Ekstrakcija silimarina iz pegastega badlja – najučinkovitejša z ultrazvočno obdelavo

Silimarin je standardiziran izvleček iz semen pegastega badlja in vsebuje predvsem več flavonolignanov, kot je silibin. Silimarin je dobro znan po različnih zdravilnih učinkih in se zato uporablja v farmacevtskih izdelkih in prehranskih dopolnilih. Ultrazvočna ekstrakcija se je izkazala za najučinkovitejšo tehniko za izolacijo flavonolignanov iz pegastega badlja. Ultrazvočni ekstraktorji zagotavljajo visoke izkoristke in vrhunsko kakovost v kratkem času obdelave.

Ultrazvočna ekstrakcija silimarina iz semen pegastega badlja

Silimarin je standardiziran izvleček iz semen pegastega badlja in vsebuje mešanico flavonolignanov, prisotnih v semenih rastline pegasti badelj (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Glavne bioaktivne spojine v tej izomerni mešanici polifenolnih flavonolignanov so polifenoli taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A in isosilybin B.


 

Izziv pri ekstrakciji silimarina:

Večina silimarina v semenih Silybum marianum je v celičnih stenah, ki so sestavljene predvsem iz celuloze, ta pa tvori togo matrico. To togo celično matrico je težko razgraditi. Običajna ekstrakcija s topilom (npr. z etanolom, metanolom ali heksanom) ne more popolnoma razgraditi celičnih sten, zato velika količina silimarina ostane ujeta v celični matrici in se ne sprosti v topilo. To pomeni, da se zaradi neučinkovitih ekstrakcijskih tehnik izgubljajo velike količine dragocenih bioaktivnih spojin.

Rešitev za učinkovito ekstrakcijo silimarina:

Ultrazvočna ekstrakcija prekaša druge ekstrakcijske metode zlasti z visokimi izkoristki, kratkim časom obdelave in netoplotno obdelavo, tj. nizko temperaturo ekstrakcije. Načelo delovanja ultrazvočne obdelave temelji na akustični kavitaciji. Akustična oziroma ultrazvočna kavitacija povzroča implozije mehurčkov, intenzivne strižne sile, velike razlike v tlaku in curke tekočine. Te izključno mehanske sile razgradijo tudi zelo toge celične stene in sprostijo ujete bioaktivne spojine, kot je silimarin, v okoliško topilo. Preberite več o načelu delovanja ultrazvočne kavitacije pri ekstrakcijskih procesih!
Nizka temperatura ekstrakcije med ultrazvočno ekstrakcijo preprečuje toplotno razgradnjo bioaktivnih spojin, tako da se njihova učinkovitost v celoti ohrani.

Protokol za ekstrakcijo Silybum mariannum

Približno 500 g semen, zmletih v fin prah, so 15 min ekstrahirali z n-heksanom. Za neposredno sonikacijo so uporabili ultrazvočno sondo s premerom konice 20 mm (konica sonotrode je bila v ekstrakcijski posodi 1 cm pod gladino topila). Ekstrakcijo so izvedli z ultrazvočnim procesorjem UP400S (400 vatov, 24 kHz). Ekstrakcija je potekala 15 min pri sobni temperaturi (temperaturo so spremljali s termočlenom v ekstrakcijski mešanici, okoli ekstrakcijske posode pa so uporabili ledeno hladilno kopel, da je temperatura ostala stalna pri 25°C ±5°C). Po ekstrakciji so izvleček centrifugirali pri 4000rpm.
(prim. Sherif et al., 2017)
Kot alternativno topilo se odlično obnese vodni etanol. Poskusi so potrdili, da 70% etanol kot topilo zagotavlja zelo visok izkoristek pridobivanja silimarina.

HPLC-kromatogrami semen Silybum marianum, ekstrahiranih z ultrazvočno napravo s sondo v različnih časovnih intervalih 15, 30 in 60min. Zaznane spojine: taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A in isosilybin B.
(grafi in raziskava: © Saleh et al., 2015)

Enkapsulacija po ekstrakciji: priprava silimarinskega nanogela z ultrazvokom

Protokol za pripravo gela z nanostrukturiranimi lipidnimi nosilci silimarina
Nanostrukturirane lipidne nosilce (NLC) s silimarinom so pripravili z difuzijo topila, ki ji je sledila ultrazvočna obdelava. Difuzija topila je najučinkovitejša metoda za pripravo nanodelcev, saj zagotavlja majhne delce z nizko polidisperznostjo, ultrazvočna obdelava pa zmanjšuje strižno napetost. Lipida Sefsol® 218 (0,5% w/w) in Geleol® (1,4% w/w) so stalili in raztopili v 2ml etanola pri 60ºC (organska faza). Silimarin v količini približno 2% w/w dvokomponentne lipidne mešanice so raztopili v organski fazi. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) kot površinsko aktivno snov in žolčno sol (1,3% w/w) kot pomožno površinsko aktivno snov so raztopili v 19ml destilirane vode, segrete na 70ºC, nato pa ob stalnem mešanju pri 70ºC dodali organsko fazo, da bi organsko topilo izhlapelo. Nastalo emulzijo so 5 min sonicirali z ultrazvočno napravo s sondo. Da bi pripravili reološko sprejemljivo formulacijo za topikalno uporabo, so disperzijo optimiziranih liofiliziranih NLC s silimarinom vključili v gel Carbopol. (prim. Iqbal et al., 2019)

Visokozmogljivi ultrazvočni procesorji za ekstrakcijo silimarina

Ekstraktorji Hielscher Ultrasonics so dobro uveljavljeni na področju ekstrakcije iz rastlin, ne glede na uporabljeni rastlinski material ali topilo. Proizvajalci izvlečkov – tako ekskluzivni butični proizvajalci izvlečkov kot tudi množični proizvajalci v velikem obsegu – v široki ponudbi opreme Hielscher najdejo idealno opremo za ultrazvočno ekstrakcijo, ki ustreza njihovim proizvodnim zahtevam. Sistemi za šaržne in neprekinjene pretočne procese so na voljo takoj in jih je mogoče odposlati še isti dan.

Visokoučinkovita ekstrakcijska oprema

Ultrazvočni ekstraktorji Hielscher učinkovito razgradijo rastlinske celice, povečajo površino rastlinskega materiala za prodiranje topila in izboljšajo prenos snovi, kar omogoča hitro in popolno sproščanje fitokemikalij (sekundarnih metabolitov). Ekstraktorji Hielscher so zasnovani za prijazno uporabo, hitro se namestijo ter omogočajo varno in intuitivno upravljanje.

Samodejno beleženje podatkov

Za izpolnjevanje standardov proizvodnje živil, prehranskih dopolnil in terapevtskih izdelkov je treba proizvodne procese podrobno spremljati in beležiti. Digitalne ultrazvočne naprave Hielscher Ultrasonics omogočajo samodejno beleženje podatkov. Zaradi te pametne funkcije se vsi pomembni procesni parametri, kot so ultrazvočna energija (skupna in neto energija), temperatura, tlak in čas, samodejno shranjujejo na vgrajeno kartico SD takoj ob vklopu naprave. Spremljanje procesov in beleženje podatkov sta pomembna za stalno standardizacijo procesov in kakovost izdelkov. Z dostopom do samodejno zabeleženih procesnih podatkov lahko pregledate prejšnje sonikacije in ocenite rezultate.
Druga uporabniku prijazna funkcija je daljinsko upravljanje naših digitalnih ultrazvočnih sistemov prek brskalnika. Z daljinskim upravljanjem prek brskalnika lahko svoj ultrazvočni procesor zaženete, ustavite, nastavite in spremljate na daljavo od koder koli.
Želite izvedeti več o prednostih ultrazvočne ekstrakcije? Stopite v stik z nami, da se pogovorimo o vašem procesu proizvodnje rastlinskih izvlečkov! Naše izkušeno osebje vam bo z veseljem posredovalo več informacij o ultrazvočni ekstrakciji, naših ultrazvočnih sistemih in cenah!

Izpolnjevanje najvišjih standardov kakovosti – zasnovano in izdelano v Nemčiji

Napredna strojna oprema in pametna programska oprema ultrazvočnih naprav Hielscher sta zasnovani tako, da zagotavljata zanesljive in ponovljive rezultate ultrazvočne ekstrakcije iz vaših rastlinskih surovin ter uporabniku prijazno in varno upravljanje. Robustnost, zanesljivost, delovanje 24/7 pri polni obremenitvi in preprosto upravljanje z vidika delavca so dodatni dejavniki kakovosti, zaradi katerih so ultrazvočne naprave Hielscher priljubljene.
Ekstraktorji Hielscher Ultrasonics se po vsem svetu uporabljajo za visokokakovostno ekstrakcijo fitokemikalij. Ultrazvočni ekstraktorji Hielscher, ki dokazano zagotavljajo visokokakovostne rastlinske spojine, se uporabljajo tako pri manjših proizvajalcih specializiranih in butičnih izvlečkov kot predvsem v industrijski proizvodnji široko tržno dostopnih izvlečkov, prehranskih dopolnil in terapevtskih izdelkov. Zaradi robustne strojne opreme in pametne programske opreme je mogoče ultrazvočne procesorje Hielscher preprosto upravljati in spremljati.
Certificirana kakovost: Hielscher Ultrasonics v Teltowu v Nemčiji je družinsko podjetje, ki ga vodijo lastniki. Hielscher Ultrasonics ima certifikat ISO. Seveda so vse standardne ultrazvočne naprave Hielscher skladne s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.

Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih naprav: