Glycerin som opløsningsmiddel til ultralydsekstraktion
Glycerin eller glycerol kan bruges som rent (100%) eller som blanding af glycerin og vand eller ethanol til botanisk ekstraktion. Lær om fordelene ved at bruge glycerin som ekstraktionsopløsningsmiddel i sonikeringsprocesser.
Botanisk ekstraktion i glycerin ved hjælp af sonikering
Botanisk ekstraktion er en grundlæggende proces inden for analytisk kemi, biokemi og naturproduktforskning, der sigter mod at isolere specifikke komponenter fra komplekse blandinger. Traditionelle ekstraktionsmetoder, såsom maceration eller Soxhlet-ekstraktion, kræver ofte lange behandlingstider og brug af organiske opløsningsmidler, hvilket kan udgøre miljø- og sundhedsrisici. I det sidste årti har ultralydsekstraktion erstattet traditionelle ekstraktionsteknikker såsom maceration, Soxhlet og opløsningsmiddelekstraktion, da sonikering er mere effektiv, hurtigere, mere effektiv og miljøvenlig. Udover disse fordele ved ultralydsekstraktion giver denne teknik mulighed for at bruge det valgte opløsningsmiddel. Ultralydsekstraktorer kan endda håndtere ren vegetabilsk glycerin som opløsningsmiddel.
UP400ST ultralyd homogenisator til urteekstraktion med glycerin som opløsningsmiddel.
Vegetabilsk glycerin er et ideelt ekstraktionsopløsningsmiddel på grund af dets ikke-giftige, ikke-irriterende egenskaber og dets evne til at bevare stabiliteten og styrken af følsomme bioaktive forbindelser. Både rene glycerin- og glycerin-vandblandinger er nyttige opløsningsmidler til fremstilling af ekstrakter til kosttilskud og nutraceuticals, smagsekstrakter, fødevaretilsætningsstoffer og kosmetik.
Hvordan fungerer sonde-type ultralydapparater til ekstraktion?
Sonikere, der anvendes til botanisk ekstraktion, bruger kraften i intens ultralyd. Via ultralydssonden transmitteres ultralyd med høj intensitet ind i opløsningsmidlet, hvor der opstår adskillige kavitationsbobler. Den hurtige dannelse og kollaps af mikroskopiske kavitationsbobler genererer forskydningskræfter og intens omrøring, lokaliserede høje temperaturer og tryk. Disse sonomekaniske kræfter forstyrrer effektivt cellevægge og letter frigivelsen af intracellulære forbindelser. Denne ultralydsintensiverede ekstraktionsteknik giver flere fordele, herunder reducerede ekstraktionstider, øget udbytte og evnen til at behandle termolabile stoffer uden væsentlig nedbrydning.
Vegetabilsk glycerin som ekstraktionsmiddel
Vegetabilsk glycerin, en farveløs, lugtfri og tyktflydende væske afledt af planteolier, er bredt anerkendt for sine opløsningsmiddelegenskaber. Det er ikke-giftigt, biologisk nedbrydeligt og udviser fremragende opløselighed for en lang række organiske forbindelser. Som opløsningsmiddel giver vegetabilsk glycerin flere fordele i forhold til traditionelle organiske opløsningsmidler:
- Sikkerhed og miljøpåvirkning: Glycerin er giftfri og miljøvenlig, hvilket gør det til et foretrukket valg til grøn kemi.
- Fødevare- og farmaceutisk kvalitet: Vegetabilsk glycerin fås i fødevare- og farmaceutisk kvalitet. Da glycerin er alkoholfri, spiselig og sødt smagende, er det et værdsat opløsningsmiddel til ekstrakter designet til fødevarer og lægemidler. Til kosmetik er glycerin et velanset opløsningsmiddel på grund af dets blødgørende egenskaber.
- Opløselighed: Det kan opløse både hydrofile og hydrofobe stoffer, hvilket udvider omfanget af ekstraherbare forbindelser.
- Stabilitet: Glycerin er kemisk stabilt, hvilket hjælper med at bevare integriteten af følsomme forbindelser under ekstraktion.
Ultralydsapparat UIP1000hdT til botanisk ekstraktion.
Protokol: Ultralydsekstraktion fra urteblade til glycerin
I denne protokol guider vi dig gennem trinene til ultralydsekstraktion af bioaktive forbindelser fra urteblade til ren glycerin. Du kan se den supplerende video ovenfor for at få et visuelt indtryk af ultralydsekstraktionsprocessen.
Du har brug for:
- friske eller tørrede urter
- 100% vegetabilsk glycerin
- sonde-type sonde-type soniker, f.eks. UP400St med sonotrode S24d22L2D
- Glas bæger
- mørk glasflaske til opbevaring
Trin-for-trin instruktioner
- Hak urtebladene i små stykker (ca. 5x5mm).
- Læg urtebladene i glasbægeret.
- Tilsæt glycerinen. Du kan lade krydderurterne lægge i blød i et par minutter.
- Indsæt sonden på sonden på sonden i bægerglasset. Centrer sonden i midten af bægerglasset, og sørg for, at sonotroden ikke rører ved karrets vægge.
- Indstil amplituden til 100% og start sonikering.
- Overvåg temperaturen med temperatursensoren, der følger med UP400St.
- Når temperaturen stiger over temperaturen, som du ikke ønsker at overskride, kan du enten sætte sonicatoren på pause for at lade glycerinopslæmningen køle af. Du kan indstille en temperaturgrænse i menuen på UP400St. Derudover kan du placere glasbægeret i et isbad.
- Soniker for en samlet energitilførsel på ca. 200-250 Ws/g. (Du kan indstille den målrettede energiindgang i menuen på UP400ST og alle digitale Hielscher sonikere.)
- Efter sonikering fjernes det udmattede plantemateriale fra glycerinen ved filtrering. Du kan bruge en sil, filterpapir eller en osteklud. For at lette filtreringen af den tyktflydende glycerin skal du bruge vakuumfiltrering.
Fejlfinding og tips:
Jo koldere glycerinen er, jo højere er viskositeten. Meget viskøse væsker kræver en kraftigere soniker. Den 400 watt kraftfulde soniker UP400St håndterer 100% glycerin ved stuetemperatur suverænt. Hvis du bruger en soniker med lavere effekt, kan du bruge en glycerin-vandblanding (f.eks. 50:50% v/v).
Til kold glycerin en industriel soniker såsom 1000 watt ultralydsprocessoren UIP1000hdT er ideelle til behandling af meget viskøse opløsningsmidler.
Glycerin (glycerol) er i stand til at bevare integriteten af bioaktive forbindelser, kombineret med dets ikke-giftige og biologisk nedbrydelige natur, gør det til et attraktivt opløsningsmiddel til farmaceutisk, kosmetisk og fødevareindustri. Kombineret med de milde ekstraktionsbetingelser for ultralydbehandling viser ultralydsglycerinekstrakter fremragende kvalitet og biotilgængelighed. Sonikeringsprocessen sikrer højeste effektivitet, hvilket resulterer i høje udbytter, reduceret ekstraktionstid og lave behandlingsomkostninger! Brug opløsningsmidlet efter eget valg, opnå fremragende ekstraktionsudbytter og overlegen ekstraktkvalitet med Hielscher sonikere!
Protokol: Ekstraktion af fytokemikalier fra ensianrod
En praktisk anvendelse af glycerin-vandblandinger i ultralyd botanisk ekstraktion demonstreres i isolering af fytokemikalier såsom amarogentin fra ensianrod i 50% glycerin ved hjælp af Hielscher UP200Ht sonicator. Ensianrod indeholder bitrende smagsforbindelser, der er af interesse i fødevare- og drikkevareindustrien såvel som i traditionel medicin.
Amarogentin tilbyder en bitterhedsværdi på 58.000.000 og findes i 0,15% koncentration i ensianroden. Ensianens bitterhed er kendetegnet ved en ren smag. Ensian rodbittering er højt potent og værdsat som en stærk smagsforbindelse.
Trin-for-trin instruktioner til ultralyd Gentian rodekstraktion ved hjælp af glycerin som opløsningsmiddel
Anvendelsen af en glycerin-vand-blanding kombineret med den højtydende UP200Ht soniker resulterer i et højt udbytte af ekstraherede fytokemikalier. De milde forhold for glycerin sikrer, at de følsomme forbindelser forbliver stabile gennem hele processen.
Glycerin og dets blandinger med vand eller ethanol giver alsidige opløsningsmiddelmuligheder til ultralyd botanisk ekstraktion. På trods af udfordringerne ved glycerins høje viskositet kan avanceret sonikeringsudstyr som Hielscher UP200Ht effektivt håndtere disse opløsningsmidler, hvilket sikrer effektiv ekstraktion af værdifulde fytokemikalier. Evnen til at skræddersy opløsningsmiddelsammensætningen og udnytte kraften i ultralydsbølger gør ultralydassisteret ekstraktion til en kraftfuld teknik til isolering af bioaktive forbindelser fra plantematerialer.
Ultralyd-asistedekstraktion i glycerin
Kombination af sonde-type ultralydapparater med vegetabilsk glycerin som opløsningsmiddel præsenterer en kraftfuld tilgang til ekstraktion. De mekaniske virkninger af ultralydbehandling forbedrer masseoverførslen, hvilket forbedrer effektiviteten af glycerin i opløselige målforbindelser. Denne kombination er særlig effektiv til at udvinde bioaktive forbindelser fra plantematerialer, såsom polyfenoler, alkaloider og æteriske olier.
Applikationer til ultralyd botanisk ekstraktion i glycerin
Denne ekstraktionsteknik har lovende anvendelser inden for forskellige områder:
- Lægemidler: Isolering af aktive farmaceutiske ingredienser fra lægeplanter.
- Levnedsmiddelindustri: Udvinding af naturlige smagsstoffer, farver og antioxidanter.
- Kosmetik: Produktion af bioaktive forbindelser til hudpleje og skønhedsprodukter.
- dybe eutektiske opløsningsmidler På grund af dens lave omkostninger, høje tilgængelighed, ikke-giftige natur, ikke-antændelighed og ikke-flygtighed er glycerol- og glycerolbaserede dybe eutektiske opløsningsmidler ideelle til ultralydsekstraktion af polyfenoler, hvilket tilbyder en meget bæredygtig løsning.
- høj effektivitet
- Avanceret teknologi
- pålidelighed & Robusthed
- justerbar, præcis processtyring
- batch & Inline
- til enhver volumen
- Intelligent software
- smarte funktioner (f.eks. programmerbar, dataprotokol, fjernbetjening)
- Nem og sikker at betjene
- lav vedligeholdelse
- CIP (rengøring på stedet)
Design, produktion og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland
Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydsapparater.
Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med avanceret teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
| Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 0.5 til 1,5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml/min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 til 150L | 3 til 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg os!
Sonicator MSR-4 med 4x 4kW ultralydssonder (samlet 16kW ultralydseffekt) til industriel ekstraktion af bioaktive forbindelser.
Litteratur / Referencer
- 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 værd at vide om glycerin
Hvad er glycerin? Glycerin, også kendt som glycerol, er en trivalent alkohol med høj vandopløselighed og hygroskopicitet. Dette gør det til et alsidigt opløsningsmiddel i forskellige applikationer. Viskositeten af vegetabilsk glycerin er ca. 1400 centipoise ved 20ºC. Glycerin er ikke-giftig, biologisk nedbrydelig og genanvendelig. Det er produceret af vedvarende kilder, hvilket gør det til et miljøvenligt opløsningsmiddel. Da glycerin er billig og meget tilgængelig, bruges den i vid udstrækning i forskellige industrier. Da det ikke er brændbart og ikke-flygtigt, gør glycerin sikkert i håndtering og opbevaring.
Glycerin er opløseligt i vand, ethanol og methanol, hvilket udvider dets anvendelighed som opløsningsmiddel i forskellige kemiske processer.
Til hvilke anvendelser bruges glycerin som opløsningsmiddel?
Glycerin er værdsat for sine forskellige anvendelser i både fødevare- og kosmetikindustrien. Brug af glycerin som opløsningsmiddel en af dens stærke anvendelser, da det giver kemiske egenskaber og en høj alsidighed som opløsningsmiddel.
I kosmetik og medicin: I kosmetik og medicin bruges glycerin almindeligvis som blødgørende middel i cremer og gelformuleringer. Det fungerer som et opløsningsmiddel for mange dårligt opløselige stoffer, hvilket forbedrer deres biotilgængelighed. Effektiviteten af glycerin i disse applikationer stammer fra dens kemiske natur som en trivalent alkohol, der giver høj vandopløselighed og hygroskopicitet.
I Mad og Drikkevarer: Glycerin tjener flere roller i fødevare- og drikkevareindustrien. Det fungerer som et fugtighedsbevarende middel, opløsningsmiddel og sødemiddel, der bidrager til konservering af fødevarer. Det bruges også som fyldstof i kommercielt tilberedte fedtfattige fødevarer, såsom småkager, og som fortykningsmiddel i likører.
Polyol egenskaber: Glycerin, en polyol (sukkeralkohol), er anerkendt for at være ugiftig, biologisk nedbrydelig og genanvendelig. Det er produceret af vedvarende kilder og fungerer som et polært protisk opløsningsmiddel på grund af dets trivalente alkoholstruktur. Dette gør det meget hydrofilt og opløseligt i vand, ethanol og methanol.
Vandekstraktion Co-opløsningsmiddel: Glycerin er et effektivt co-opløsningsmiddel til vandekstraktionsprocesser, især kendt for dets effektivitet til at opnå polyphenolekstrakter.
Hvad er glycerinens rolle i ultralydsekstraktion?
Glycerin, også kendt som glycerol, er en farveløs, lugtfri, tyktflydende væske, der i vid udstrækning bruges som opløsningsmiddel i botaniske ekstraktioner. Dens unikke egenskaber gør den særligt velegnet til at udvinde følsomme fytokemikalier, der kan nedbrydes under hårdere forhold. Glycerinens evne til at bevare integriteten af bioaktive forbindelser, kombineret med dets ikke-giftige og biologisk nedbrydelige natur, gør det til et attraktivt opløsningsmiddel til farmaceutisk, kosmetisk og fødevareindustri. Mens ren glycerin ofte bruges som ekstraktionsmiddel, blandes det også med vand eller ethanol i forskellige forhold.
Glycerin-vand-blandinger: Blanding af glycerin med vand reducerer opløsningens viskositet, hvilket forbedrer dens kavitationseffektivitet under ultralydsekstraktion. En typisk blanding kan bestå af 50 % glycerin og 50 % vand, hvilket afbalancerer viskositeten og opløsningsmiddeleffektiviteten. Denne kombination er særlig effektiv til udvinding af forbindelser som bitterstoffer fra ensianrod, som demonstreret i ultralydbehandlingsprocesser.
Glycerin-ethanol blandinger: Tilsætning af ethanol til glycerin skaber en opløsningsmiddelblanding med lavere viskositet og forbedrede opløsningsmiddelegenskaber. Ethanol, der er et godt opløsningsmiddel for mange fytokemikalier, hjælper med den mere effektive ekstraktion af forbindelser, mens glycerinkomponenten sikrer stabilitet og biokompatibilitet af det endelige ekstrakt.
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.