Chiết xuất silymarin từ cây kế sữa – Hiệu quả nhất bằng siêu âm

Silymarin là chiết xuất được chuẩn hóa từ hạt cây kế sữa và chứa chủ yếu một số flavonolignan như silibin. Silymarin được biết đến rộng rãi nhờ nhiều tác dụng dược lý và do đó được sử dụng trong dược phẩm và thực phẩm bổ sung. Chiết xuất bằng siêu âm đã được chứng minh là kỹ thuật hiệu quả nhất để phân lập flavonolignan từ cây kế sữa. Thiết bị chiết xuất bằng siêu âm cho hiệu suất cao với chất lượng vượt trội trong thời gian xử lý ngắn.

Chiết xuất silymarin từ hạt cây kế sữa bằng siêu âm

Silymarin là chiết xuất được chuẩn hóa từ hạt cây kế sữa và chứa hỗn hợp các flavonolignan có trong hạt cây kế sữa (Silybum marianum L. Gaertner, Asteraceae). Các hợp chất có hoạt tính sinh học chính trong hỗn hợp đồng phân flavonolignan polyphenolic này là các polyphenol taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A và isosilybin B.


 

Thách thức trong chiết xuất silymarin:

Phần lớn silymarin trong hạt Silybum marianum nằm trong thành tế bào, vốn có thành phần chủ yếu là cellulose tạo thành một mạng nền cứng chắc. Mạng nền tế bào cứng chắc này rất khó phá vỡ. Chiết xuất bằng dung môi thông thường (ví dụ: sử dụng ethanol, methanol hoặc hexane) không thể phá vỡ hoàn toàn thành tế bào, khiến một lượng lớn silymarin vẫn bị giữ trong mạng nền tế bào và không được giải phóng vào dung môi. Điều này có nghĩa là một lượng lớn các hợp chất có hoạt tính sinh học quý giá bị lãng phí do các kỹ thuật chiết xuất kém hiệu quả.

Giải pháp chiết xuất silymarin hiệu quả:

Chiết xuất bằng siêu âm vượt trội so với các phương pháp chiết xuất khác, đặc biệt về hiệu suất cao, thời gian xử lý ngắn và khả năng xử lý phi nhiệt, tức là nhiệt độ chiết xuất thấp. Nguyên lý hoạt động của siêu âm dựa trên hiện tượng xâm thực âm. Xâm thực âm, còn gọi là xâm thực siêu âm, tạo ra sự sụp đổ của các bọt khí, lực cắt mạnh, chênh lệch áp suất cao và các tia chất lỏng. Những lực thuần cơ học này phá vỡ ngay cả các thành tế bào rất cứng chắc và giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học bị giữ bên trong, như silymarin, vào dung môi xung quanh. Đọc thêm về nguyên lý hoạt động của hiện tượng xâm thực siêu âm trong các quá trình chiết xuất!
Nhiệt độ chiết xuất thấp trong quá trình chiết xuất bằng siêu âm ngăn ngừa sự phân hủy do nhiệt của các hợp chất có hoạt tính sinh học, nhờ đó duy trì trọn vẹn hoạt lực của chúng.

Quy trình chiết xuất Silybum mariannum

Khoảng 500 g hạt được nghiền thành bột mịn đã được chiết xuất bằng n-hexane trong 15 min. Đầu dò siêu âm có đường kính đầu mút 20 mm được sử dụng để xử lý siêu âm trực tiếp (đầu mút của đầu khuếch đại siêu âm bên trong bình chiết nằm dưới bề mặt dung môi 1 cm). Quá trình chiết xuất được thực hiện bằng thiết bị xử lý siêu âm UP400S (400 oát, 24 kHz). Quá trình chiết xuất được thực hiện trong 15 min ở nhiệt độ phòng (nhiệt độ được theo dõi bằng cặp nhiệt điện đặt trong hỗn hợp chiết, đồng thời sử dụng bể làm mát bằng nước đá bao quanh bình chiết để duy trì nhiệt độ ổn định ở 25°C ±5°C). Sau khi chiết xuất, dịch chiết được ly tâm ở 4000rpm.
(xem Sherif et al., 2017)
Ngoài ra, ethanol pha nước cũng là dung môi rất hiệu quả. Các thí nghiệm đã xác nhận rằng việc sử dụng ethanol 70% làm dung môi cho tỷ lệ thu hồi silymarin rất cao.

Sắc ký đồ HPLC của hạt Silybum marianum được chiết xuất bằng thiết bị siêu âm dạng đầu dò với các thời gian chiết khác nhau là 15, 30 và 60min. Các hợp chất được phát hiện: taxifolin, silychristin, silydianin, silybin A, silybin B, isosilybin A và isosilybin B.
(đồ thị và nghiên cứu: © Saleh et al., 2015)

Bao gói ở công đoạn sau: Điều chế nanogel silymarin bằng siêu âm

Quy trình điều chế gel chất mang lipid cấu trúc nano chứa silymarin
Các chất mang lipid cấu trúc nano (NLCs) chứa silymarin được điều chế bằng phương pháp khuếch tán dung môi, sau đó xử lý bằng siêu âm. Khuếch tán dung môi là phương pháp hiệu quả nhất để điều chế các hạt nano vì tạo ra kích thước hạt nhỏ với độ đa phân tán thấp, trong khi xử lý bằng siêu âm làm giảm ứng suất cắt. Lipid Sefsol® 218 (0,5% w/w) và Geleol® (1,4% w/w) được làm nóng chảy và hòa tan trong 2ml ethanol ở 60ºC (pha hữu cơ). Silymarin với lượng bằng khoảng 2% w/w của hỗn hợp hai lipid được hòa tan trong pha hữu cơ. Cremophor® RH40 (2,7% w/w) và muối mật (1,3% w/w), lần lượt đóng vai trò chất hoạt động bề mặt và chất đồng hoạt động bề mặt, được hòa tan trong 19ml nước cất đã gia nhiệt đến 70ºC, rồi pha hữu cơ được thêm vào dung dịch này trong khi khuấy liên tục ở 70ºC để làm bay hơi dung môi hữu cơ. Nhũ tương thu được được xử lý bằng siêu âm trong 5 min bằng thiết bị siêu âm dạng đầu dò. Để tạo ra công thức có đặc tính lưu biến phù hợp cho việc sử dụng ngoài da, hệ phân tán NLCs chứa silymarin đã được tối ưu hóa và đông khô được phối trộn vào gel Carbopol. (tham khảo Iqbal và cộng sự, 2019)

Thiết bị xử lý siêu âm hiệu năng cao để chiết xuất silymarin

Các thiết bị chiết xuất của Hielscher Ultrasonics đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực chiết xuất thực vật, bất kể nguyên liệu thực vật hay dung môi được sử dụng là gì. Các nhà sản xuất dịch chiết – cả những nhà sản xuất dịch chiết chuyên biệt cao cấp lẫn những nhà sản xuất hàng loạt quy mô lớn – đều tìm thấy thiết bị chiết xuất siêu âm lý tưởng đáp ứng yêu cầu sản xuất của mình trong danh mục thiết bị đa dạng của Hielscher. Các hệ thống xử lý theo mẻ cũng như xử lý liên tục trên đường ống đều có sẵn và có thể được gửi đi ngay trong ngày.

Thiết bị chiết xuất hiệu suất cao

Các thiết bị chiết xuất siêu âm của Hielscher phá vỡ tế bào thực vật một cách hiệu quả, tăng diện tích bề mặt của nguyên liệu thực vật để dung môi thâm nhập, đồng thời cải thiện quá trình truyền khối, nhờ đó giải phóng nhanh chóng và hoàn toàn các hợp chất hóa thực vật (các chất chuyển hóa thứ cấp). Được thiết kế chú trọng đến sự thuận tiện cho người dùng, các thiết bị chiết xuất của Hielscher có thể được lắp đặt nhanh chóng và vận hành an toàn, trực quan.

Tự động ghi dữ liệu

Để đáp ứng các tiêu chuẩn sản xuất thực phẩm, thực phẩm bổ sung và sản phẩm điều trị, các quy trình sản xuất phải được giám sát và ghi chép chi tiết. Các thiết bị siêu âm kỹ thuật số của Hielscher Ultrasonics có tính năng tự động ghi dữ liệu. Nhờ tính năng thông minh này, tất cả các thông số quy trình quan trọng như năng lượng siêu âm (tổng năng lượng và năng lượng thuần), nhiệt độ, áp suất và thời gian đều được tự động lưu vào thẻ SD tích hợp ngay khi thiết bị được bật. Việc giám sát quy trình và ghi dữ liệu đóng vai trò quan trọng đối với việc liên tục chuẩn hóa quy trình và chất lượng sản phẩm. Bằng cách truy cập dữ liệu quy trình được ghi tự động, bạn có thể xem lại các lần xử lý siêu âm trước đó và đánh giá kết quả.
Một tính năng khác thuận tiện cho người dùng là điều khiển từ xa các hệ thống siêu âm kỹ thuật số của chúng tôi qua trình duyệt. Thông qua chức năng điều khiển từ xa qua trình duyệt, bạn có thể khởi động, dừng, điều chỉnh và giám sát thiết bị xử lý siêu âm của mình từ bất kỳ đâu.
Bạn muốn tìm hiểu thêm về những ưu điểm của chiết xuất siêu âm? Hãy liên hệ với chúng tôi ngay để trao đổi về quy trình sản xuất dịch chiết thực vật của bạn! Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẽ sẵn lòng chia sẻ thêm thông tin về chiết xuất siêu âm, các hệ thống siêu âm của chúng tôi và giá cả!

Đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất – Được thiết kế và sản xuất tại Đức

Phần cứng tinh vi và phần mềm thông minh của các thiết bị siêu âm Hielscher được thiết kế để bảo đảm kết quả chiết xuất siêu âm đáng tin cậy từ nguyên liệu thực vật của bạn, với kết quả có thể tái lập và khả năng vận hành an toàn, thân thiện với người dùng. Độ bền, độ tin cậy, khả năng vận hành 24/7 ở mức tải tối đa và thao tác đơn giản từ góc nhìn của người vận hành là những yếu tố chất lượng bổ sung khiến các thiết bị siêu âm Hielscher được ưa chuộng.
Các thiết bị chiết xuất của Hielscher Ultrasonics được sử dụng trên toàn thế giới để chiết xuất các hợp chất hóa học thực vật chất lượng cao. Đã được chứng minh là tạo ra các hợp chất thực vật chất lượng cao, thiết bị chiết xuất siêu âm Hielscher không chỉ được các cơ sở nhỏ sản xuất dịch chiết chuyên biệt và cao cấp sử dụng, mà chủ yếu còn được sử dụng trong sản xuất công nghiệp các dịch chiết, thực phẩm bổ sung và chế phẩm điều trị được bán rộng rãi trên thị trường. Nhờ phần cứng bền bỉ và phần mềm thông minh, các thiết bị xử lý siêu âm Hielscher có thể được vận hành và giám sát dễ dàng.
Chất lượng được chứng nhận: Hielscher Ultrasonics tại Teltow, Đức là doanh nghiệp gia đình do chủ sở hữu điều hành. Hielscher Ultrasonics được chứng nhận ISO. Tất nhiên, tất cả các thiết bị siêu âm tiêu chuẩn của Hielscher đều tuân thủ CE và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.

Bảng dưới đây cung cấp thông tin tham khảo về năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi: