Glycerín ako rozpúšťadlo na ultrazvukovú extrakciu
Glycerín alebo glycerol sa môžu použiť ako čisto (100%) alebo ako zmes glycerínu a vody alebo etanolu na botanickú extrakciu. Získajte informácie o výhodách použitia glycerínu ako extrakčného rozpúšťadla v procesoch sonikácie.
Botanická extrakcia glycerínu pomocou sonikácie
Botanická extrakcia je základným procesom v analytickej chémii, biochémii a výskume prírodných produktov, zameraný na izoláciu špecifických zložiek z komplexných zmesí. Tradičné extrakčné metódy, ako je macerácia alebo Soxhletova extrakcia, si často vyžadujú dlhé časy spracovania a použitie organických rozpúšťadiel, čo môže predstavovať environmentálne a zdravotné riziká. V poslednom desaťročí ultrazvuková extrakcia nahradila tradičné extrakčné techniky, ako je macerácia, Soxhlet a extrakcia rozpúšťadlom, pretože sonikácia je efektívnejšia, rýchlejšia, efektívnejšia a šetrnejšia k životnému prostrediu. Okrem týchto výhod ultrazvukovej extrakcie táto technika umožňuje použitie rozpúšťadla podľa vlastného výberu. Ultrazvukové extraktory dokážu dokonca spracovať čistý rastlinný glycerín ako rozpúšťadlo.
UP400ST ultrazvukový homogenizátor Na bylinnú extrakciu s použitím glycerínu ako rozpúšťadla.
Rastlinný glycerín je ideálnym extrakčným rozpúšťadlom vďaka svojim netoxickým, nedráždivým vlastnostiam a schopnosti zachovať stabilitu a účinnosť citlivých bioaktívnych zlúčenín. Čistý glycerín aj zmesi glycerínu a vody sú užitočnými rozpúšťadlami na výrobu extraktov pre doplnky a nutraceutiká, aromatických extraktov, potravinárskych prídavných látok a kozmetiky.
Ako fungujú ultrazvukové prístroje sondového typu na extrakciu?
Sonikátory používané na botanickú extrakciu využívajú silu intenzívneho ultrazvuku. Prostredníctvom ultrazvukovej sondy sa ultrazvuk s vysokou intenzitou prenáša do rozpúšťadla, kde sa vyskytujú početné kavitačné bubliny. Rýchla tvorba a kolaps mikroskopických kavitačných bublín vytvára šmykové sily a intenzívne miešanie, lokalizované vysoké teploty a tlaky. Tieto sonomechanické sily účinne narúšajú bunkové steny a uľahčujú uvoľňovanie intracelulárnych zlúčenín. Táto ultrazvukovo zosilnená extrakčná technika ponúka niekoľko výhod vrátane skráteného času extrakcie, zvýšeného výťažku a schopnosti spracovať termolabilné látky bez výraznej degradácie.
Rastlinný glycerín ako extrakčné rozpúšťadlo
Rastlinný glycerín, bezfarebná a viskózna kvapalina bez zápachu získaná z rastlinných olejov, je všeobecne uznávaná pre svoje rozpúšťadlové vlastnosti. Je netoxický, biologicky odbúrateľný a vykazuje vynikajúcu rozpustnosť pre širokú škálu organických zlúčenín. Ako rozpúšťadlo ponúka rastlinný glycerín niekoľko výhod oproti tradičným organickým rozpúšťadlám:
- Bezpečnosť a vplyv na životné prostredie: Glycerín je netoxický a šetrný k životnému prostrediu, vďaka čomu je vhodnejšou voľbou pre aplikácie zelenej chémie.
- Potravinárska a farmaceutická kvalita: Rastlinný glycerín je dostupný v potravinárskej a farmaceutickej kvalite. Glycerín je bez alkoholu, jedlý a sladkej chuti a je cenným rozpúšťadlom pre extrakty určené pre potraviny a liečivá. Pre kozmetiku je glycerín dobre uznávaným rozpúšťadlom vďaka svojim zmäkčujúcim vlastnostiam.
- Rozpustnosť: Dokáže rozpúšťať hydrofilné aj hydrofóbne látky, čím sa rozširuje rozsah extrahovateľných zlúčenín.
- Stabilita: Glycerín je chemicky stabilný, čo pomáha zachovať integritu citlivých zlúčenín počas extrakcie.
Ultrazvuk UIP1000hdT na botanickú extrakciu.
Protokol: Ultrazvuková extrakcia z bylinných listov do glycerínu
V tomto protokole vás prevedieme krokmi ultrazvukovej extrakcie bioaktívnych zlúčenín z bylinných listov na čistý glycerín. Môžete si pozrieť doplnkové video vyššie, aby ste získali vizuálny dojem z procesu ultrazvukovej extrakcie.
Potrebuješ:
- čerstvé alebo sušené bylinky
- 100% rastlinný glycerín
- sondový sonikátor, napr. UP400St so sonotrodou S24d22L2D
- Sklenená kadička
- Fľaša z tmavého skla na uskladnenie
Pokyny krok za krokom
- Bylinné lístky nakrájame na malé kúsky (cca 5x5mm).
- Vložte bylinné listy do sklenenej kadičky.
- Pridajte glycerín. Bylinky môžete nechať niekoľko minút namočiť.
- Vložte sondu sonikátora do kadičky. Vycentrujte sondu v strede kadičky a uistite sa, že sa sonotróda nedotýka stien nádoby.
- Nastavte amplitúdu na 100 % a spustite sonikáciu.
- Monitorujte teplotu pomocou teplotného senzora, ktorý sa dodáva s UP400St.
- Keď teplota stúpne nad teplotu, ktorú nechcete prekročiť, môžete buď pozastaviť sonikátor, aby glycerínová suspenzia vychladla. Teplotný limit môžete nastaviť v ponuke UP400St. Okrem toho môžete sklenenú kadičku umiestniť do ľadového kúpeľa.
- Sonikujte pre celkový energetický príkon cca. 200-250 Ws/g. (Cieľový energetický príkon môžete nastaviť v ponuke UP400ST a všetkých digitálnych Hielscher sonicatorov.)
- Po sonikácii odstráňte vyčerpaný rastlinný materiál z glycerínu filtráciou. Môžete použiť sitko, filtračný papier alebo syrovú handričku. Na uľahčenie filtrácie viskózneho glycerínu použite vákuovú filtráciu.
Riešenie problémov a tipy:
Čím je glycerín chladnejší, tým vyššia je jeho viskozita. Vysoko viskózne kvapaliny vyžadujú výkonnejší sonikátor. 400 W výkonný sonikátor UP400St suverénne zvláda 100% glycerín pri izbovej teplote. Ak používate sonikátor s nižším výkonom, môžete použiť zmes glycerínu a vody (napr. 50:50 %v/v).
Na studený glycerín, priemyselný sonikátor, ako je 1000 wattový ultrazvukový procesor UIP1000hdT, je ideálny na spracovanie vysoko viskóznych rozpúšťadiel.
Glycerín (glycerol) je schopný zachovať integritu bioaktívnych zlúčenín v kombinácii so svojou netoxickou a biologicky odbúrateľnou povahou z neho robí atraktívne rozpúšťadlo pre farmaceutický, kozmetický a potravinársky priemysel. V kombinácii s miernymi podmienkami extrakcie ultrazvuku vykazujú ultrazvukové glycerínové extrakty vynikajúcu kvalitu a biologickú dostupnosť. Proces sonikácie zaisťuje najvyššiu účinnosť, čo vedie k vysokým výťažkom, skrátenému času extrakcie a nízkym nákladom na spracovanie! Použite rozpúšťadlo podľa vlastného výberu, dosiahnite vynikajúce výťažky extrakcie a vynikajúcu kvalitu extraktu pomocou sonikátorov Hielscher!
Protokol: Extrakcia fytochemikálií z koreňa horca
Praktická aplikácia zmesí glycerínu a vody pri ultrazvukovej botanickej extrakcii je demonštrovaná v izolácii fytochemikálií, ako je amarogentín z koreňa horca, v 50% glyceríne pomocou sonikátora Hielscher UP200Ht. Koreň horca obsahuje horké chuťové zlúčeniny, ktoré sú zaujímavé v potravinárskom a nápojovom priemysle, ako aj v tradičnej medicíne.
Amarogentín ponúka hodnotu horkosti 58 000 000 a nachádza sa v koncentrácii 0,15 % v koreni horca. Horkosť horca sa vyznačuje čistou chuťou. Horké zlúčeniny koreňa horca, ktoré ponúkajú vysokú účinnosť, sú cenené ako silná chuťová zlúčenina.
Podrobné pokyny na ultrazvukovú extrakciu koreňa horca pomocou glycerínu ako rozpúšťadla
Použitie zmesi glycerínu a vody v kombinácii s vysokovýkonným ultrazvukom UP200Ht má za následok vysoký výťažok extrahovaných fytochemikálií. Mierne podmienky glycerínu zaisťujú, že citlivé zlúčeniny zostávajú stabilné počas celého procesu.
Glycerín a jeho zmesi s vodou alebo etanolom poskytujú všestranné možnosti rozpúšťadiel pre ultrazvukovú botanickú extrakciu. Napriek výzvam, ktoré predstavuje vysoká viskozita glycerínu, pokročilé sonikačné zariadenia ako Hielscher UP200Ht dokážu efektívne zvládnuť tieto rozpúšťadlá a zabezpečiť účinnú extrakciu cenných fytochemikálií. Schopnosť prispôsobiť zloženie rozpúšťadla a využiť silu ultrazvukových vĺn robí z ultrazvukom asistovanej extrakcie účinnú techniku na izoláciu bioaktívnych zlúčenín z rastlinných materiálov.
Ultrazvukom asistovaná extrakcia v glyceríne
Kombinácia ultrazvukových sondových ultrazvukov s rastlinným glycerínom ako rozpúšťadlom predstavuje účinný prístup k extrakcii. Mechanické účinky ultrazvuku zvyšujú prenos hmoty a zlepšujú účinnosť glycerínu pri rozpúšťaní cieľových zlúčenín. Táto kombinácia je obzvlášť účinná na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z rastlinných materiálov, ako sú polyfenoly, alkaloidy a éterické oleje.
Aplikácie pre ultrazvukovú botanickú extrakciu glycerínu
Táto extrakčná technika má sľubné uplatnenie v rôznych oblastiach:
- Liekov: Izolácia účinných farmaceutických zložiek z liečivých rastlín.
- Potravinársky priemysel: Extrakcia prírodných príchutí, farbív a antioxidantov.
- Kozmetika: Výroba bioaktívnych zlúčenín pre výrobky starostlivosti o pleť a kozmetické výrobky.
- hlboké eutektické rozpúšťadlá Vďaka svojej nízkej cene, vysokej dostupnosti, netoxickej povahe, nehorľavosti a neprchavosti sú hlboké eutektické rozpúšťadlá na báze glycerolu a glycerolu ideálne na ultrazvukovú extrakciu polyfenolov a ponúkajú vysoko udržateľné riešenie.
- vysoká účinnosť
- Najmodernejšia technológia
- spoľahlivosť & odolnosť
- nastaviteľné, presné riadenie procesu
- dávka & Inline
- pre akýkoľvek objem
- inteligentný softvér
- inteligentné funkcie (napr. programovateľné, dátové protokolovanie, diaľkové ovládanie)
- jednoduchá a bezpečná obsluha
- nízka údržba
- CIP (čistenie na mieste)
Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 05 až 1,5 ml | N.A. | 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 20 l | 00,2 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 |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Sonicator MSR-4 so 4x 4kW ultrazvukovými sondami (celkový ultrazvukový výkon 16kW) na priemyselnú extrakciu bioaktívnych zlúčenín.
Literatúra / Referencie
- 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, ktoré stoja za to vedieť o glyceríne
Čo je glycerín? Glycerín, tiež známy ako glycerol, je trojmocný alkohol s vysokou rozpustnosťou vo vode a hygroskopickosťou. Vďaka tomu je všestranným rozpúšťadlom v rôznych aplikáciách. Viskozita rastlinného glycerínu je približne 1400 centipoise pri 20 ° C. Glycerín je netoxický, biologicky odbúrateľný a recyklovateľný. Vyrába sa z obnoviteľných zdrojov, čo z neho robí rozpúšťadlo šetrné k životnému prostrediu. Keďže glycerín je lacný a vysoko dostupný, je široko používaný v rôznych priemyselných odvetviach. Keďže je nehorľavý a neprchavý, robí glycerín bezpečným pri manipulácii a skladovaní.
Glycerín je rozpustný vo vode, etanole a metanole, čo rozširuje jeho použiteľnosť ako rozpúšťadla v rôznych chemických procesoch.
Na aké aplikácie sa glycerín používa ako rozpúšťadlo?
Glycerín je cenený pre svoje rozmanité aplikácie v potravinárskom aj kozmetickom priemysle. Použitie glycerínu ako rozpúšťadla je jednou z jeho silných aplikácií, pretože ponúka chemické vlastnosti a vysokú všestrannosť ako rozpúšťadlo.
V kozmetike a medicíne: V kozmetike a medicíne sa glycerín bežne používa ako zmäkčovadlo v krémoch a gélových prípravkoch. Pôsobí ako rozpúšťadlo pre mnoho zle rozpustných látok a zvyšuje ich biologickú dostupnosť. Účinnosť glycerínu v týchto aplikáciách vyplýva z jeho chemickej povahy ako trojmocného alkoholu, ktorý dodáva vysokú rozpustnosť vo vode a hygroskopickosť.
V potravinách a nápojoch: Glycerín plní viacero úloh v potravinárskom a nápojovom priemysle. Pôsobí ako zvlhčovadlo, rozpúšťadlo a sladidlo, ktoré prispieva k konzervácii potravín. Používa sa tiež ako plnivo v komerčne pripravovaných nízkotučných potravinách, ako sú sušienky, a ako zahusťovadlo v likéroch.
Vlastnosti polyolov: Glycerín, polyol (cukrový alkohol), je uznávaný ako netoxický, biologicky odbúrateľný a recyklovateľný. Vyrába sa z obnoviteľných zdrojov a vďaka svojej štruktúre trojsýtneho alkoholu funguje ako polárne protické rozpúšťadlo. Vďaka tomu je vysoko hydrofilný a rozpustný vo vode, etanole a metanole.
Spolurozpúšťadlo na extrakciu vody: Glycerín je účinným korozpúšťadlom pre procesy extrakcie vody, obzvlášť známy pre svoju účinnosť pri získavaní polyfenolových extraktov.
Aká je úloha glycerínu pri ultrazvukovej extrakcii?
Glycerín, tiež známy ako glycerol, je bezfarebná viskózna kvapalina bez zápachu, ktorá sa široko používa ako rozpúšťadlo pri botanických extrakciách. Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam je obzvlášť vhodný na extrakciu citlivých fytochemikálií, ktoré sa môžu v drsnejších podmienkach rozložiť. Táto schopnosť glycerínu zachovať integritu bioaktívnych zlúčenín v kombinácii s jeho netoxickou a biologicky odbúrateľnou povahou z neho robí atraktívne rozpúšťadlo pre farmaceutický, kozmetický a potravinársky priemysel. Zatiaľ čo čistý glycerín sa často používa ako extrakčné rozpúšťadlo, mieša sa aj s vodou alebo etanolom v rôznych pomeroch.
Zmesi glycerínu a vody: Zmiešanie glycerínu s vodou znižuje viskozitu roztoku, čím sa zvyšuje jeho kavitačná účinnosť počas ultrazvukovej extrakcie. Typická zmes môže pozostávať z 50 % glycerínu a 50 % vody, čím sa vyvažuje viskozita a účinnosť rozpúšťadla. Táto kombinácia je obzvlášť účinná na extrakciu zlúčenín, ako sú horké činidlá z koreňa horca, ako sa demonštruje v ultrazvukových procesoch.
Zmesi glycerínu a etanolu: Pridaním etanolu do glycerínu sa vytvorí zmes rozpúšťadiel s nižšou viskozitou a zlepšenými vlastnosťami rozpúšťadla. Etanol, ktorý je dobrým rozpúšťadlom pre mnohé fytochemikálie, pomáha pri efektívnejšej extrakcii zlúčenín, zatiaľ čo glycerínová zložka zaisťuje stabilitu a biokompatibilitu konečného extraktu.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.