, suplementos nutricionais e produtos terapêuticos. Graças ao seu hardware robusto e software inteligente, os processadores ultrassónicos da Hielscher podem ser facilmente operados e monitorizados.
Qualidade certificada: A Hielscher Ultrasonics, em Teltow, na Alemanha, é uma empresa familiar gerida pelos seus proprietários. A Hielscher Ultrasonics tem certificação ISO. Naturalmente, todos os sonicadores padrão da Hielscher estão em conformidade com os requisitos CE e cumprem os requisitos de UL, CSA e RoHs.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores: