Гліцерин як розчинник для ультразвукової екстракції

Гліцерин або гліцерол можна використовувати в чистому вигляді (100%) або як суміш гліцерину з водою чи етанолом для ботанічної екстракції. Дізнайтеся про переваги використання гліцерину як розчинника для екстракції в процесах ультразвукової обробки.

Ботанічна екстракція в гліцерині за допомогою ультразвукової обробки

Ботанічна екстракція є фундаментальним процесом в аналітичній хімії, біохімії та дослідженні природних продуктів, спрямованим на ізоляцію специфічних компонентів зі складних сумішей. Традиційні методи екстракції, такі як мацерація або екстракція за Сокслетом, часто вимагають тривалого часу обробки та використання органічних розчинників, які можуть становити ризик для довкілля та здоров’я. За останнє десятиліття ультразвукова екстракція замінила традиційні техніки екстракції, такі як мацерація, екстракція за Сокслетом та розчинна екстракція, оскільки ультразвукова обробка є більш ефективною, швидшою, результативнішою та екологічнішою. Окрім цих переваг ультразвукової екстракції, ця техніка дозволяє використовувати розчинник на вибір. Ультразвукові екстрактори можуть навіть працювати з чистим рослинним гліцерином як розчинником.

Як працюють ультразвукові гомогенізатори зондового типу для екстракції?

Ультразвукові гомогенізатори, що використовуються для ботанічної екстракції, застосовують потужність інтенсивного ультразвуку. Через ультразвуковий зонд високочастотний ультразвук передається в розчинник, де виникає численна кількість бульбашок кавітації. Швидке утворення та колапс мікроскопічних бульбашок кавітації генерують зсувні сили та інтенсивне перемішування, локальні високі температури та тиски. Ці сономеханічні сили ефективно руйнують клітинні стінки та сприяють вивільненню внутрішньоклітинних сполук. Ця техніка екстракції, інтенсифікована ультразвуком, пропонує кілька переваг, включаючи скорочення часу екстракції, підвищення виходу та можливість обробки термочутливих речовин без значної деградації.

Рослинний гліцерин як розчинник для екстракції

Рослинний гліцерин, безбарвна, без запаху та в’язка рідина, отримана з рослинних олій, широко визнаний за своїми розчинними властивостями. Він нетоксичний, біорозкладний та демонструє чудову розчинність для широкого спектру органічних сполук. Як розчинник, рослинний гліцерин пропонує кілька переваг порівняно з традиційними органічними розчинниками:

• Безпека та вплив на довкілля: Гліцерин є нетоксичним та екологічно безпечним, що робить його переважним вибором для застосувань у зеленій хімії.
• Якість харчового та фармацевтичного класу: Рослинний гліцерин доступний у якості харчового та фармацевтичного класу. Будучи безалкогольним, їстівним та солодким на смак, гліцерин є цінним розчинником для екстрактів, призначених для харчової промисловості та фармацевтики. Для косметики гліцерин є добре зарекомендованим розчинником завдяки своїм пом’якшувальним властивостям.
• Розчинність: Він може розчиняти як гідрофільні, так і гідрофобні речовини, розширюючи спектр екстрагованих сполук.
• Стабільність: Гліцерин є хімічно стабільним, що допомагає зберегти цілісність чутливих сполук під час екстракції.

Протокол: Ультразвукова екстракція з листя трав у гліцерин

У цьому протоколі ми проведемо вас через етапи ультразвукової екстракції біоактивних сполук з листя трав у чистий гліцерин. Ви можете переглянути доповнювальне відео вище, щоб отримати візуальне уявлення про процес ультразвукової екстракції.

Вам знадобиться:

• свіжі або сушені трави
• 100% рослинний гліцерин
• ультразвуковий гомогенізатор зондового типу, наприклад UP400St із сонотродом S24d22L2D
• скляна хімічна склянка
• темна скляна пляшка для зберігання

 
 
Покрокові інструкції

• Наріжте листя трав на невеликі шматочки (прибл. 5x5mm).
• Покладіть листя трав у скляну хімічну склянку.
• Додайте гліцерин. Можете дати травам настоятися кілька хвилин.
• Вставте зонд ультразвукового гомогенізатора в склянку. Розташуйте зонд по центру склянки та переконайтеся, що сонотрод не торкається стінок посудини.
• Встановіть амплітуду на 100% та почніть ультразвукову обробку.
• Контролюйте температуру за допомогою датчика температури, що постачається з UP400St.
• Коли температура перевищує значення, яке ви не хочете перевищувати, ви можете або призупинити роботу ультразвукового гомогенізатора, щоб дати суспензії гліцерину охолонути. Ви можете встановити температурне обмеження в меню UP400St. Крім того, ви можете помістити скляну хімічну стакан у крижану ванну.
• Проведіть ультразвукову обробку з загальним енерговитратом приблизно 200-250 Ws/g. (Ви можете встановити цільовий енерговитрат у меню UP400ST та всіх цифрових ультразвукових гомогенізаторів Hielscher.)
• Після ультразвукової обробки видаліть виснажений рослинний матеріал з гліцерину шляхом фільтрації. Ви можете використовувати сито, фільтрувальний папір або марлю. Для полегшення фільтрації в’язкого гліцерину використовуйте вакуумну фільтрацію.

 
Усунення несправностей та поради:
Чим холодніший гліцерин, тим вища його в’язкість. Для високов’язких рідин потрібен більш потужний ультразвуковий гомогенізатор. 400-ватний ультразвуковий гомогенізатор UP400St легко обробляє 100% гліцерин при кімнатній температурі. Якщо ви використовуєте ультразвуковий гомогенізатор з меншою потужністю, ви можете використовувати суміш гліцерину та води (наприклад, 50:50 %v/v).
Для холодного гліцерину, промисловий ультразвуковий гомогенізатор, такий як 1000-ватний ультразвуковий процесор UIP1000hdT, ідеально підходить для обробки високов’язких розчинників.
 

Протокол: Екстракція фітохімічних речовин з кореня тирличу

Практичне застосування сумішей гліцерину та води в ультразвуковій ботанічній екстракції демонструється при ізоляції фітохімічних речовин, таких як амарогентин, з кореня тирличу в 50% гліцерині за допомогою ультразвукового гомогенізатора Hielscher UP200Ht. Корінь тирличу містить гіркуваті смакові сполуки, які цікаві для харчової та напоєвої промисловості, а також у традиційній медицині.
Амарогентин має значення гіркоти 58 000 000 і міститься в концентрації 0,15% у корені тирличу. Гіркість тирличу характеризується чистим смаком. Маючи високу потенцію, гіркуваті сполуки кореня тирличу цінуються як сильна смакова сполука.

Покрокові інструкції для ультразвукової екстракції кореня тирличу з використанням гліцерину як розчинника
 

Використання суміші гліцерину та води в поєднанні з високоефективним ультразвуковим гомогенізатором UP200Ht призводить до високого виходу екстрагованих фітохімічних речовин. М’які умови гліцерину гарантують, що чутливі сполуки залишаються стабільними протягом усього процесу.

Гліцерин та його суміші з водою або етанолом надають універсальні варіанти розчинників для ультразвукової ботанічної екстракції. Попри виклики, пов’язані з високою в’язкістю гліцерину, передове ультразвукове обладнання, таке як Hielscher UP200Ht, може ефективно обробляти ці розчинники, забезпечуючи ефективну екстракцію цінних фітохімічних речовин. Можливість налаштувати склад розчинника та використати потужність ультразвукових хвиль робить ультразвуково-асистовану екстракцію потужною технікою для ізоляції біоактивних сполук з рослинних матеріалів.

Ультразвукова екстракція в гліцерині

Поєднання ультразвукових гомогенізаторів зондового типу з рослинним гліцерином як розчинником є потужним підходом для екстракції. Механічні ефекти ультразвукової обробки покращують масоперенесення, підвищуючи ефективність гліцерину у розчиненні цільових сполук. Ця комбінація особливо ефективна для екстракції біоактивних сполук із рослинної сировини, таких як поліфеноли, алкалоїди та ефірні олії.

Застосування ультразвукової ботанічної екстракції в гліцерині

Ця техніка екстракції має перспективні застосування у різних галузях:

1. Фармацевтика: Ізоляція діючих фармацевтичних інгредієнтів із лікарських рослин.
2. Харчова промисловість: Екстракція натуральних ароматизаторів, барвників та антиоксидантів.
3. Косметика: Виробництво біоактивних сполук для засобів догляду за шкірою та косметичних продуктів.
4. Глибокі евтектичні розчинники Завдяки низькій вартості, високій доступності, нетоксичності, негорючості та нелеткості, гліцерин і гліцерин-вмісні глибокі евтектичні розчинники є ідеальними для ультразвукової екстракції поліфенолів, пропонуючи високо сталий розв’язок.

Розробка, виробництво та консалтинг – якість, зроблена в Німеччині

Ультразвукові гомогенізатори Hielscher відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Міцність і простота в експлуатації забезпечують безперешкодну інтеграцію наших ультразвукових гомогенізаторів у промислові об’єкти. Жорсткі умови та складні середовища легко витримуються ультразвуковими гомогенізаторами Hielscher.

Hielscher Ultrasonics – це компанія, сертифікована за ISO, яка приділяє особливу увагу високоефективним ультразвуковим гомогенізаторам, що характеризуються передовими технологіями та зручністю використання. Звісно, ультразвукові гомогенізатори Hielscher відповідають вимогам CE та вимогам UL, CSA і RoHs.

Нижче наведена таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових гомогенізаторів: