Hielscher Ultrasonics
Rádi s vámi probereme váš postup.
Zavolejte nám: +49 3328 437-420
Napište nám: info@hielscher.com

Rozpouštědla pro ultrazvukovou extrakci z rostlin

  • Ultrazvuková extrakce se vyznačuje mnoha výhodami, jako jsou vysoké výnosy, rychlé rychlosti extrakce, šetrnost k životnímu prostředí a nízká spotřeba energie.
  • Jednou z nejsilnějších výhod je použití vody jako extrakčního média. Nicméně, sonikace může být použita s různými rozpouštědlovými systémy k dosažení vynikajících výsledků pro cílový extrakt.
  • Optimální rozpouštědlo pro ultrazvukovou extrakci rostlinných bioaktivních látek je zvoleno s ohledem na surovinu.

Ultrazvuková extrakce

Je dobře známo, že ultrazvuk narušuje buněčné struktury a zlepšuje přenos hmoty, čímž zvyšuje extrahovatelnost biosloučenin (např. fenoly, karotenoidy).
Vzhledem k tomu, že mechanické účinky sonikace zvyšují proces extrakce díky výrazně zlepšenému přenosu hmoty, je použití organických rozpouštědel často zbytečné. To znamená, že pro ultrazvukovou extrakci je voda často dostatečným extrakčním médiem, které má mnoho výhod, jako je levnost, nezávadnost, snadno dostupná a šetrná k životnímu prostředí.
U specifických bioaktivních sloučenin však lze nejlepších výsledků dosáhnout ultrazvukovou extrakcí v kombinaci s těkavým rozpouštědlem.
Pro výběr správného rozpouštědla je třeba vzít v úvahu surovinu (např. čerstvý nebo sušený, macerovaný/mletý nebo práškový rostlinný materiál) a cílové látky (např. lipofilní, hydrofilní).
 

V tomto videu vám ukážeme výhody extrakce silných bioaktivních sloučenin z bylinných listů v glycerinu pomocí sonikátoru typu sondy. Výzvou je vysoká viskozita rostlinného glycerinu, přibližně 1400 cP při pokojové teplotě, což může být viskozita, kterou mnoho sonikátorů nezvládne. 400wattový výkonný sonikátor sondového typu UP400St však bez námahy zvládá toto viskózní rozpouštědlo a zajišťuje důkladné promíchání a účinnou extrakci i s čistým rostlinným glycerinem.
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.

Ultrazvuková botanická extrakce pomocí glycerinu jako rozpouštědla - UP400St

Miniatura videa

 

Ultrazvukový stolní sonikátor UIP2000hdT pro botanickou extrakci z listů a květů. Tento sonikátor pracuje na frekvenci 20 kHz a dodává 2000 wattů pro nejúčinnější extrakci bioaktivních sloučenin.

UIP2000hdT sonikátor pro botanickou extrakci ve velkých dávkách nebo inline provoz

Žádost o informace




Všimněte si našich Zásady ochrany osobních údajů.




V následující tabulce je uvedeno několik rozpouštědel, která jsou dobře zavedenými extrakčními rozpouštědly a používají se pro ultrazvukovou extrakci z rostlinného materiálu.

ethanol Jedno z nejběžnějších rozpouštědel pro botanickou extrakci. Jako polární rozpouštědlo ethanol rozpouští polární sloučeniny, jako jsou alkaloidy a flavonoidy.
Voda Univerzální rozpouštědlo, často používané pro extrakci hydrofilních sloučenin, jako jsou polysacharidy, proteiny a některé glykosidy.
vodný ethanol Toto rozpouštědlo, směs etanolu a vody, může extrahovat širokou škálu polárních a středně polárních sloučenin, což zajišťuje rovnováhu mezi solventní silou ethanolu a schopností vody extrahovat hydrofilní sloučeniny. Vodný ethanol lze připravit v různých poměrech, přičemž se kapacita rozpouštění přizpůsobí cílovým sloučeninám.
glycerin Vysoce polární rozpouštědlo, které je užitečné pro extrakci polárních sloučenin a může být bezpečnější alternativou k jiným polárním rozpouštědlům, často používaným v tinkturách a extraktech určených pro vnitřní spotřebu. Přečtěte si více o extrakci fytochemikálií v glycerinu pomocí ultrazvuku!
methanol Vysoce polární rozpouštědlo účinné při extrakci široké škály rostlinných sloučenin včetně fenolů, flavonoidů a některých alkaloidů.
hexan Nepolární rozpouštědlo používané především k extrakci nepolárních sloučenin, jako jsou lipidy, vosky a esenciální oleje.
Aceton Aceton je polární aprotické rozpouštědlo, které je účinné při extrakci široké škály botanických sloučenin, zejména těch, které jsou méně polární než ty, které jsou extrahovány vodou nebo metanolem.
Isopropanol Polární rozpouštědlo podobné ethanolu, běžně používané k extrakci esenciálních olejů, pryskyřic a některých alkaloidů.
Chloroform Nepolární rozpouštědlo účinné při extrakci alkaloidů, terpenoidů a některých glykosidů. Méně často se používá kvůli své toxicitě.
etylacetát Středně polární rozpouštědlo používané k extrakci řady sloučenin včetně flavonoidů, alkaloidů a fenolů.
toluen Nepolární rozpouštědlo používané k extrakci nepolárních sloučenin, jako jsou esenciální oleje, terpeny a vosky.
Butylalkohol Středně polární rozpouštědlo účinné při extrakci sloučenin střední polarity, včetně některých glykosidů a saponinů.
Petrolether Nepolární rozpouštědlo primárně používané k extrakci tuků, olejů a dalších nepolárních sloučenin z rostlinných materiálů.

 

V této prezentaci vás seznámíme s výrobou rostlinných extraktů. Vysvětlujeme výzvy spojené s výrobou vysoce kvalitních botanických extraktů a jak vám sonikátor může pomoci tyto výzvy překonat. Tato prezentace vám ukáže, jak funguje ultrazvuková extrakce. Dozvíte se, jaké výhody můžete očekávat při použití sonikátoru pro extrakci a jak můžete implementovat ultrazvukový extraktor do výroby extraktu.

Ultrazvuková botanická extrakce - Jak používat sonikátory k extrakci botanických sloučenin

Miniatura videa

 

Ultrazvuková extrakce funguje tak, že narušuje buněčné struktury a podporuje přenos hmoty. Tento pracovní princip ultrazvuku je používán zařízením Hielscher Ultrasonics pro vysoce účinnou extrakci bioaktivních sloučenin z rostlin.

Silné ultrazvukové vlny narušují buněčnou matrici biologických struktur a uvolňují bioaktivní sloučeniny. Přenos hmoty mezi rostlinným materiálem a rozpouštědlem se zintenzivňuje. Díky těmto mechanismům je ultrazvuková extrakce vysoce účinná pro botanickou extrakci.

UP400ST ultrazvukový homogenizátor pro bylinnou extrakci. UP400St suverénně zvládá rozpouštědla s vyšší viskozitou, jako je 100% glycerin.

UP400ST ultrazvukový homogenizátor Pro bylinnou extrakci umožňuje použít rozpouštědlo dle vašeho výběru.

Ultrasonicators pro extrakci

Průmyslový sonikátor pro botanickou extrakci ve velkém měřítkuOd laboratorních a stolních ultrazvukových zařízení až po plně průmyslové ultrazvukové extrakční systémy – Hielscher Ultrasonics je váš dlouholetý zkušený partner, pokud jde o výkonné a spolehlivé ultrazvukové zařízení pro úspěšné extrakční procesy.
Naše ultrazvukové systémy jsou široce používány v biochemických laboratořích a farmaceutických výrobních závodech. Ultrazvukové sonotrody a reaktory jsou autoklávovatelné a splňují standardy farmaceutické výroby.

Hielscher průmyslové sonikátory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy, aby narušily buněčné matice a uvolnily cílené látky. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v provozu 24/7. Síla a robustnost Hielscher ultrasonikators zajišťují vysoké výnosy, rychlé rychlosti extrakce a úplnější extrakci – vynikající konvenční extrakční procesy.
Naše ultrazvukové procesory lze kombinovat s konvenčními extrakčními metodami, jako jsou Soxhletova extrakce nebo superkritická extrakce CO2. Dodatečnou montáž do stávajících výrobních linek lze snadno provést.

Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!

Použijte prosím níže uvedený formulář, pokud si přejete požádat o další informace o ultrazvukové homogenizaci. Rádi Vám nabídneme ultrazvukový systém, který bude vyhovovat Vašim požadavkům.









Vezměte prosím na vědomí naše Zásady ochrany osobních údajů.






Literatura / Reference

V tomto krátkém videoklipu vám ukážeme rychlou ultrazvukovou infuzi likéru s šeříkovými květy. Ultrazvuková infuze a extrakce se používá k přenosu nádherných chuťových kytic květin a květů do lihovin, koktejlů a nealkoholických nápojů. Podívejte se, jak sonikátor UP200Ht uvolňuje vůni a chuť šeříku do ginu.

