Glicerin kao otapalo za ultrazvučnu ekstrakciju
Glicerin ili glicerol se mogu koristiti kao čisti (100%) ili kao mješavina glicerina i vode ili etanola za botaničku ekstrakciju. Saznajte više o prednostima korištenja glicerina kao ekstrakcijskog otapala u procesima sonikacije.
Botanička ekstrakcija u glicerinu pomoću sonikacije
Botanička ekstrakcija je temeljni proces u analitičkoj kemiji, biokemiji i istraživanju prirodnih proizvoda, čiji je cilj izolacija specifičnih komponenti iz složenih smjesa. Tradicionalne metode ekstrakcije, poput maceracije ili Soxhlet ekstrakcije, često zahtijevaju dugo vrijeme obrade i upotrebu organskih otapala, što može predstavljati rizike za okoliš i zdravlje. U posljednjem desetljeću, ultrazvučna ekstrakcija je zamijenila tradicionalne tehnike ekstrakcije kao što su maceracija, Soxhlet i ekstrakcija otapalom, budući da je sonikacija učinkovitija, brža, učinkovitija i ekološki prihvatljivija. Osim ovih prednosti ultrazvučne ekstrakcije, ova tehnika omogućuje korištenje otapala po izboru. Ultrazvučni ekstraktori mogu podnijeti čak i čisti biljni glicerin kao otapalo.
UP400ST ultrazvučni homogenizator za ekstrakciju bilja korištenjem glicerina kao otapala.
Biljni glicerin idealno je otapalo za ekstrakciju zbog svojih netoksičnih, neiritirajućih svojstava i sposobnosti da očuva stabilnost i snagu osjetljivih bioaktivnih spojeva. Oba, čisti glicerin i mješavine glicerina i vode, korisna su otapala za proizvodnju ekstrakata za suplemente i nutraceutike, ekstrakata okusa, prehrambenih aditiva i kozmetike.
Kako rade ultrazvučni uređaji tipa sonde za ekstrakciju?
Sonikatori koji se koriste za botaničku ekstrakciju koriste snagu intenzivnog ultrazvuka. Preko ultrazvučne sonde ultrazvuk visokog intenziteta prenosi se u otapalo, gdje nastaju brojni kavitacijski mjehurići. Brzo stvaranje i kolaps mikroskopskih kavitacijskih mjehurića stvara sile smicanja i intenzivnu agitaciju, lokalne visoke temperature i tlakove. Ove sonomehaničke sile učinkovito ometaju stanične stijenke i olakšavaju otpuštanje unutarstaničnih spojeva. Ova ultrazvučno pojačana tehnika ekstrakcije nudi nekoliko prednosti, uključujući smanjeno vrijeme ekstrakcije, povećani prinos i mogućnost obrade termolabilnih tvari bez značajne degradacije.
Biljni glicerin kao ekstrakcijsko otapalo
Biljni glicerin, viskozna tekućina bez boje, mirisa i dobivena iz biljnih ulja, široko je poznat po svojim svojstvima otapala. Netoksičan je, biorazgradiv i pokazuje izvrsnu topljivost za širok raspon organskih spojeva. Kao otapalo, biljni glicerin nudi nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalna organska otapala:
- Sigurnost i utjecaj na okoliš: Glicerin je netoksičan i bezopasan za okoliš, što ga čini poželjnim izborom za primjenu u zelenoj kemiji.
- Prehrambena i farmaceutska klasa: Biljni glicerin dostupan je u prehrambenoj i farmaceutskoj kvaliteti. Budući da je bez alkohola, jestiv i slatkog okusa, glicerin je cijenjeno otapalo za ekstrakte namijenjene hrani i lijekovima. U kozmetici, glicerin je cijenjeno otapalo zbog svojih omekšujućih svojstava.
- Topljivost: Može otopiti i hidrofilne i hidrofobne tvari, proširujući opseg spojeva koji se mogu ekstrahirati.
- Stabilnost: Glicerin je kemijski stabilan, što pomaže u očuvanju integriteta osjetljivih spojeva tijekom ekstrakcije.
Ultrazvučni uređaj UIP1000hdT za botaničku ekstrakciju.
Protokol: Ultrazvučna ekstrakcija iz biljnog lišća u glicerin
U ovom protokolu vodimo vas kroz korake ultrazvučne ekstrakcije bioaktivnih spojeva iz biljnih listova u čisti glicerin. Možete pogledati dopunski video iznad kako biste dobili vizualni dojam o procesu ultrazvučne ekstrakcije.
Trebaš:
- svježe ili suhe biljke
- 100% biljni glicerin
- sonikator, npr. UP400St sa sonotrodom S24d22L2D
- Staklena čaša
- tamna staklena boca za pohranu
Upute korak po korak
- Listove bilja nasjeckajte na male komadiće (cca 5x5 mm).
- Stavite listove biljke u staklenu čašu.
- Dodajte glicerin. Možete pustiti da se začinsko bilje namače nekoliko minuta.
- Umetnite sondu sonikatora u čašu. Centrirajte sondu u sredinu čaše i pazite da sonotroda ne dodiruje stijenke posude.
- Postavite amplitudu na 100% i pokrenite sonikaciju.
- Pratite temperaturu pomoću temperaturnog senzora koji dolazi s UP400St.
- Kada temperatura poraste iznad temperature koju ne želite prekoračiti, možete ili pauzirati sonikator da se otopina glicerina ohladi. Možete postaviti ograničenje temperature u izborniku UP400St. Osim toga, staklenu čašu možete staviti u ledenu kupku.
- Sonicate za ukupni unos energije od cca. 200-250 Ws/g. (Možete postaviti ciljani unos energije u izborniku UP400ST i svih digitalnih Hielscher sonikatora.)
- Nakon sonikacije, uklonite iscrpljeni biljni materijal iz glicerina filtracijom. Možete koristiti cjedilo, filter papir ili krpu za sir. Kako bi se olakšalo filtriranje viskoznog glicerina, koristite vakuumsko filtriranje.
Rješavanje problema i savjeti:
Što je glicerin hladniji, to mu je viskoznost veća. Visoko viskozne tekućine zahtijevaju snažniji sonikator. Snažni sonikator UP400St od 400 W suvereno podnosi 100% glicerin na sobnoj temperaturi. Ako koristite sonikator manje snage, možete koristiti mješavinu glicerina i vode (npr. 50:50 %v/v).
Za hladni glicerin, industrijski sonikator kao što je ultrazvučni procesor od 1000 W UIP1000hdT idealan je za obradu visoko viskoznih otapala.
Glicerin (glicerol) može očuvati cjelovitost bioaktivnih spojeva, u kombinaciji sa svojom netoksičnom i biorazgradivom prirodom, čini ga atraktivnim otapalom za farmaceutsku, kozmetičku i prehrambenu industriju. U kombinaciji s blagim uvjetima ekstrakcije ultrazvukom, ultrazvučni ekstrakti glicerina pokazuju izvrsnu kvalitetu i bioraspoloživost. Proces sonikacije osigurava najveću učinkovitost što rezultira visokim prinosima, smanjenim vremenom ekstrakcije i niskim troškovima obrade! Upotrijebite otapalo po svom izboru, postignite izvrsne prinose ekstrakcije i vrhunsku kvalitetu ekstrakta s Hielscher sonikatorima!
Protokol: Ekstrakcija fitokemikalija iz korijena lincure
Praktična primjena mješavina glicerina i vode u ultrazvučnoj botaničkoj ekstrakciji prikazana je u izolaciji fitokemikalija kao što je amarogentin iz korijena lincure u 50% glicerinu pomoću sonikatora Hielscher UP200Ht. Korijen lincure sadrži spojeve gorkog okusa koji su od interesa za industriju hrane i pića, kao i za tradicionalnu medicinu.
Amarogentin ima vrijednost gorčine od 58 000 000 i nalazi se u 0,15% koncentraciji u korijenu lincure. Gorčinu lincure karakterizira čisti okus. Nudeći visoku moć, gorki spojevi korijena encijana cijenjeni su kao spoj snažnog okusa.
Korak po korak upute za ultrazvučnu ekstrakciju korijena lincure pomoću glicerina kao otapala
Korištenje mješavine glicerina i vode, u kombinaciji s visokoučinkovitim sonikatorom UP200Ht, rezultira visokim prinosom ekstrahiranih fitokemikalija. Blagi uvjeti glicerina osiguravaju da osjetljivi spojevi ostanu stabilni tijekom cijelog procesa.
Glicerin i njegove mješavine s vodom ili etanolom pružaju svestrane mogućnosti otapala za ultrazvučnu botaničku ekstrakciju. Unatoč izazovima koje predstavlja visoka viskoznost glicerina, napredna oprema za ultrazvuk kao što je Hielscher UP200Ht može učinkovito nositi se s tim otapalima, osiguravajući učinkovitu ekstrakciju vrijednih fitokemikalija. Sposobnost prilagođavanja sastava otapala i iskorištavanje snage ultrazvučnih valova čini ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju moćnom tehnikom za izolaciju bioaktivnih spojeva iz biljnih materijala.
Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija u glicerinu
Kombinacija ultrazvučnih uređaja tipa sonde s biljnim glicerinom kao otapalom predstavlja snažan pristup ekstrakciji. Mehanički učinci ultrazvuka poboljšavaju prijenos mase, poboljšavajući učinkovitost glicerina u solubilizaciji ciljnih spojeva. Ova kombinacija je posebno učinkovita za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz biljnih materijala, kao što su polifenoli, alkaloidi i eterična ulja.
Prijave za ultrazvučnu botaničku ekstrakciju u glicerinu
Ova tehnika ekstrakcije ima obećavajuće primjene u raznim područjima:
- Farmaceutika: Izolacija farmaceutskih djelatnih tvari iz ljekovitog bilja.
- Industrija hrane: Ekstrakcija prirodnih aroma, boja i antioksidansa.
- Kozmetika: Proizvodnja bioaktivnih spojeva za proizvode za njegu kože i uljepšavanje.
- duboka eutektička otapala Zbog niske cijene, visoke dostupnosti, netoksične prirode, nezapaljivosti i nehlapljivosti, glicerol i duboka eutektička otapala na bazi glicerola idealna su za ultrazvučnu ekstrakciju polifenola, nudeći vrlo održivo rješenje.
- visoka efikasnost
- Najnovija tehnologija
- pouzdanost & robusnost
- podesiva, precizna kontrola procesa
- serija & u redu
- za bilo koji volumen
- inteligentni softver
- pametne značajke (npr. programabilne, podatkovni protokol, daljinsko upravljanje)
- jednostavan i siguran za rukovanje
- slabo održavanje
- CIP (čišćenje na mjestu)
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta Proizvedeno u Njemačkoj
Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijske objekte. Teški uvjeti i zahtjevna okruženja lako se nose s Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana tvrtka i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji sadrže najsuvremeniju tehnologiju i jednostavnu su za korištenje. Naravno, Hielscher ultrasonicators sukladni su CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0.5 do 1,5 ml | na | VialTweeter |
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Sonicator MSR-4 sa 4x 4kW ultrazvučne sonde (ukupna snaga ultrazvuka 16kW) za industrijsku ekstrakciju bioaktivnih spojeva.
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.
Činjenice koje vrijedi znati o glicerinu
Što je glicerin? Glicerin, poznat i kao glicerol, je trovalentni alkohol visoke topljivosti u vodi i higroskopnosti. To ga čini svestranim otapalom u raznim primjenama. Viskoznost biljnog glicerina je približno 1400 centipoise na 20ºC. Glicerin je netoksičan, biorazgradiv i reciklirajući se. Proizvodi se iz obnovljivih izvora, što ga čini ekološki prihvatljivim otapalom. Budući da je glicerin jeftin i vrlo dostupan, naširoko se koristi u raznim industrijama. Budući da nije zapaljiv i neisparljiv, glicerin čini sigurnim za rukovanje i skladištenje.
Glicerin je topiv u vodi, etanolu i metanolu, što proširuje njegovu primjenjivost kao otapala u različitim kemijskim procesima.
Za koje se primjene glicerin koristi kao otapalo?
Glicerin je cijenjen zbog svoje raznolike primjene u prehrambenoj i kozmetičkoj industriji. Korištenje glicerina kao otapala jedna je od njegovih snažnih primjena jer nudi kemijska svojstva i veliku svestranost kao otapala.
U kozmetici i medicini: U kozmetici i medicini, glicerin se obično koristi kao omekšivač u kremama i gel formulacijama. Djeluje kao otapalo za mnoge slabo topljive tvari, povećavajući njihovu bioraspoloživost. Učinkovitost glicerina u ovim primjenama proizlazi iz njegove kemijske prirode kao trovalentnog alkohola, koji daje visoku topljivost u vodi i higroskopnost.
U hrani i pićima: Glicerin ima više uloga u industriji hrane i pića. Djeluje kao humektant, otapalo i zaslađivač, doprinoseći očuvanju hrane. Također se koristi kao punilo u komercijalno pripremljenoj hrani s niskim udjelom masnoće, kao što su kolačići, i kao zgušnjivač u likerima.
Svojstva poliola: Glicerin, poliol (šećerni alkohol), poznat je kao netoksičan, biorazgradiv i reciklirajući. Proizvodi se iz obnovljivih izvora i djeluje kao polarno protično otapalo zbog svoje trihidrične alkoholne strukture. To ga čini visoko hidrofilnim i topljivim u vodi, etanolu i metanolu.
Suotapalo za ekstrakciju vode: Glicerin je učinkovito suotapalo za procese ekstrakcije vode, posebno poznat po svojoj učinkovitosti u dobivanju ekstrakata polifenola.
Koja je uloga glicerina u ultrazvučnoj ekstrakciji?
Glicerin, također poznat kao glicerol, je bezbojna, viskozna tekućina bez mirisa koja se široko koristi kao otapalo u botaničkim ekstrakcijama. Njegova jedinstvena svojstva čine ga posebno pogodnim za ekstrakciju osjetljivih fitokemikalija koje bi se mogle razgraditi u oštrijim uvjetima. Ova sposobnost glicerina da očuva cjelovitost bioaktivnih spojeva, u kombinaciji s njegovom netoksičnom i biorazgradivom prirodom, čini ga atraktivnim otapalom za farmaceutsku, kozmetičku i prehrambenu industriju. Dok se čisti glicerin često koristi kao ekstrakcijsko otapalo, on se također miješa s vodom ili etanolom u različitim omjerima.
Mješavine glicerina i vode: Miješanje glicerina s vodom smanjuje viskoznost otopine, povećavajući njezinu učinkovitost kavitacije tijekom ultrazvučne ekstrakcije. Tipična mješavina može se sastojati od 50% glicerina i 50% vode, uravnotežujući viskoznost i učinkovitost otapala. Ova kombinacija je posebno učinkovita za ekstrakciju spojeva poput gorkih tvari iz korijena encijana, kao što je pokazano u procesima ultrazvučne obrade.
Mješavine glicerina i etanola: Dodavanje etanola glicerinu stvara smjesu otapala s nižom viskoznošću i poboljšanim svojstvima otapala. Etanol, kao dobro otapalo za mnoge fitokemikalije, pomaže u učinkovitijoj ekstrakciji spojeva, dok komponenta glicerina osigurava stabilnost i biokompatibilnost konačnog ekstrakta.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.