Silymarin extraktion från mjölktistel – Mest effektiv med ultraljud

Silymarin är ett standardiserat extrakt från mjölktistelfrön och innehåller huvudsakligen flera flavonolignans som silibin. Silymarin är välkänt för olika medicinska effekter och används därmed i läkemedel och kosttillskott. Ultraljud extraktion har visat sig vara den mest effektiva tekniken för att isolera flavonolignans från mjölktistel. Ultraljud extraktorer ger höga utbyten av överlägsen kvalitet inom en kort bearbetningstid.

Ultraljud extraktion av Silymarin från mjölktistelfrön

Silymarin är ett standardiserat extrakt av mjölktistelfrön och innehåller en blandning av flavonolignans som finns i fröna från mjölktistelväxten (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). De huvudsakliga bioaktiva föreningarna i denna isomera blandning av polyfenoliska flavonolignans är polyfenolerna taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A och isosilybin B.


 

Utmaningen med Silymarin extraktion:

Den största mängden silymarin i Silybum marianum frön finns i cellväggarna, som huvudsakligen består av cellulosa som bildar en styv matris. Denna styva cellmatris är svår att bryta. Konventionell lösningsmedelsextraktion (t.ex. med etanol, metanol eller hexan) kan inte bryta cellväggarna helt så att en stor mängd silymarin förblir instängd i cellmatrisen och inte släpps ut i lösningsmedlet. Detta innebär att stora mängder värdefulla bioaktiva föreningar går till spillo på grund av ineffektiva extraktionstekniker.

Lösningen för effektiv Silymarin-extraktion:

Ultraljud extraktion överträffar andra extraktionsmetoder, särskilt i höga utbyten, kort bearbetningstid och dess icke-termiska behandling, dvs låg extraktionstemperatur. Arbetsprincipen för ultraljud är baserad på akustisk kavitation. Akustisk auktorisk kavitation skapar bubbelimplosioner, intensiva skjuvkrafter, höga tryckskillnader och vätskestrålar. Dessa rent mekaniska krafter stör även mycket styva cellväggar och släpper ut instängda bioaktiva föreningar som silymarin i det omgivande lösningsmedlet. Läs mer om arbetsprincipen för ultraljudskavitation för extraktionsprocesser!
Den låga extraktionstemperaturen under ultraljudsextraktion förhindrar termisk nedbrytning av bioaktiva föreningar, så att deras styrka bibehålls helt.

Protokoll för utvinning av Silybum mariannum

Cirka 500 g fint pulveriserade frön extraherades med n-hexan i 15 minuter. Ultraljudssond med en spetsdiameter på 20 mm användes för direkt ultraljudsbehandling (hornspetsens position inuti extraktionskärlet var 1 cm under lösningsmedelsnivån). Extraktionen utfördes med hjälp av en ultraljudsprocessor UP400S (400 watt, 24 kHz). Extraktionen utfördes i 15 minuter vid rumstemperatur (temperaturen övervakades av ett termoelement inuti extraktionsblandningen genom att använda ett iskylbad runt extraktionskärlet för att hålla temperaturen konstant vid 25 °C ±5 °C). Efter extraktion centrifugerades extraktet vid 4000 rpm.
(jfr Sherif et al., 2017)
Alternativt fungerar vattenhaltig etanol utmärkt som lösningsmedel. Experiment bekräftade att 70% etanol som lösningsmedel ger de mycket höga silymarinåtervinningarna.

HPLC-kromatogram av Silybum marianum frön extraherade med hjälp av en sond-typ ultraljud vid olika tidsintervall på 15, 30 och 60 min. Detekterade föreningar: taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A och isosilybin B.
(grafer och studie: © Saleh et al., 2015)

Nedströms inkapsling: Beredning av Silymarin Nanogel med ultraljud

Protokoll för beredning av Silymarin-nanostrukturerad lipidbärargel
Silymarin-laddade nanostrukturerade lipidbärare (NLCs) framställdes med hjälp av lösningsmedelsdiffusion följt av ultraljudsmetod. Lösningsmedelsdiffusionen är den mest effektiva metoden för framställning av nanopartiklarna eftersom den producerar liten partikelstorlek med låg polydispersitet medan ultraljud minskar skjuvspänningen. Lipid Sefsol® 218 (0,5 % vikt/vikt) och Geleol® (1,4 % vikt/vikt) smältes och löstes upp i 2 ml etanol vid 60 °C (organisk fas). Silymarin cirka 2 % vikt/vikt av lipid binär blandning löstes upp i den organiska fasen. Cremophor® RH40 (2,7 % vikt/vikt) och gallsalt (1,3 % vikt/vikt) som ytaktivt ämne respektive samytaktivt ämne löstes upp i 19 ml destillerat vatten uppvärmt vid 70 °C och den organiska fasen tillsattes till det med konstant omrörning vid 70 °C för att avdunsta det organiska lösningsmedlet. Den resulterande emulsionen sonikerades i 5 minuter med hjälp av en ultraljudsapparat av sondtyp. För att göra en reologiskt acceptabel formulering för topikal applicering införlivades dispersionen av optimerade frystorkade silymarin NLC:er i Carbopol-gel. (jfr Iqbal et al., 2019)

Högpresterande ultraljudsprocessorer för Silymarin-extraktion

Hielscher Ultrasonics extraktorer är väl etablerade inom området botanisk extraktion, oavsett vilka växtmaterial eller lösningsmedel som används. Producenter av utdrag – både exklusiva boutique-extrakttillverkare samt storskaliga massproducenter – hitta på Hielschers breda utrustningssortiment den perfekta ultraljudsutsugningsutrustningen för deras produktionskrav. Batch- och kontinuerliga inline-processinställningar är lättillgängliga och kan skickas iväg samma dag.

Högeffektiv extraktionsutrustning

Hielscher Ultraljud extraktorer stör effektivt vegetabiliska celler, ökar ytan på växtmaterialet för lösningsmedel penetration, samt förbättrad massöverföring, vilket resulterar i snabb och fullständig frisättning av fytokemikalier (sekundära metaboliter). Hielscher-utsug är utformade med hänsyn till användarvänlighet och installeras snabbt och kan användas säkert och intuitivt.

Automatisk dataprotokollering

För att uppfylla produktionsnormerna för livsmedel, kosttillskott och terapeutiska produkter måste produktionsprocesserna övervakas och registreras i detalj. Hielscher Ultrasonics digitala ultraljudsenheter har automatisk dataprotokollering. På grund av denna smarta funktion lagras alla viktiga processparametrar som ultraljudsenergi (total och nettoenergi), temperatur, tryck och tid automatiskt på ett inbyggt SD-kort så snart enheten slås på. Processövervakning och dataregistrering är viktiga för kontinuerlig processstandardisering och produktkvalitet. Genom att komma åt automatiskt inspelade processdata kan du revidera tidigare ultraljudsbehandling körningar och utvärdera resultatet.
En annan användarvänlig funktion är webbläsarens fjärrkontroll till våra digitala ultraljudssystem. Via fjärrkontrollen kan du starta, stoppa, justera och övervaka din ultraljudsprocessor på distans var som helst.
Vill du lära dig mer om fördelarna med ultraljud extraktion? Kontakta oss nu för att diskutera din tillverkningsprocess för botaniska extrakt! Vår erfarna personal delar gärna med sig av mer information om ultraljudsextraktion, våra ultraljudssystem och priser!

Uppfyller de högsta kvalitetsstandarderna – Designad & Tillverkad i Tyskland

Den sofistikerade hårdvaran och smarta programvaran i Hielscher ultraljudsapparater är utformade för att garantera tillförlitliga ultraljudsextraktionsresultat från ditt botaniska råmaterial med reproducerbara resultat och användarvänlig, säker drift. Robusthet, tillförlitlighet, 24/7 drift under full belastning och enkel drift ur arbetarens synvinkel är ytterligare kvalitetsfaktorer, som gör Hielscher ultraljudsapparater gynnsamma.
Hielscher Ultrasonics extraktorer används över hela världen i högkvalitativ fytokemisk extraktion. Hielscher ultraljudsextraktorer har visat sig ge högkvalitativa botaniska föreningar och används inte bara av mindre hantverkare av special- och boutique-extrakt, utan mestadels i industriell produktion av allmänt kommersiellt tillgängliga extrakt, näringstillskott och terapier. På grund av deras robusta hårdvara och smarta programvara kan Hielscher ultraljudsprocessorer enkelt användas och övervakas.
Certifierad kvalitet: Hielscher Ultrasonics i Teltow, Tyskland är ett ägarlett familjeföretag. Hielscher Ultrasonics är ISO-certifierad. Naturligtvis är alla standard Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: