Ultrazvučna ekstrakcija duhana
Konvencionalna ekstrakcija duhana je spor, dugotrajan proces, koji uključuje upotrebu toksičnih rastvarača na visokim temperaturama, što proces čini opasnim. Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija alkaloida iz duhana može se izvesti pomoću vode ili blagih rastvarača u brzom procesu od nekoliko minuta. Ultrazvučno ekstrahovani alkaloidi kao što je nikotin iz duvana oslobađaju se brzim i visoko efikasnim postupkom, što daje visoke prinose ekstrakta punog spektra (sadrži nikotin, nornikotin, hlorogensku kiselinu, 5-kafeoilkinsku kiselinu, rutin, kafeinsku kiselinu i skopoletin, solanesol itd. .).
Ultrazvučna ekstrakcija duhana
Ekstrakcija uz pomoć ultrazvuka je brza, efikasna i praktična metoda ekstrakcije koja se zasniva na primjeni ultrazvuka. Intenzivni ultrazvučni talasi stvaraju brzo mikro kretanje i akustičnu kavitaciju u sistemima čvrsto-tečnost (npr. biljni materijal u rastvaraču, npr. listovi duvana u etanolu), što rezultira povećanim prenosom mase kao i ubrzanim procesom ekstrakcije. U poređenju sa drugim naprednim tehnikama ekstrakcije kao što su ekstrakritična tečnost i ekstrakcija jonskim parom, ultrazvučna ekstrakcija je znatno ekonomičnija, ekološki prihvatljivija, sigurnija i lakša za upotrebu. Stoga je ultrazvučna ekstrakcija poželjna tehnika ekstrakcije za oslobađanje bioaktivnih spojeva iz biljaka.
Ultrazvučna ekstrakcija rezultira ekstraktom širokog spektra, koji sadrži nikotin, koji je primarni alkaloid sa 94-98% ukupnog sadržaja alkaloida u duhanu, kao i alkaloide nornikotin, anabazin, anatabin, kotinin i miozmin.
Pročitajte više o ekstrakciji alkaloida iz biljnog materijala pomoću ultrazvučnog aparata tipa sonde!

Sonicator UP400St (400 vati) za ekstrakciju alkaloida kao što su nikotin, nornikotin, hlorogenska kiselina, itd. iz listova duhana.
Ekstrakti duhana punog spektra uz obradu ultrazvukom
Alkaloidi poput nikotina i nornikotina, hlorogenske kiseline, fenola, solanezola i drugih bioaktivnih jedinjenja mogu se brzo, efikasno i sigurno izolovati ultrazvučnom ekstrakcijom. Konvencionalna ekstrakcija duhana uključuje upotrebu toksičnih rastvarača kao što je heptan na visokim temperaturama, što proces ekstrakcije pretvara u opasan postupak. Cijeli konvencionalni proces ekstrakcije traje cca. 24h i samim tim oduzima mnogo vremena.
Ultrazvučna ekstrakcija se može izvesti kao ekstrakcija hladnom vodom ili korištenjem blagih rastvarača kao što su etanol ili mješavina etanol-voda na sobnoj temperaturi ili blago povišenim temperaturama. Sonikacija traje nekoliko minuta, što ekstrakciju pretvara u brzu proceduru. Nadalje, korištenjem vode ili blagih otapala proces je potpuno siguran i praktičan.
Ultrazvučno proizvedeni ekstrakti punog spektra sadrže primarni alkaloid nikotin kao i sekundarne ili manje alkaloide kao što su anabazin ili 3-(2-piperidinil)piridin, anatabin ili 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridin kotin ili 1-metil-5-(3-piridil)-2-pirolidinon), 2,3'-dipiridil ili izonikotein, N-formilnornikotin ili 2-(3-piridil)pirolidinkarbaldehid, miozmin ili 3-(1-pirolin) -2-il)piridin, nornikotin ili 3-(pirolidin-2-il)piridin i beta-nikotirin ili 3-(1-metilpirol-2-il)piridin.
Sadržaj ovih alkaloida varira u zavisnosti od vrste duvana i duvanskih proizvoda. Dok je nikotin primarni alkaloid sa 94-98% ukupnog sadržaja alkaloida, nornikotin i anatabin su dva najzastupljenija sekundarna alkaloida, od kojih svaki čini približno. 2% do 6% ukupnog sadržaja alkaloida u duhanu.
- veći prinos
- Visoka kvaliteta
- Rapid Extraction
- Blagi, netermički proces
- Voda ili rastvarač
- jednostavno & siguran rad
Odaberite iz širokog izbora rastvarača
Koristeći ultrazvučnu ekstrakciju, možete birati između različitih rastvarača, uključujući vodu, alkohol, etanol, metanol, mješavine etanol-voda ili jaka otapala kao što su heptan ili heksan. Sva prethodno navedena otapala su već uspješno testirana i pokazala se kao efikasna za izolaciju bioaktivnih spojeva kao što su alkaloidi, terpenoidi, fenoli i solanesol iz biljnog materijala duhana. Sonikacija se može koristiti za ekstrakciju hladnom vodom bez rastvarača (npr. za pripremu organskih ekstrakata) ili se može kombinovati sa rastvaračem po vašem izboru.
Saznajte više o rastvaračima za ultrazvučnu ekstrakciju iz biljaka!
Saznajte više o ultrazvučno intenziviranoj ekstrakciji heksana!

Ultrazvučna ekstrakcija nikotina iz listova duhana Sonikator UP200Ht
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi
Hielscherova ultrazvučna oprema je uobičajeni alat za ekstrakciju za izolaciju bioaktivnih spojeva iz biljaka. Isporučujući ultrazvučne ekstraktore za sve procesne skale, Hielscher vam može preporučiti najprikladniji ultrazvučni sistem za vaše potrebe. Počevši od kompaktnog, ali moćnog laboratorijski sistemi za analizu i testiranje izvodljivosti, Hielscher nudi cijeli niz od laboratorijskih i pilot postrojenja ultrasonicatora do potpuno industrijski ultrazvuk reaktorima. Nudeći punu širinu pojasa ultrazvučnih procesora, Hielscher ima idealnu postavku za vaš proces ekstrakcije. Ovisno o volumenu vašeg procesa i cilju, ultrazvučna ekstrakcija se može izvesti u serijskom ili kontinuiranom režimu protoka. Dodatna oprema za višestruke uređaje kao što su sonotrode, buster horne, protočne ćelije i reaktori omogućavaju opremanje ultrazvučnog procesora da idealno ispuni ciljeve procesa.
Hielscher ultrazvučni procesori mogu se precizno kontrolisati i procesni podaci se automatski snimaju na integrisanu SD karticu naših digitalnih ultrazvučnih sistema. Pouzdana kontrola parametara procesa osigurava konstantno visok kvalitet proizvoda. Automatsko snimanje parametara procesa omogućava jednostavnu standardizaciju procesa i ispunjavanje Dobre proizvodne prakse (GMP).
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad u teškim uslovima iu zahtjevnim okruženjima. Jednostavan i siguran rad kao i nisko održavanje čine Hielscher ultrazvučne sustave pouzdanim radnim konjem u vašoj proizvodnji.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
---|---|---|
0.5 do 1.5 mL | N / A | 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 10 l/min | UIP4000 |
N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktirajte nas sada za dodatne informacije! Naše dobro obučeno osoblje će rado razgovarati o vašem procesu ekstrakcije s vama!
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!

UIP2000hdT, 2kW moćni ultrazvučni aparat visokih performansi
Literatura/Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Zašto je ultrazvučna ekstrakcija tako efikasna?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) zasniva se na spajanju visoko intenzivnih ultrazvučnih talasa (akustičnih talasa) u tečnost ili kašu. Akustični talasi stvaraju naizmjenične cikluse visokog/niskog pritiska, što rezultira fenomenom akustične kavitacije. Fenomen ultrazvučne ili akustične kavitacije karakteriziraju ekstremni, lokalno ograničeni uvjeti vrlo visokih pritisaka, temperatura i posmičnih sila. U blizini implodirajućih kavitacionih mjehurića, temperature do 5000K, pritisci od 1000 atmosfere, brzina zagrijavanja-hlađenja iznad 1010 K/s i mlazovi tekućine brzine do 280 m/s, koji se pojavljuju kao vrlo velika posmična sila i turbulencije u kavitaciona zona, može se izmeriti. Kombinacija ovih faktora (pritisak, toplota, smicanje i turbulencija) ometa ćelije (lizu) i intenzivira prenos mase tokom procesa ekstrakcije. Time se podstiče ekstrakcija tečno-čvrstog fitokonstituenata iz biljnih ćelija. Tehnika ultrazvučne ekstrakcije ima široku primjenu za uspješnu i efikasnu ekstrakciju flavonoida, polisaharida, alkaloida, fitosterola, polifenola i pigmenata iz biljaka.
Ultrazvučna ekstrakcija iz biljnih ćelija: mikroskopski poprečni presek (TS) pokazuje mehanizam delovanja tokom ultrazvučne ekstrakcije iz ćelija (uvećanje 2000x) [izvor: Vilkhu et al. 2011]
Duvan
Različite biljke iz roda Nicotiana i porodice Solanaceae (velenka) poznate su kao biljke duhana. Osim što je uobičajeno korišten izraz za biljku, duhan opisuje i proizvode pripremljene od osušenog lišća biljke duhana. Iako je Nicotiana tabacum glavna kultura za proizvodnju duhana i nikotina, postoji preko 70 biljnih vrsta duhana. N. tabacum je dominantna vrsta koja se koristi za proizvodnju duhanskih proizvoda, međutim snažnija varijanta N. rustica može se naći širom svijeta i koristi se za proizvodnju pesticida. U poređenju sa koncentracijom nikotina, listovi N. rustica imaju isto toliko nikotina. kao 9%, dok listovi N. tabacum sadrže oko 1 do 3%.
Duvan sadrži stimulativni alkaloid nikotin kao i harmala alkaloide. Osušeni i sušeni listovi duhana uglavnom se koriste za pušenje u cigaretama, cigarama, lulama, šišama, kao i e-cigaretama, e-cigarama, e-lulama i isparivačima. Alternativno, mogu se konzumirati kao burmut, duvan za žvakanje, duvan za umakanje i snus.
Porodica biljaka duhana sadrži različite (pod)vrste, koje pokazuju različite profile alkaloida i okusa.
Orijentalni duhan (Nicotiana tabacum L.) je vrsta duhana koja se uzgaja uglavnom u Turskoj, Grčkoj i susjednim područjima, koja se koristi za komercijalnu proizvodnju cigareta, cigara i duhana za žvakanje. Ima jak karakterističan ukus, relativno malo nikotina i visok sadržaj redukujućih šećera, kiselina i ulja hlapljivog ukusa, što duhanskim proizvodima daje intenzivnu aromu.
Poznato je 67 prirodnih vrsta duvana. Ispod su navedene najčešće vrste:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. – duvan sa više cvetova
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Link & Otto – krilati duhan, duhan od jasmina, tanbaku (perzijski)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – duhan od kojota
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Grey
- Nicotiana glauca Graham – duvan na drvetu, duvan od brazilskog drveta, duvan od žbunja, drvo senfa
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – pustinjski duhan, punč, “tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – Astečki duhan, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. – australijski duvan
- Nicotiana sylvestris Speg. & Comes – južnoamerički duhan, šumski duhan
- Nicotiana tabacum L. – komercijalni duhan koji se uzgaja za proizvodnju cigareta, cigara, duhana za žvakanje itd.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Tri vrste u nastavku su umjetni hibridi:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N.zaboraviana
Vrste duhana
Stvrdnjavanje i kasniji proces starenja listova duhana izaziva sporu oksidaciju i razgradnju prisutnih karotenoida u listu duhana. Zbog oksidacije, sintetiziraju se određena jedinjenja u listovima duhana, što rezultira slatkim sijenom, čajem, ružino ulje ili voćnim aromatičnim aromama, što doprinosi “glatkoću” od dima. Škrob se pretvara u šećere, koji potom glikiraju proteine i oksidiraju u napredne krajnje proizvode glikacije (AGE). Ovo je proces karamelizacije koji dimu daje i njegov okus.
Način pripreme i sušenja duhana utiče na njegove konačne karakteristike arome. Stvrdnjavanje se može postići sušenjem na zraku, vatri, dimu i suncu. Na primjer, sušeni duhan (npr. iz Francuske) sadrži samo niske razine alkaloida, dok je duhan sušen na zraku Burley (npr. porijeklom iz Gvatemale) poznat po visokom sadržaju alkaloida.