Gliceryna jako rozpuszczalnik do ekstrakcji ultradźwiękowej
Gliceryna lub glicerol mogą być stosowane w czystej postaci (100%) lub jako mieszanina gliceryny i wody lub etanolu do ekstrakcji botanicznej. Dowiedz się o zaletach stosowania gliceryny jako rozpuszczalnika ekstrakcyjnego w procesach sonikacji.
Ekstrakcja botaniczna w glicerynie przy użyciu sonikacji
Ekstrakcja botaniczna jest podstawowym procesem w chemii analitycznej, biochemii i badaniach nad produktami naturalnymi, mającym na celu wyizolowanie określonych składników ze złożonych mieszanin. Tradycyjne metody ekstrakcji, takie jak maceracja lub ekstrakcja Soxhleta, często wymagają długiego czasu przetwarzania i stosowania rozpuszczalników organicznych, które mogą stanowić zagrożenie dla środowiska i zdrowia. W ostatniej dekadzie ekstrakcja ultradźwiękowa zastąpiła tradycyjne techniki ekstrakcji, takie jak maceracja, Soxhlet i ekstrakcja rozpuszczalnikiem, ponieważ sonikacja jest bardziej wydajna, szybsza, skuteczniejsza i przyjaźniejsza dla środowiska. Oprócz tych zalet ekstrakcji ultradźwiękowej, technika ta pozwala na użycie wybranego rozpuszczalnika. Ekstraktory ultradźwiękowe mogą nawet obsługiwać czystą glicerynę roślinną jako rozpuszczalnik.
Homogenizator ultradźwiękowy UP400ST do ekstrakcji ziół przy użyciu gliceryny jako rozpuszczalnika.
Gliceryna roślinna jest idealnym rozpuszczalnikiem do ekstrakcji ze względu na swoje nietoksyczne, niedrażniące właściwości i zdolność do zachowania stabilności i siły działania wrażliwych związków bioaktywnych. Zarówno czysta gliceryna, jak i mieszaniny gliceryny i wody są użytecznymi rozpuszczalnikami do produkcji ekstraktów do suplementów i nutraceutyków, ekstraktów smakowych, dodatków do żywności i kosmetyków.
Jak działają ultradźwięki typu sondowego do ekstrakcji?
Sonikatory używane do ekstrakcji botanicznej wykorzystują moc intensywnych ultradźwięków. Za pośrednictwem sondy ultradźwiękowej ultradźwięki o wysokiej intensywności są przenoszone do rozpuszczalnika, gdzie występują liczne pęcherzyki kawitacyjne. Szybkie powstawanie i zapadanie się mikroskopijnych pęcherzyków kawitacyjnych generuje siły ścinające i intensywne mieszanie, zlokalizowane wysokie temperatury i ciśnienia. Te siły sonomechaniczne skutecznie rozbijają ściany komórkowe i ułatwiają uwalnianie związków wewnątrzkomórkowych. Ta ultradźwiękowo zintensyfikowana technika ekstrakcji oferuje kilka zalet, w tym skrócenie czasu ekstrakcji, zwiększoną wydajność i zdolność do przetwarzania substancji termolabilnych bez znaczącej degradacji.
Gliceryna roślinna jako rozpuszczalnik ekstrakcyjny
Gliceryna roślinna, bezbarwna, bezwonna i lepka ciecz pochodząca z olejów roślinnych, jest powszechnie znana ze swoich właściwości rozpuszczalnika. Jest nietoksyczna, biodegradowalna i wykazuje doskonałą rozpuszczalność dla szerokiej gamy związków organicznych. Jako rozpuszczalnik, gliceryna roślinna oferuje kilka korzyści w porównaniu z tradycyjnymi rozpuszczalnikami organicznymi:
- Bezpieczeństwo i wpływ na środowisko: Gliceryna jest nietoksyczna i nieszkodliwa dla środowiska, co czyni ją preferowanym wyborem w zastosowaniach związanych z zieloną chemią.
- Food- i Pharma-Grade: Gliceryna roślinna jest dostępna w jakości spożywczej i farmaceutycznej. Jako substancja bezalkoholowa, jadalna i słodka w smaku, gliceryna jest cenionym rozpuszczalnikiem dla ekstraktów przeznaczonych dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego. W kosmetyce gliceryna jest cenionym rozpuszczalnikiem ze względu na swoje właściwości zmiękczające.
- Rozpuszczalność: Może rozpuszczać zarówno substancje hydrofilowe, jak i hydrofobowe, poszerzając zakres ekstrahowalnych związków.
- Stabilność: Gliceryna jest stabilna chemicznie, co pomaga zachować integralność wrażliwych związków podczas ekstrakcji.
Ultradźwiękowiec UIP1000hdT do ekstrakcji botanicznej.
Protokół: Ekstrakcja ultradźwiękowa z liści ziół do gliceryny
W tym protokole przeprowadzimy Cię przez etapy ultradźwiękowej ekstrakcji związków bioaktywnych z liści ziół do czystej gliceryny. Możesz obejrzeć uzupełniający film powyżej, aby uzyskać wizualne wrażenie procesu ekstrakcji ultradźwiękowej.
Potrzebujesz:
- świeże lub suszone zioła
- 100% gliceryna roślinna
- sonikator typu sonda, np. UP400St z sonotrodą S24d22L2D
- Szklana zlewka
- Butelka z ciemnego szkła do przechowywania
Instrukcje krok po kroku
- Posiekaj liście ziół na małe kawałki (ok. 5x5 mm).
- Umieść liście ziół w szklanej zlewce.
- Dodaj glicerynę. Można pozostawić zioła na kilka minut do namoczenia.
- Włożyć sondę sonikatora do zlewki. Wyśrodkuj sondę na środku zlewki i upewnij się, że sonotroda nie dotyka ścianek naczynia.
- Ustaw amplitudę na 100% i rozpocznij sonikację.
- Monitoruj temperaturę za pomocą czujnika temperatury dostarczonego z UP400St.
- Gdy temperatura wzrośnie powyżej temperatury, której nie chcesz przekroczyć, możesz wstrzymać działanie sonikatora, aby zawiesina gliceryny ostygła. Limit temperatury można ustawić w menu UP400St. Dodatkowo można umieścić szklaną zlewkę w łaźni lodowej.
- Sonikacja dla całkowitej energii wejściowej ok. 200-250 Ws/g. (Docelowy pobór energii można ustawić w menu UP400ST i wszystkich cyfrowych sonikatorów Hielscher).
- Po sonikacji usuń wyczerpany materiał roślinny z gliceryny poprzez filtrację. Można użyć sitka, bibuły filtracyjnej lub ściereczki do sera. Aby ułatwić filtrację lepkiej gliceryny, należy zastosować filtrację próżniową.
Rozwiązywanie problemów i porady:
Im zimniejsza gliceryna, tym wyższa jej lepkość. Płyny o wysokiej lepkości wymagają mocniejszego sonikatora. Sonikator UP400St o mocy 400 W suwerennie radzi sobie ze 100% gliceryną w temperaturze pokojowej. Jeśli używasz sonikatora o niższej mocy, możesz użyć mieszaniny gliceryny i wody (np. 50:50 %v/v).
Dla zimnej gliceryny, Sonikator przemysłowy, taki jak procesor ultradźwiękowy UIP1000hdT o mocy 1000 W, jest idealny do przetwarzania rozpuszczalników o wysokiej lepkości.
Gliceryna (glicerol) jest w stanie zachować integralność związków bioaktywnych, w połączeniu z nietoksycznym i biodegradowalnym charakterem, co czyni ją atrakcyjnym rozpuszczalnikiem dla przemysłu farmaceutycznego, kosmetycznego i spożywczego. W połączeniu z łagodnymi warunkami ekstrakcji ultradźwiękowej, ultradźwiękowe ekstrakty glicerynowe wykazują doskonałą jakość i biodostępność. Proces sonikacji zapewnia najwyższą wydajność, co skutkuje wysoką wydajnością, skróconym czasem ekstrakcji i niskimi kosztami przetwarzania! Użyj wybranego rozpuszczalnika, osiągnij doskonałą wydajność ekstrakcji i najwyższą jakość ekstraktu dzięki sonikatorom Hielscher!
Protokół: Ekstrakcja fitochemikaliów z korzenia goryczki
Praktyczne zastosowanie mieszanin gliceryna-woda w ultradźwiękowej ekstrakcji botanicznej wykazano w izolacji fitochemikaliów, takich jak amarogentyna z korzenia goryczki w 50% gliceryny przy użyciu sonikatora Hielscher UP200Ht. Korzeń goryczki zawiera gorzkie związki smakowe, które są interesujące w przemyśle spożywczym i napojów, a także w medycynie tradycyjnej.
Amarogentyna ma wartość goryczy 58 000 000 i występuje w stężeniu 0,15% w korzeniu goryczki. Gorycz goryczki charakteryzuje się czystym smakiem. Oferując wysoką moc, związki goryczowe z korzenia goryczki są cenione jako silny związek smakowy.
Instrukcje krok po kroku dotyczące ultradźwiękowej ekstrakcji korzenia goryczki przy użyciu gliceryny jako rozpuszczalnika
Zastosowanie mieszaniny gliceryny i wody, w połączeniu z wysokowydajnym sonikatorem UP200Ht, skutkuje wysoką wydajnością ekstrahowanych fitochemikaliów. Łagodne warunki gliceryny zapewniają, że wrażliwe związki pozostają stabilne przez cały proces.
Gliceryna i jej mieszaniny z wodą lub etanolem zapewniają wszechstronne opcje rozpuszczalników do ultradźwiękowej ekstrakcji botanicznej. Pomimo wyzwań związanych z wysoką lepkością gliceryny, zaawansowany sprzęt do sonikacji, taki jak Hielscher UP200Ht, może skutecznie obsługiwać te rozpuszczalniki, zapewniając skuteczną ekstrakcję cennych fitochemikaliów. Możliwość dostosowania składu rozpuszczalnika i wykorzystania mocy fal ultradźwiękowych sprawia, że ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest potężną techniką izolacji związków bioaktywnych z materiałów roślinnych.
Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami w glicerynie
Połączenie ultrasonografów typu sondowego z gliceryną roślinną jako rozpuszczalnikiem stanowi potężne podejście do ekstrakcji. Mechaniczne efekty ultradźwięków zwiększają przenoszenie masy, poprawiając skuteczność gliceryny w rozpuszczaniu związków docelowych. Ta kombinacja jest szczególnie skuteczna w ekstrakcji związków bioaktywnych z materiałów roślinnych, takich jak polifenole, alkaloidy i olejki eteryczne.
Zastosowania ultradźwiękowej ekstrakcji botanicznej w glicerynie
Ta technika ekstrakcji ma obiecujące zastosowania w różnych dziedzinach:
- Farmaceutyki: Izolacja aktywnych składników farmaceutycznych z roślin leczniczych.
- Przemysł spożywczy: Ekstrakcja naturalnych aromatów, barwników i przeciwutleniaczy.
- Kosmetyki: Produkcja bioaktywnych związków do pielęgnacji skóry i produktów kosmetycznych.
- rozpuszczalniki głęboko eutektyczne Ze względu na niski koszt, wysoką dostępność, nietoksyczność, niepalność i nielotność, glicerol i rozpuszczalniki głęboko eutektyczne na bazie glicerolu są idealne do ekstrakcji ultradźwiękowej polifenoli, oferując wysoce zrównoważone rozwiązanie.
- wysoka wydajność
- najnowocześniejsza technologia
- niezawodność & solidność
- regulowana, precyzyjna kontrola procesu
- partia & inline
- dla dowolnego wolumenu
- inteligentne oprogramowanie
- inteligentne funkcje (np. programowalne, protokołowanie danych, zdalne sterowanie)
- Łatwa i bezpieczna obsługa
- niskie koszty utrzymania
- CIP (clean-in-place)
Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość Made in Germany
Ultradźwięki Hielscher są dobrze znane z najwyższej jakości i standardów projektowych. Solidność i łatwa obsługa pozwalają na płynną integrację naszych ultradźwiękowców z obiektami przemysłowymi. Trudne warunki i wymagające środowiska są łatwo obsługiwane przez ultradźwięki Hielscher.
Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na wysokowydajne ultradźwięki z najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców:
| Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
|---|---|---|
| 0.5-1,5 mL | b.d. | VialTweeter |
| 1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150 l | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
| b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Sonicator MSR-4 z 4x sondami ultradźwiękowymi 4kW (całkowita moc ultradźwięków 16kW) do przemysłowej ekstrakcji związków bioaktywnych.
Literatura / Referencje
- 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.
Fakty, które warto wiedzieć o glicerynie
Czym jest gliceryna? Gliceryna, znana również jako glicerol, jest alkoholem trójwartościowym o wysokiej rozpuszczalności w wodzie i higroskopijności. Dzięki temu jest wszechstronnym rozpuszczalnikiem w różnych zastosowaniach. Lepkość gliceryny roślinnej wynosi około 1400 centypoziomów w temperaturze 20ºC. Gliceryna jest nietoksyczna, biodegradowalna i nadaje się do recyklingu. Jest produkowana ze źródeł odnawialnych, co czyni ją rozpuszczalnikiem przyjaznym dla środowiska. Ponieważ gliceryna jest tania i łatwo dostępna, znajduje szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Jako niepalna i nielotna, gliceryna jest bezpieczna w obsłudze i przechowywaniu.
Gliceryna jest rozpuszczalna w wodzie, etanolu i metanolu, co rozszerza jej zastosowanie jako rozpuszczalnika w różnych procesach chemicznych.
W jakich zastosowaniach gliceryna jest używana jako rozpuszczalnik?
Gliceryna jest ceniona za swoje różnorodne zastosowania zarówno w przemyśle spożywczym, jak i kosmetycznym. Używanie gliceryny jako rozpuszczalnika jest jednym z jej silnych zastosowań, ponieważ oferuje właściwości chemiczne i dużą wszechstronność jako rozpuszczalnik.
W Kosmetyki i medycyna: W kosmetyce i medycynie gliceryna jest powszechnie stosowana jako emolient w kremach i żelach. Działa jako rozpuszczalnik dla wielu słabo rozpuszczalnych substancji, zwiększając ich biodostępność. Skuteczność gliceryny w tych zastosowaniach wynika z jej chemicznego charakteru jako alkoholu trójwartościowego, który nadaje jej wysoką rozpuszczalność w wodzie i higroskopijność.
W Żywność i napoje: Gliceryna pełni wiele ról w przemyśle spożywczym i napojów. Działa jako środek utrzymujący wilgoć, rozpuszczalnik i słodzik, przyczyniając się do konserwacji żywności. Jest również wykorzystywana jako wypełniacz w komercyjnie przygotowywanych niskotłuszczowych produktach spożywczych, takich jak ciastka, oraz jako środek zagęszczający w likierach.
Właściwości poliolu: Gliceryna, poliol (alkohol cukrowy), jest uznawana za nietoksyczną, biodegradowalną i nadającą się do recyklingu. Jest produkowana ze źródeł odnawialnych i działa jako polarny rozpuszczalnik protowy ze względu na trójwodorotlenową strukturę alkoholu. Dzięki temu jest wysoce hydrofilowy i rozpuszczalny w wodzie, etanolu i metanolu.
Współrozpuszczalnik do ekstrakcji wodą: Gliceryna jest skutecznym współrozpuszczalnikiem w procesach ekstrakcji wodnej, szczególnie znanym ze swojej skuteczności w uzyskiwaniu ekstraktów polifenolowych.
Jaka jest rola gliceryny w ekstrakcji ultradźwiękowej?
Gliceryna, znana również jako glicerol, jest bezbarwną, bezwonną, lepką cieczą, która jest szeroko stosowana jako rozpuszczalnik w ekstrakcjach botanicznych. Jej unikalne właściwości sprawiają, że jest szczególnie odpowiednia do ekstrakcji wrażliwych fitochemikaliów, które mogą ulec degradacji w trudniejszych warunkach. Zdolność gliceryny do zachowania integralności związków bioaktywnych, w połączeniu z jej nietoksycznym i biodegradowalnym charakterem, czyni ją atrakcyjnym rozpuszczalnikiem dla przemysłu farmaceutycznego, kosmetycznego i spożywczego. Podczas gdy czysta gliceryna jest często stosowana jako rozpuszczalnik do ekstrakcji, jest ona również mieszana z wodą lub etanolem w różnych proporcjach.
Mieszaniny gliceryny i wody: Mieszanie gliceryny z wodą zmniejsza lepkość roztworu, zwiększając jego skuteczność kawitacji podczas ekstrakcji ultradźwiękowej. Typowa mieszanina może składać się z 50% gliceryny i 50% wody, równoważąc lepkość i skuteczność rozpuszczalnika. Ta kombinacja jest szczególnie skuteczna w ekstrakcji związków, takich jak środki gorzkie z korzenia goryczki, co wykazano w procesach ultradźwiękowych.
Mieszaniny gliceryny i etanolu: Dodanie etanolu do gliceryny tworzy mieszaninę rozpuszczalników o niższej lepkości i lepszych właściwościach rozpuszczających. Etanol, będąc dobrym rozpuszczalnikiem dla wielu fitochemikaliów, pomaga w bardziej wydajnej ekstrakcji związków, podczas gdy składnik glicerynowy zapewnia stabilność i biokompatybilność końcowego ekstraktu.
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.