Ултразвукова екстракция на тютюн
Конвенционалната екстракция на тютюн е бавен, отнемащ време процес, който включва използването на токсични разтворители при високи температури, което прави процеса опасен. Ултразвуковото извличане на алкалоиди от тютюн може да се извърши с помощта на вода или меки разтворители в бърз процес от няколко минути. Ултразвуково извлечените алкалоиди като никотин от тютюн се освобождават чрез бърза и високоефективна процедура, която дава високи добиви на екстракт от пълен спектър (съдържащ никотин, норникотин, хлорогенова киселина, 5-кафеоилхинова киселина, рутин, кофеинова киселина и скополетин, соланизол и др.).
Ултразвукова екстракция на тютюн
Ултразвуковата екстракция е бърз, ефективен и удобен метод за екстракция, който се основава на прилагането на силов ултразвук. Интензивните ултразвукови вълни генерират бързо микродвижение и акустична кавитация в твърдо-течни системи (напр. растителен материал в разтворител, например тютюневи листа в етанол), което води до повишен пренос на маса, както и ускорен процес на екстракция. В сравнение с други усъвършенствани техники за екстракция като екстракция на свръхкритична течност и екстракция с йонни двойки, ултразвуковата екстракция е значително по-икономична, по-екологична, по-безопасна и по-лесна за използване. Следователно ултразвуковата екстракция е предпочитаната техника за извличане за освобождаване на биоактивни съединения от растения.
Ултразвуковата екстракция води до широкоспектърен екстракт, съдържащ никотин, който е основният алкалоид с 94–98% от общото съдържание на алкалоиди в тютюна, както и алкалоидите норникотин, анабазин, анатабин, котинин и миомин.
Прочетете повече за екстракцията на алкалоиди от растителен материал с помощта на ултразвуков уред тип сонда!
Sonicator UP400St (400 вата) за извличане на алкалоиди като никотинен, норникотин, хлорогенова киселина и др. от тютюневи листа.
Тютюневи екстракти с пълен спектър със соникация
Алкалоиди като никотин и норникотин, хлорогенова киселина, феноли, соланизол и други биоактивни съединения могат да бъдат бързо, ефективно и безопасно изолирани с помощта на ултразвукова екстракция. Конвенционалната екстракция на тютюн включва използването на токсични разтворители като хептан при високи температури, което превръща процеса на екстракция в опасна процедура. Целият конвенционален процес на екстракция отнема около 24 часа и по този начин отнема много време.
Ултразвуковата екстракция може да се извърши като екстракция със студена вода или с помощта на меки разтворители като етанол или смес от етанол и вода при стайна температура или леко повишени температури. Ултразвукът отнема няколко минути, което превръща извличането в бърза процедура. Освен това, използвайки вода или меки разтворители, процесът е напълно безопасен и удобен.
Ултразвуково произведените екстракти от пълен спектър съдържат първичния алкалоид никотин, както и вторичните или второстепенните алкалоиди, като анабазин или 3-(2-пиперидинил)пиридин, анатабин или 3-(2-1,2,3,6-тетрахидропиридил)пиридин, котинин или 1-метил-5-(3-пиридил)-2-пиролидинон), 2,3'-дипиридил или изоникотеин, N-формилнорникотин или 2-(3-пиридил)пиролидинкарбалдехид, миозмин или 3-(1-пиролин-2-ил)пиридин, норникотин или 3-(пиролидин-2-ил)пиридин и бета-никотирин или 3-(1-метилпирол-2-ил)пиридин.
Съдържанието на тези алкалоиди варира в зависимост от видовете тютюн и тютюневите изделия. Докато никотинът е основният алкалоид с 94-98% от общото съдържание на алкалоиди, норникотинът и анатабинът са двата най-разпространени вторични алкалоида, всеки от които представлява приблизително 2% до 6% от общото съдържание на алкалоиди в тютюна.
- По-висок добив
- високо качество
- бързо извличане
- Мек, нетермичен процес
- Вода или разтворител
- прост & безопасна работа
Изберете от богат избор от разтворители
С помощта на ултразвукова екстракция можете да избирате от различни разтворители, включително вода, алкохол, етанол, метанол, смеси от етанол и вода или силни разтворители като хептан или хексан. Всички първи посочени разтворители вече са успешно тествани и са доказано ефективни за изолиране на биоактивни съединения като алкалоиди, терпеноиди, феноли и соланизол от тютюневи растителни материали. Сонификацията може да се използва при екстракция със студена вода без разтворители (напр. за приготвяне на органични екстракти) или може да се комбинира с разтворител по ваш избор.
Научете повече за разтворителите за ултразвукова екстракция от растителни продукти!
Научете повече за ултразвуково засилената екстракция на хексан!
Ултразвукова екстракция на никотин от тютюневи листа с помощта на Ултразвуковият уред UP200Ht
Високоефективни ултразвукови екстрактори
Ултразвуковото оборудване на Hielscher е често срещан инструмент за екстракция за изолиране на биоактивни съединения от растителни продукти. Доставяйки ултразвукови екстрактори за всички технологични мащаби, Hielscher е в състояние да ви препоръча най-подходящата ултразвукова система за вашите нужди. Започвайки с компактни, но мощни Лабораторни системи за анализ и тестване на осъществимостта, Hielscher предлага пълната гама от лабораторни и пилотни ултразвукови апарати до напълно индустриален ултразвук Реактори. Предлагайки пълната ширина на лентата на ултразвуковите процесори, Hielscher разполага с идеалната настройка за вашия процес на екстракция. В зависимост от обема и целта на вашия процес, ултразвуковата екстракция може да се извърши в режим на партид или непрекъснат поток. Аксесоарите на колектора като сонотроди, бустерни клаксони, проточни клетки и реактори позволяват да се оборудва ултразвуковият процесор да изпълни идеално целите на процеса.
Ултразвуковите процесори на Hielscher могат да бъдат прецизно управлявани и данните за процеса се записват автоматично на вградената SD-карта на нашите цифрови ултразвукови системи. Надеждният контрол върху параметрите на процеса гарантира постоянно високо качество на продукта. Автоматичното записване на данните за параметрите на процеса позволява лесна стандартизация на процеса и изпълнение на добрите производствени практики (GMP).
Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди. Лесната и безопасна работа, както и ниската поддръжка правят ултразвуковите системи на Hielscher надеждният работен кон във вашето производство.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 0.5 до 1,5 мл | Н.А. | ФлаконВисокоговорител за високи честоти |
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | UP100H |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000 |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас сега за допълнителна информация! Нашият добре обучен персонал ще се радва да обсъди вашия процес на екстракция с вас!
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Високомощни ултразвукови процесори от лабораторен до пилотен и промишлен мащаб.
UIP2000hdT, мощен високоефективен ултразвуков уред с мощност 2 kW
Литература/Препратки
- Esclapez, M.D.; García-Pérez, J.V.; Mulet, A.; Cárcel, J.A. (2011): Ultrasound-Assisted Extraction of Natural Products. Food Engineering Reviews, Volume 3, 2011. 108–120.
- Vinatoru, M. (2001): An overview of the ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from herbs. Ultrasonics Sonochemistry 8(3):303-13.
- Chen, P.X.; Qian, N.; Burton, H.R.; Moldoveanu, S.C. (2005): Analysis of Minor Alkaloids in Tobacco: A Collaborative Study. Contributions to Tobacco Research, Vol. 21, No.7, 2005.
- Yuegang Zuo, Liliang Zhang, Jingping Wu, Johnathan W. Fritz, Suzanne Medeiros, Christopher Rego (2004): Ultrasonic extraction and capillary gas chromatography determination of nicotine in pharmaceutical formulations. Analytica Chimica Acta, Volume 526, Issue 1, 2004. 35-39.
Факти, които си струва да знаете
Защо ултразвуковата екстракция е толкова ефективна?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) се основава на свързване на силно интензивни ултразвукови вълни (акустични вълни) в течност или суспензия. Акустичните вълни създават редуващи се цикли на високо / ниско налягане, което води до явлението акустична кавитация. Явлението ултразвукова или акустична кавитация се характеризира с екстремни, локално ограничени условия на много високо налягане, температури и сили на срязване. В близост до имплодиращите кавитационни мехурчета могат да бъдат измерени температури до 5000K, налягане от 1000 атмосфери, скорост на нагряване-охлаждане над 1010 K/s и течни струи със скорост до 280m/s, които изглеждат като много висока сила на срязване и турбуленции в кавитационната зона. Комбинацията от тези фактори (налягане, топлина, срязване и турбуленция) нарушава клетките (лизис) и засилва преноса на маса по време на процеса на екстракция. По този начин се насърчава течно-твърдото извличане на фитосъставки от растителни клетки. Техниката на ултразвукова екстракция се прилага широко за успешното и ефективно извличане на флавоноиди, полизахариди, алкалоиди, фитостероли, полифеноли и пигменти от растения.
Ултразвукова екстракция от растителни клетки: микроскопичното напречно сечение (TS) показва механизма на действие по време на ултразвукова екстракция от клетки (увеличение 2000x) [ресурс: Vilkhu et al. 2011]
тютюн
Различни растения от рода Nicotiana и семейство Solanaceae (паслен) са известни като тютюневи растения. Освен че е често използваният термин за растението, тютюнът описва и продуктите, приготвени от сушените листа на тютюневото растение. Докато Nicotiana tabacum е основната употреба на културата за производство на тютюн и никотин, има над 70 растителни вида тютюн. N. tabacum е доминиращият вид, използван за тютюневи изделия, но по-мощният вариант N. rustica може да се намери по целия свят и се използва за производството на пестициди. Сравнявайки никотиновия центент, листата на N. rustica имат съдържание на никотин до 9%, докато листата на N. tabacum съдържат около 1 до 3%.
Тютюнът съдържа стимулант алкалоид никотин, както и хармала алкалоиди. Изсушените и втвърдени тютюневи листа се използват главно за пушене на цигари, пури, лули, наргили, както и електронни цигари, електронни пури, електронни лули и изпарители. Като алтернатива те могат да се консумират като тютюн за дъвчене, тютюн за потапяне и снус.
Семейството на тютюневите растения съдържа различни (под)видове, които проявяват различни алкалоидни и вкусови профили.
Ориенталският тютюн (Nicotiana tabacum L.) е вид тютюн, отглеждан главно в Турция, Гърция и съседните райони, който се използва за търговското производство на цигари, пури и тютюн за дъвчене. Има силен характерен вкус, има относително ниско съдържание на никотин и високо съдържание на редуциращи захари, киселини и летливо вкусово масло, което придава на тютюневите изделия интензивен аромат.
Известни са 67 естествени вида тютюн. По-долу са изброени най-често срещаните видове:
- Nicotiana acuminata (Греъм) Хук. – Много цветни тютюни
- Nicotiana africana Merxm.
- Никотиана Алата Линк & Ото – крилат тютюн, жасминов тютюн, танбаку (персийски)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – тютюн койот
- Никотиана бентамяна Домин
- Никотиана Кливланди А. Грей
- Nicotiana glauca Graham – дървесен тютюн, бразилски дървесен тютюн, храстов тютюн, синапено дърво
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Уилър
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – пустинен тютюн, пунш, “Табакильо”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – Ацтекски тютюн, мапачо
- Nicotiana suaveolens Lehm. – Австралийски тютюн
- Nicotiana sylvestris Speg. & Идва – Южноамерикански тютюн, горски тютюн
- Nicotiana tabacum L. – търговски тютюн, отглеждан за производство на цигари, пури, тютюн за дъвчене и др.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Трите вида по-долу са изкуствени хибриди:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Видове тютюн
Втвърдяването и последващият процес на стареене на тютюневите листа предизвиква бавно окисляване и разграждане на настоящите каротеноиди в тютюневите листа. Поради окисляването се синтезират определени съединения в тютюневите листа, което води до сладко сено, чай, розово масло или плодови ароматни аромати, които допринасят за “Гладкост” на дима. Нишестете се превръщат в захари, които впоследствие гликатират протеините и се окисляват в напреднали крайни продукти от гликиране (AGE). Това е процес на карамелизация, който също придава на дима вкуса.
Методът на приготвяне и втвърдяване на тютюна влияе върху крайните му ароматни характеристики. Втвърдяването може да се постигне чрез втвърдяване на въздух, огън, дим и слънце. Например тютюнът за сушене на дим (например от Франция) съдържа само ниски нива на алкалоиди, докато сушеният на въздух тютюн Burley (например с произход от Гватемала) е известен с високото си съдържание на алкалоиди.