Extrakcia silymarínu z pestreca mariánskeho – najúčinnejšia pomocou ultrazvuku

Silymarín je štandardizovaný extrakt zo semien pestreca mariánskeho a obsahuje najmä viaceré flavonolignány, ako je silibín. Silymarín je známy rôznymi liečivými účinkami, a preto sa používa vo farmaceutických prípravkoch a výživových doplnkoch. Ultrazvuková extrakcia sa preukázala ako najúčinnejšia technika na izoláciu flavonolignánov z pestreca mariánskeho. Ultrazvukové extraktory poskytujú vysoké výťažky vynikajúcej kvality za krátky čas spracovania.

Ultrazvuková extrakcia silymarínu zo semien pestreca mariánskeho

Silymarín je štandardizovaný extrakt zo semien pestreca mariánskeho a obsahuje zmes flavonolignánov prítomných v semenách tejto rastliny (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Hlavnými bioaktívnymi zlúčeninami v tejto izomérnej zmesi polyfenolových flavonolignánov sú polyfenoly taxifolín, silychristín, silydianín, silybín A, silybín B, izosilybín A a izosilybín B.


 

Náročnosť extrakcie silymarínu:

Prevažná časť silymarínu v semenách Silybum marianum sa nachádza v bunkových stenách, ktoré pozostávajú najmä z celulózy tvoriacej pevnú matricu. Túto pevnú bunkovú matricu je ťažké narušiť. Konvenčná extrakcia rozpúšťadlom (napr. pomocou etanolu, metanolu alebo hexánu) nedokáže úplne narušiť bunkové steny, takže veľké množstvo silymarínu zostáva zachytené v bunkovej matrici a neuvoľní sa do rozpúšťadla. To znamená, že v dôsledku neúčinných extrakčných techník sa strácajú veľké množstvá cenných bioaktívnych zlúčenín.

Riešenie na účinnú extrakciu silymarínu:

Ultrazvuková extrakcia prekonáva ostatné extrakčné metódy najmä vysokými výťažkami, krátkym časom spracovania a netepelným spracovaním, t. j. nízkou teplotou extrakcie. Princíp pôsobenia ultrazvuku je založený na akustickej kavitácii. Akustická kavitácia, známa aj ako ultrazvuková kavitácia, vytvára implózie bublín, intenzívne šmykové sily, veľké tlakové rozdiely a kvapalinové prúdy. Tieto čisto mechanické sily narúšajú aj veľmi pevné bunkové steny a uvoľňujú zachytené bioaktívne zlúčeniny, ako je silymarín, do okolitého rozpúšťadla. Prečítajte si viac o princípe pôsobenia ultrazvukovej kavitácie pri extrakčných procesoch!
Nízka teplota pri ultrazvukovej extrakcii zabraňuje tepelnej degradácii bioaktívnych zlúčenín, takže ich účinnosť zostáva plne zachovaná.

Protokol extrakcie Silybum mariannum

Približne 500 g semien rozomletých na jemný prášok sa extrahovalo pomocou n-hexánu počas 15 min. Na priamu sonikáciu sa použila ultrazvuková sonda s priemerom hrotu 20 mm (hrot sonotródy bol v extrakčnej nádobe umiestnený 1 cm pod hladinou rozpúšťadla). Extrakcia sa uskutočnila pomocou ultrazvukového procesora UP400S (400 wattov, 24 kHz). Extrakcia prebiehala 15 min pri izbovej teplote (teplota sa sledovala termočlánkom v extrakčnej zmesi a pomocou ľadového chladiaceho kúpeľa okolo extrakčnej nádoby sa udržiavala konštantná teplota 25°C ±5°C). Po extrakcii sa extrakt odstredil pri 4000rpm.
(porov. Sherif et al., 2017)
Alternatívne výborne funguje ako rozpúšťadlo vodný roztok etanolu. Experimenty potvrdili, že použitie 70% etanolu ako rozpúšťadla poskytuje veľmi vysokú výťažnosť silymarínu.

HPLC chromatogramy extraktov zo semien Silybum marianum získaných pomocou sondového ultrazvukového prístroja pri rôznych časoch extrakcie 15, 30 a 60min. Zistené zlúčeniny: taxifolín, silychristín, silydianín, silybín A, silybín B, izosilybín A a izosilybín B.
(grafy a štúdia: © Saleh et al., 2015)

Následná enkapsulácia: príprava silymarínového nanogélu pomocou ultrazvuku

Protokol prípravy gélu s nanoštruktúrovanými lipidovými nosičmi silymarínu
Nanoštruktúrované lipidové nosiče (NLCs) so silymarínom sa pripravili metódou difúzie rozpúšťadla s následnou ultrazvukovou úpravou. Difúzia rozpúšťadla je najúčinnejšou metódou prípravy nanočastíc, pretože vytvára malé častice s nízkou polydisperzitou, zatiaľ čo ultrazvuková úprava znižuje šmykové napätie. Lipidy Sefsol® 218 (0,5% w/w) a Geleol® (1,4% w/w) sa roztavili a rozpustili v 2ml etanolu pri 60ºC (organická fáza). V organickej fáze sa rozpustil silymarín v množstve približne 2% w/w dvojzložkovej lipidovej zmesi. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) ako povrchovo aktívna látka a soľ žlčovej kyseliny (1,3% w/w) ako pomocná povrchovo aktívna látka sa rozpustili v 19ml destilovanej vody zohriatej na 70ºC a za stáleho miešania pri 70ºC sa k nej pridala organická fáza, aby sa odparilo organické rozpúšťadlo. Výsledná emulzia sa sonikovala 5 min pomocou sondového ultrazvukového prístroja. Na vytvorenie reologicky prijateľnej formulácie na lokálnu aplikáciu sa disperzia optimalizovaných lyofilizovaných NLCs so silymarínom zapracovala do gélu Carbopol. (porov. Iqbal et al., 2019)

Vysokovýkonné ultrazvukové procesory na extrakciu silymarínu

Extraktory Hielscher Ultrasonics sú osvedčené v oblasti extrakcie z rastlín bez ohľadu na použitý rastlinný materiál alebo rozpúšťadlo. Výrobcovia extraktov – exkluzívni malovýrobcovia aj veľkí producenti s hromadnou výrobou – nájdu v širokej ponuke zariadení Hielscher ideálne ultrazvukové extrakčné zariadenie pre svoje výrobné požiadavky. Zostavy na dávkové aj kontinuálne prietokové spracovanie sú bežne dostupné a možno ich expedovať ešte v ten istý deň.

Vysokoúčinné extrakčné zariadenia

Ultrazvukové extraktory Hielscher účinne narúšajú rastlinné bunky, zväčšujú povrch rastlinného materiálu na prenikanie rozpúšťadla a zlepšujú prenos hmoty, čo vedie k rýchlemu a úplnému uvoľneniu fytochemikálií (sekundárnych metabolitov). Extraktory Hielscher, navrhnuté s ohľadom na jednoduché používanie, sa rýchlo inštalujú a možno ich bezpečne a intuitívne obsluhovať.

Automatické zaznamenávanie údajov

Na splnenie výrobných noriem pre potraviny, výživové doplnky a terapeutické prípravky sa výrobné procesy musia podrobne monitorovať a zaznamenávať. Digitálne ultrazvukové zariadenia Hielscher Ultrasonics sú vybavené automatickým zaznamenávaním údajov. Vďaka tejto inteligentnej funkcii sa všetky dôležité procesné parametre, ako sú ultrazvuková energia (celková a čistá energia), teplota, tlak a čas, automaticky ukladajú na vstavanú kartu SD hneď po zapnutí zariadenia. Monitorovanie procesu a zaznamenávanie údajov sú dôležité pre priebežnú štandardizáciu procesu a kvalitu výrobkov. Prístup k automaticky zaznamenaným procesným údajom vám umožňuje preskúmať predchádzajúce sonikačné cykly a vyhodnotiť výsledok.
Ďalšou používateľsky prívetivou funkciou je diaľkové ovládanie našich digitálnych ultrazvukových systémov cez prehliadač. Prostredníctvom diaľkového ovládania cez prehliadač môžete svoj ultrazvukový procesor odkiaľkoľvek na diaľku spustiť, zastaviť, nastavovať a monitorovať.
Chcete sa dozvedieť viac o výhodách ultrazvukovej extrakcie? Kontaktujte nás ešte dnes a prediskutujte s nami svoj proces výroby rastlinných extraktov! Naši skúsení pracovníci vám radi poskytnú ďalšie informácie o ultrazvukovej extrakcii, našich ultrazvukových systémoch a cenách!

Spĺňajú najvyššie štandardy kvality – navrhnuté a vyrobené v Nemecku

Sofistikovaný hardvér a inteligentný softvér ultrazvukových zariadení Hielscher sú navrhnuté tak, aby zaručovali spoľahlivé a reprodukovateľné výsledky ultrazvukovej extrakcie z vašej rastlinnej suroviny a používateľsky prívetivú, bezpečnú obsluhu. Robustnosť, spoľahlivosť, prevádzka 24/7 pri plnom zaťažení a jednoduchá obsluha z pohľadu pracovníka sú ďalšími faktormi kvality, vďaka ktorým sú ultrazvukové zariadenia Hielscher výhodnou voľbou.
Extraktory Hielscher Ultrasonics sa používajú na celom svete na vysokokvalitnú extrakciu fytochemických látok. Ultrazvukové extraktory Hielscher s preukázanou schopnosťou získavať vysokokvalitné rastlinné zlúčeniny používajú nielen menší výrobcovia špeciálnych a exkluzívnych extraktov, ale predovšetkým sa využívajú v priemyselnej výrobe bežne komerčne dostupných extraktov, výživových doplnkov a liečiv. Vďaka robustnému hardvéru a inteligentnému softvéru možno ultrazvukové procesory Hielscher jednoducho obsluhovať a monitorovať.
Certifikovaná kvalita: Hielscher Ultrasonics v nemeckom Teltowe je rodinný podnik riadený vlastníkmi. Hielscher Ultrasonics má certifikáciu ISO. Samozrejme, všetky štandardné ultrazvukové zariadenia Hielscher sú v zhode s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

Nasledujúca tabuľka poskytuje predstavu o približnej spracovateľskej kapacite našich ultrazvukových zariadení: