Glycerin jako rozpouštědlo pro ultrazvukovou extrakci
Glycerin nebo glycerol lze použít čistě (100%) nebo jako směs glycerinu a vody nebo ethanolu pro botanickou extrakci. Seznamte se s výhodami použití glycerinu jako extrakčního rozpouštědla v procesech sonikace.
Botanická extrakce v glycerinu pomocí sonikace
Botanická extrakce je základním procesem v analytické chemii, biochemii a výzkumu přírodních produktů, jehož cílem je izolovat specifické složky ze složitých směsí. Tradiční extrakční metody, jako je macerace nebo Soxhletova extrakce, často vyžadují dlouhou dobu zpracování a použití organických rozpouštědel, což může představovat environmentální a zdravotní rizika. V posledním desetiletí ultrazvuková extrakce nahradila tradiční extrakční techniky, jako je macerace, Soxhletova a rozpouštědlová extrakce, protože sonikace je účinnější, rychlejší, efektivnější a šetrnější k životnímu prostředí. Kromě těchto výhod ultrazvukové extrakce umožňuje tato technika použít rozpouštědlo dle výběru. Ultrazvukové extraktory zvládnou jako rozpouštědlo i čistý rostlinný glycerin.
UP400ST ultrazvukový homogenizátor pro bylinnou extrakci s použitím glycerinu jako rozpouštědla.
Rostlinný glycerin je ideálním extrakčním rozpouštědlem díky svým netoxickým, nedráždivým vlastnostem a schopnosti zachovat stabilitu a účinnost citlivých bioaktivních sloučenin. Jak čistý glycerin, tak směsi glycerinu a vody jsou užitečnými rozpouštědly pro výrobu extraktů pro doplňky stravy a nutraceutika, aromatické extrakty, potravinářské přídatné látky a kosmetiku.
Jak fungují ultrazvukové zesilovače typu sondy pro extrakci?
Sonikátory používané pro botanickou extrakci využívají sílu intenzivního ultrazvuku. Prostřednictvím ultrazvukové sondy je ultrazvuk o vysoké intenzitě přenášen do rozpouštědla, kde se vyskytují četné kavitační bubliny. Rychlá tvorba a kolaps mikroskopických kavitačních bublin vytváří smykové síly a intenzivní míchání, lokalizované vysoké teploty a tlaky. Tyto sonomechanické síly účinně narušují buněčné stěny a usnadňují uvolňování intracelulárních sloučenin. Tato ultrazvukem zesílená extrakční technika nabízí několik výhod, včetně zkrácení doby extrakce, zvýšeného výtěžku a schopnosti zpracovávat termolabilní látky bez významné degradace.
Rostlinný glycerin jako extrakční rozpouštědlo
Rostlinný glycerin, bezbarvá a viskózní kapalina bez zápachu získaná z rostlinných olejů, je široce uznávána pro své rozpouštědlové vlastnosti. Je netoxický, biologicky odbouratelný a vykazuje vynikající rozpustnost pro širokou škálu organických sloučenin. Jako rozpouštědlo nabízí rostlinný glycerin několik výhod oproti tradičním organickým rozpouštědlům:
- Bezpečnost a dopad na životní prostředí: Glycerin je netoxický a šetrný k životnímu prostředí, což z něj činí preferovanou volbu pro aplikace zelené chemie.
- Potravinářská a farmaceutická kvalita: Rostlinný glycerin je k dispozici v potravinářské a farmaceutické kvalitě. Glycerin neobsahuje alkohol, je jedlý a chutná sladce a je ceněným rozpouštědlem pro extrakty určené pro potraviny a léčiva. Pro kosmetiku je glycerin díky svým zvláčňujícím vlastnostem dobře hodnoceným rozpouštědlem.
- Rozpustnost: Dokáže rozpouštět jak hydrofilní, tak hydrofobní látky, čímž rozšiřuje rozsah extrahovatelných sloučenin.
- Stabilita: Glycerin je chemicky stabilní, což pomáhá zachovat integritu citlivých sloučenin během extrakce.
Ultrasonicator UIP1000hdT pro botanickou extrakci.
Protokol: Ultrazvuková extrakce z bylinných listů do glycerinu
V tomto protokolu vás provedeme kroky ultrazvukové extrakce bioaktivních sloučenin z bylinných listů do čistého glycerinu. Můžete se podívat na doplňkové video výše, abyste získali vizuální představu o procesu ultrazvukové extrakce.
Potřebuješ:
- čerstvé nebo sušené bylinky
- 100% rostlinný glycerin
- sonátor typu sondy, např. UP400St se sonotrodou S24d22L2D
- Skleněná kádinka
- Láhev z tmavého skla pro skladování
Pokyny krok za krokem
- Bylinné listy nasekejte na malé kousky (cca 5x5mm).
- Vložte bylinné listy do skleněné kádinky.
- Přidejte glycerin. Bylinky můžete nechat několik minut namočené.
- Vložte sondu sonikátoru do kádinky. Vycentrujte sondu uprostřed kádinky a ujistěte se, že se sonotroda nedotýká stěn nádoby.
- Nastavte amplitudu na 100% a spusťte sonikaci.
- Sledujte teplotu pomocí teplotního senzoru, který je součástí UP400St.
- Když teplota stoupne nad teplotu, kterou nechcete překročit, můžete buď pozastavit sonikátor a nechat glycerinovou kaši vychladnout. Teplotní limit můžete nastavit v nabídce UP400St. Skleněnou kádinku můžete navíc umístit do ledové lázně.
- Sonikate pro celkový energetický příkon cca. 200-250 Ws / g. (Cílový příkon energie můžete nastavit v nabídce UP400ST a všech digitálních sonikátorů Hielscher.)
- Po sonikaci odstraňte vyčerpaný rostlinný materiál z glycerinu filtrací. Můžete použít sítko, filtrační papír nebo sýrovou utěrku. Aby se usnadnila filtrace viskózního glycerinu, použijte vakuovou filtraci.
Odstraňování problémů a tipy:
Čím je glycerin chladnější, tím vyšší je jeho viskozita. Vysoce viskózní kapaliny vyžadují výkonnější sonikátor. 400 wattový výkonný sonikátor UP400St zvládá 100% glycerin při pokojové teplotě suverénně. Pokud používáte sonikátor s nižším výkonem, můžete použít směs glycerinu a vody (např. 50:50 % obj).
Pro studený glycerin, průmyslový sonikátor, jako je ultrazvukový procesor UIP1000hdT o výkonu 1000 wattů, je ideální pro zpracování vysoce viskózních rozpouštědel.
Glycerin (glycerol) je schopen zachovat integritu bioaktivních sloučenin v kombinaci se svou netoxickou a biologicky odbouratelnou povahou z něj činí atraktivní rozpouštědlo pro farmaceutický, kosmetický a potravinářský průmysl. V kombinaci s mírnými extrakčními podmínkami ultrazvuku vykazují ultrazvukové glycerinové extrakty vynikající kvalitu a biologickou dostupnost. Proces sonikace zajišťuje nejvyšší účinnost, což má za následek vysoké výnosy, zkrácení doby extrakce a nízké náklady na zpracování! Použijte rozpouštědlo dle vašeho výběru, dosáhněte vynikajících výtěžků extrakce a vynikající kvality extraktu s Hielscher sonikátory!
Protokol: Extrakce fytochemikálií z kořene hořce
Praktické použití směsí glycerinu a vody v ultrazvukové botanické extrakci je demonstrováno v izolaci fytochemikálií, jako je amarogentin z kořene hořce v 50% glycerinu pomocí sonikátoru Hielscher UP200Ht. Kořen hořce obsahuje hořké chuťové sloučeniny, které jsou zajímavé v potravinářském a nápojovém průmyslu i v tradiční medicíně.
Amarogentin nabízí hodnotu hořkosti 58 000 000 a nachází se v koncentraci 0,15 % v kořeni hořce. Hořkost hořce se vyznačuje čistou chutí. Hořké sloučeniny kořene hořce, které nabízejí vysokou účinnost, jsou ceněny jako silná chuťová sloučenina.
Podrobné pokyny pro ultrazvukovou extrakci kořene hořce pomocí glycerinu jako rozpouštědla
Použití směsi glycerinu a vody v kombinaci s vysoce výkonným sonikátorem UP200Ht má za následek vysoký výnos extrahovaných fytochemikálií. Mírné podmínky glycerinu zajišťují, že citlivé sloučeniny zůstávají stabilní po celou dobu procesu.
Glycerin a jeho směsi s vodou nebo ethanolem poskytují všestranné možnosti rozpouštědel pro ultrazvukovou botanickou extrakci. Navzdory výzvám, které představuje vysoká viskozita glycerinu, pokročilé sonikační zařízení, jako je Hielscher UP200Ht dokáže účinně zvládnout tato rozpouštědla, což zajišťuje účinnou extrakci cenných fytochemikálií. Schopnost přizpůsobit složení rozpouštědla a využít sílu ultrazvukových vln činí z ultrazvukem asistované extrakce výkonnou techniku pro izolaci bioaktivních sloučenin z rostlinných materiálů.
Ultrazvukem asistovaná extrakce v glycerinu
Kombinace ultrazvuku typu sondy s rostlinným glycerinem jako rozpouštědlem představuje silný přístup k extrakci. Mechanické účinky ultrazvuku zvyšují přenos hmoty a zlepšují účinnost glycerinu v solubilizaci cílových sloučenin. Tato kombinace je zvláště účinná při extrakci bioaktivních sloučenin z rostlinných materiálů, jako jsou polyfenoly, alkaloidy a éterické oleje.
Aplikace pro ultrazvukovou botanickou extrakci v glycerinu
Tato extrakční technika má slibné aplikace v různých oblastech:
- Léčiva: Izolace účinných farmaceutických složek z léčivých rostlin.
- Potravinářský průmysl: Extrakce přírodních chutí, barviv a antioxidantů.
- Kosmetika: Výroba bioaktivních sloučenin pro péči o pleť a kosmetické výrobky.
- Hluboce eutektická rozpouštědla Díky své nízké ceně, vysoké dostupnosti, netoxické povaze, nehořlavosti a netěkavosti jsou hluboká eutektická rozpouštědla na bázi glycerolu a glycerolu ideální pro ultrazvukovou extrakci polyfenolů a nabízejí vysoce udržitelné řešení.
- Vysoká efektivita
- Nejmodernější technologie
- spolehlivost & Robustnost
- Nastavitelné, přesné řízení procesu
- várka & Vložené
- pro libovolný svazek
- Inteligentní software
- chytré funkce (např. programovatelné, datové protokolování, dálkové ovládání)
- Snadná a bezpečná obsluha
- Nízké nároky na údržbu
- CIP (čištění na místě)
Projekce, výroba a poradenství – Kvalita Made in Germany
Hielscher ultrasonicators jsou dobře známí pro své nejvyšší standardy kvality a designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových zařízení do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí jsou snadno zvládnutelné Hielscher ultrasonikators.
Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrasonicators s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators jsou v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.
Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:
| Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 0Přibližně 5 až 1,5 ml | Není k dispozici | VialTweeter |
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml / min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 0.2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150 l | 3 až 15 l/min | UIP6000hdT |
| Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
Sonikátor MSR-4 s ultrazvukovými sondami 4x 4kW (celkový ultrazvukový výkon 16kW) pro průmyslovou extrakci bioaktivních sloučenin.
Literatura / Reference
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Jamshaid, S., Ahmed, D. & Aydar, A. Y. (2022): Ultrasound-assisted extraction optimization of polyphenols, flavonoids, and antioxidant compounds from fruit of Melia azedarach using a glycerol-based green deep eutectic solvent. Journal of Food Processing and Preservation, 46, e16657.
- Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
Fakta, která stojí za to vědět o glycerinu
Co je glycerin? Glycerin, známý také jako glycerol, je trojmocný alkohol s vysokou rozpustností ve vodě a hygroskopičností. Díky tomu je univerzálním rozpouštědlem v různých aplikacích. Viskozita rostlinného glycerinu je přibližně 1400 centipoise při 20 ° C. Glycerin je netoxický, biologicky odbouratelný a recyklovatelný. Vyrábí se z obnovitelných zdrojů, což z něj činí rozpouštědlo šetrné k životnímu prostředí. Vzhledem k tomu, že glycerin je levný a vysoce dostupný, je široce používán v různých průmyslových odvětvích. Vzhledem k tomu, že je nehořlavý a netěkavý, je glycerin bezpečný při manipulaci a skladování.
Glycerin je rozpustný ve vodě, ethanolu a methanolu, což rozšiřuje jeho použitelnost jako rozpouštědla v různých chemických procesech.
Pro jaké aplikace se glycerin používá jako rozpouštědlo?
Glycerin je ceněn pro své rozmanité použití v potravinářském i kosmetickém průmyslu. Použití glycerinu jako rozpouštědla je jednou z jeho silných aplikací, protože nabízí chemické vlastnosti a vysokou univerzálnost jako rozpouštědlo.
V kosmetice a medicíně: V kosmetice a medicíně se glycerin běžně používá jako změkčovadlo v krémech a gelových přípravcích. Působí jako rozpouštědlo pro mnoho špatně rozpustných látek a zvyšuje jejich biologickou dostupnost. Účinnost glycerinu v těchto aplikacích vyplývá z jeho chemické povahy jako trojmocného alkoholu, který propůjčuje vysokou rozpustnost ve vodě a hygroskopičnost.
V potravinářství a nápojích: Glycerin plní v potravinářském a nápojovém průmyslu více rolí. Působí jako zvlhčovadlo, rozpouštědlo a sladidlo, což přispívá ke konzervaci potravin. Používá se také jako plnivo do komerčně připravovaných nízkotučných potravin, jako jsou sušenky, a jako zahušťovadlo v likérech.
Vlastnosti polyolu: Glycerin, polyol (cukerný alkohol), je uznáván jako netoxický, biologicky odbouratelný a recyklovatelný. Vyrábí se z obnovitelných zdrojů a díky své trojsytné alkoholové struktuře funguje jako polární protické rozpouštědlo. Díky tomu je vysoce hydrofilní a rozpustný ve vodě, etanolu a metanolu.
Spolurozpouštědlo pro extrakci vody: Glycerin je účinným korozpouštědlem pro procesy extrakce vody, zvláště známý svou účinností při získávání polyfenolových extraktů.
Jaká je role glycerinu při ultrazvukové extrakci?
Glycerin, také známý jako glycerol, je bezbarvá viskózní kapalina bez zápachu, která je široce používána jako rozpouštědlo při botanických extrakcích. Díky svým jedinečným vlastnostem je zvláště vhodný pro extrakci citlivých fytochemikálií, které by se v drsnějších podmínkách mohly rozkládat. Tato schopnost glycerinu zachovat integritu bioaktivních sloučenin v kombinaci s jeho netoxickou a biologicky odbouratelnou povahou z něj činí atraktivní rozpouštědlo pro farmaceutický, kosmetický a potravinářský průmysl. Zatímco čistý glycerin se často používá jako extrakční rozpouštědlo, je také smíchán s vodou nebo ethanolem v různých poměrech.
Směsi glycerinu a vody: Smíchání glycerinu s vodou snižuje viskozitu roztoku a zvyšuje jeho účinnost kavitace během ultrazvukové extrakce. Typická směs se může skládat z 50 % glycerinu a 50 % vody, což vyrovnává viskozitu a účinnost rozpouštědla. Tato kombinace je zvláště účinná pro extrakci sloučenin, jako jsou hořicí činidla z kořene hořce, jak je prokázáno v ultrazvukových procesech.
Směsi glycerinu a etanolu: Přidáním ethanolu do glycerinu se vytvoří směs rozpouštědel s nižší viskozitou a zlepšenými vlastnostmi rozpouštědla. Ethanol, který je dobrým rozpouštědlem pro mnoho fytochemikálií, pomáhá při efektivnější extrakci sloučenin, zatímco glycerinová složka zajišťuje stabilitu a biokompatibilitu konečného extraktu.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k průmyslová velikost.