Šeříkový gin pro vynikající chutě pomocí sonátoru typu sondy UP200Ht

Miniatura videa

Fakta, která stojí za to vědět

Ultrazvuková extrakce kavitací

Intenzivní ultrazvukové vlny generují Akustická kavitace v kapalinách. Kavitační smykové síly rozbijí buněčnou stěnu a membrány, takže se uvolní intracelulární materiál. Ultrazvuková extrakce dosahuje většího pronikání rozpouštědla do rostlinné tkáně a zlepšuje přenos hmoty. Ultrazvuková extrakce tak výrazně zintenzivňuje proces extrakce, což vede k vyšším výnosům, rychlejším rychlostem extrakce a úplnější extrakci.

Systémy rozpouštědel

Pro extrakci bioaktivních sloučenin z rostlinného materiálu jsou k dispozici různé systémy rozpouštědel. Pro extrakci hydrofilních sloučenin se volí většinou polární rozpouštědla, jako je methanol, ethanol nebo ethylacetát, zatímco pro extrakci lipofilních sloučenin (např. lipidů) se upřednostňují rozpouštědlové systémy, jako je dichlormethan nebo dichlormethan/methanol (v/v 1:1). Hexan se často používá jako rozpouštědlo pro extrakci chlorofylu.

Co jsou bioaktivní sloučeniny?

Bioaktivní sloučeniny nebo fytochemikálie jsou definovány jako látky, které mají vliv na živé organismy, tkáně nebo buňky. Mezi biologicky aktivní látky patří antibiotika, enzymy a vitamíny. Bioaktivní látky, jako jsou karotenoidy a polyfenoly, lze extrahovat např. z ovoce, listů a zeleniny, zatímco fytosteroly se nacházejí ve rostlinných olejích.
Mezi bioaktivní sloučeniny rostlinného původu patří flavonoidy, kofein, karotenoidy, cholin, dithiolthiony, fytosteroly, polysacharidy, fytoestrogeny, glukosinoláty, polyfenoly a antokyany. Mnoho bioaktivních látek je ceněno pro to, že působí jako antioxidanty, a proto jsou považovány za zdraví prospěšné.

Jak vyberu nejlepší extrakční rozpouštědlo?

Níže uvedené pokyny vám pomohou vybrat vhodné rozpouštědlo pro ultrazvukovou botanickou extrakci. Vzhledem k tomu, že sonikace je kompatibilní s jakýmkoli standardním rozpouštědlem, můžete si vybrat rozpouštědlo, které je nejideálnější pro vaši rostlinnou surovinu, cílené fytochemikálie a nákladovou efektivitu.

  • Volitelnost: Vyberte rozpouštědlo, které specificky rozpouští požadované sloučeniny a zanechává za sebou nežádoucí složky. Například použijte etanol pro polární sloučeniny, jako jsou alkaloidy a flavonoidy.
  • Rozpustnost: Založeno na principu “podobné se rozpouští jako,” Vyberte rozpouštědlo s polaritou podobnou polaritě rozpuštěné látky. Polární rozpouštědla (např. voda, ethanol) rozpouštějí polární sloučeniny, zatímco nepolární rozpouštědla (např. hexan) rozpouštějí nepolární sloučeniny, jako jsou lipidy a oleje.
  • Náklady: Zvažte nákladovou efektivitu rozpouštědla. Některá rozpouštědla mohou být dražší, ale nabízejí vyšší výtěžnost nebo lepší selektivitu, což vyrovnává celkové náklady na extrakci.
  • Bezpečnost: Ujistěte se, že rozpouštědlo je bezpečné pro použití a manipulaci. Mezi faktory patří toxicita, hořlavost a dopad na životní prostředí. Například voda a etanol jsou bezpečnější volbou ve srovnání s chloroformem nebo toluenem.

Polarita a výběr rozpouštědla
Podle zákona podobnosti a zaměnitelnosti budou rozpouštědla s hodnotou polarity blízkou polaritě rozpuštěné látky pravděpodobně fungovat lépe. Zde je několik příkladů:

  • Polární rozpouštědla: Voda, etanol, metanol – Používá se k extrakci polárních sloučenin, jako jsou alkaloidy, flavonoidy, glykosidy a proteiny.
  • Středně polární rozpouštědla: Aceton, ethylacetát, isopropanol – Vhodné pro extrakci široké škály sloučenin, včetně fenolických látek a některých alkaloidů.
  • Nepolární rozpouštědla: Hexan, toluen, petrolether – Ideální pro extrakci nepolárních sloučenin, jako jsou lipidy, vosky, terpeny a esenciální oleje.

Příklady použití rozpouštědel

  • Ethanol: Jedno z nejběžnějších rozpouštědel pro botanickou extrakci. Jako polární rozpouštědlo ethanol rozpouští polární sloučeniny, jako jsou alkaloidy a flavonoidy.
  • Voda: Univerzální rozpouštědlo, často používané pro extrakci hydrofilních sloučenin, jako jsou polysacharidy, proteiny a některé glykosidy.
  • Methanol: Vysoce polární rozpouštědlo účinné při extrakci široké škály rostlinných sloučenin včetně fenolů, flavonoidů a některých alkaloidů.
  • Hexan: Nepolární rozpouštědlo používané především k extrakci nepolárních sloučenin, jako jsou lipidy, vosky a esenciální oleje.
  • Aceton: Aceton je polární aprotické rozpouštědlo, které je účinné při extrakci široké škály botanických sloučenin, zejména těch, které jsou méně polární než ty, které jsou extrahovány vodou nebo metanolem.
  • Isopropanol: Polární rozpouštědlo podobné ethanolu, běžně používané k extrakci esenciálních olejů, pryskyřic a některých alkaloidů.
  • Chloroform: Nepolární rozpouštědlo účinné při extrakci alkaloidů, terpenoidů a některých glykosidů. Méně často se používá kvůli své toxicitě.
  • Etylacetát: Středně polární rozpouštědlo používané k extrakci řady sloučenin včetně flavonoidů, alkaloidů a fenolů.
  • Toluen: Nepolární rozpouštědlo používané k extrakci nepolárních sloučenin, jako jsou esenciální oleje, terpeny a vosky.
  • Butylalkohol: Středně polární rozpouštědlo účinné při extrakci sloučenin střední polarity, včetně některých glykosidů a saponinů.
  • Petrolether: Nepolární rozpouštědlo primárně používané k extrakci tuků, olejů a dalších nepolárních sloučenin z rostlinných materiálů.

Následující rozpouštědla byla testována ve výzkumných studiích zkoumajících ultrazvukovou extrakci specifických rostlinných materiálů a fytochemikálií.

rozpouštědlo Rostlina Druh tkáně
Kyselina octová / močovina / cetyltrim-ethylammonium bromid rýže otruby
vodný ethanol Lihovarnické obilí obilí
Vodný isopropanol sója, řepka semena
ethanol Saccharina japonica
Ledová kyselina actic čirok
Fenol rajčata / brambory / aloe vera / sójové boby pyl / hlíza / list / semeno
Fenol/octan amonný ječmen / banán kořen / list
Fenol/octan amonný avokádo / rajče / pomeranč / banán / hruška / hroznové víno / jablko / jahoda plody
Fenol/methanol-octan amonný jehličnaté / banán / jablko / brambory semena / plody
Dodecylsulfát sodný/aceton jehličnaté / bramborové semeno / hlíza
Dodecylsulfát sodný/TCA/aceton jablko / banán tkáň
TCA fazole prašník
TCA/aceton citrusy / sójové boby / aloe vera Listy
TCA/aceton sójové / jehličnaté semena
TCA/aceton rajče pylové zrno
TCA/aceton/fenol oliva / bambus / hroznové víno / citron Listy
TCA/aceton/fenol jablko / pomeranč / rajče plody
Thiomočovina/močovina sojový bob semeno
Thiomočovina/močovina jablko / banán papírové kapesníky
Vyrovnávací paměť Tris-HCL rajče pylové zrno

Co jsou organická rozpouštědla?

Organické rozpouštědlo je druh těkavých organických sloučenin (VOC). VOC jsou organické chemikálie, které se odpařují při pokojové teplotě.
Mezi organické sloučeniny používané jako rozpouštědla patří:

  • aromatické sloučeniny, např. benzen a toluen
  • alkoholy, např. metanol
  • Estery a ethery
  • ketony, např. aceton
  • Aminy
  • nitrované a halogenované uhlovodíky

Mnoho organických rozpouštědel je klasifikováno jako toxická nebo karcinogenní. V případě nesprávné manipulace mohou být nebezpečné pro člověka a mohou kontaminovat vzduch, vodu a půdu. Díky silnému mechanismu ultrazvukové extrakce se lze vyhnout použití organických rozpouštědel jejich nahrazením mírnějšími, netoxickými rozpouštědly.

Rádi s vámi probereme váš postup.

Let's get in contact.