Ultrazvuková extrakce tabáku
Konvenční extrakce tabáku je pomalý a časově náročný proces, který zahrnuje použití toxických rozpouštědel při vysokých teplotách, což činí tento proces nebezpečným. Ultrazvukem asistovaná extrakce alkaloidů z tabáku může být provedena pomocí vody nebo jemných rozpouštědel v rychlém procesu několika minut. Ultrazvukem extrahované alkaloidy, jako je nikotin z tabáku, se uvolňují rychlým a vysoce účinným postupem, který poskytuje vysoké výtěžky plnospektrálního extraktu (obsahující nikotin, nornikotin, kyselinu chlorogenovou, kyselinu 5-kofeinovou, rutin, kyselinu kávovou a skopoletin, solanesol atd.).
Ultrazvuková extrakce tabáku
Ultrazvukem asistovaná extrakce je rychlá, účinná a pohodlná metoda extrakce, která je založena na aplikaci výkonového ultrazvuku. Intenzivní ultrazvukové vlny generují rychlý mikropohyb a akustickou kavitaci v systémech pevná látka-kapalina (např. rostlinný materiál v rozpouštědle, např. tabákové listy v ethanolu), což má za následek zvýšený přenos hmoty a také zrychlený proces extrakce. Ve srovnání s jinými pokročilými extrakčními technikami, jako je superkritická extrakce tekutin a extrakce iontových párů, je ultrazvukem asistovaná extrakce výrazně ekonomičtější, šetrnější k životnímu prostředí, bezpečnější a snadněji použitelná. Proto je ultrazvuková extrakce preferovanou extrakční technikou pro uvolňování bioaktivních sloučenin z botaniky.
Ultrazvuková extrakce vede k širokospektrálnímu extraktu obsahujícímu nikotin, který je primárním alkaloidem s 94–98% celkového obsahu alkaloidů v tabáku, stejně jako alkaloidy nornikotin, anabasin, anatabin, kotinin a myosmin.
Přečtěte si více o extrakci alkaloidů z rostlinného materiálu pomocí ultrazvuku typu sondy!
Plnospektrální tabákové extrakty se zvukovou nikací
Alkaloidy, jako je nikotin a nornikotin, kyselina chlorogenová, fenolické látky, solanesol a další bioaktivní sloučeniny, lze rychle, efektivně a bezpečně izolovat pomocí ultrazvukové extrakce. Konvenční extrakce tabáku zahrnuje použití toxických rozpouštědel, jako je heptan, při vysokých teplotách, což z procesu extrakce činí nebezpečný postup. Celý konvenční proces extrakce trvá přibližně 24 hodin a je tedy velmi časově náročný.
Ultrazvuková extrakce může být provedena jako extrakce studenou vodou nebo s použitím mírných rozpouštědel, jako je ethanol nebo směs ethanolu a vody při pokojové teplotě nebo mírně zvýšených teplotách. Sonikace trvá několik minut, což promění extrakci v rychlý postup. Kromě toho je při použití vody nebo slabých rozpouštědel tento proces zcela bezpečný a pohodlný.
Ultrazvukem vyráběné plnospektrální extrakty obsahují primární alkaloid nikotin, jakož i sekundární nebo minoritní alkaloidy, jako je anabasin nebo 3- (2-piperidinyl)pyridin, anatabin nebo 3- (2-1,2,3,6-tetrahydropyridyl)pyridin, kotinin nebo 1-methyl-5- (3-pyridyl)-2-pyrrolidon), 2,3'-dipyridyl nebo isonikotein, N-formylnornikotin nebo 2- (3-pyridyl)pyrrolidinkarbaldehyd, myosmin nebo 3- (1-pyrrolin-2-yl)pyridin, nornikotin nebo 3-(pyrrolidin-2-yl)pyridin a beta-nikotyrin nebo 3-(1-methylpyrrol-2-yl)pyridin.
Obsah těchto alkaloidů se liší v závislosti na druhu tabáku a tabákových výrobcích. Zatímco nikotin je primární alkaloid s 94–98 % celkového obsahu alkaloidů, nornikotin a anatabin jsou dva nejrozšířenější sekundární alkaloidy, z nichž každý tvoří přibližně 2 % až 6 % celkového obsahu alkaloidů v tabáku.
- Vyšší výnos
- vysoce kvalitní
- Rychlá extrakce
- Mírný, netepelný proces
- Voda nebo rozpouštědlo
- jednoduchý & Bezpečný provoz
Vyberte si ze široké nabídky rozpouštědel
Pomocí ultrazvukové extrakce si můžete vybrat z různých rozpouštědel, včetně vody, alkoholu, ethanolu, methanolu, směsí ethanolu a vody nebo silných rozpouštědel, jako je heptan nebo hexan. Všechna prvně jmenovaná rozpouštědla již byla úspěšně testována a prokázala se jako účinná při izolaci bioaktivních sloučenin, jako jsou alkaloidy, terpenoidy, fenoly a solanesol z rostlinných materiálů tabáku. Sonikace může být použita při extrakci studenou vodou bez rozpouštědel (např. K přípravě organických extraktů) nebo může být kombinována s rozpouštědlem dle vašeho výběru.
Zjistěte více o rozpouštědlech pro ultrazvukovou extrakci z rostlin!
Zjistěte více o ultrazvukem zesílené extrakci hexanu!
Vysoce výkonné ultrazvukové extraktory
Hielscherovo ultrazvukové zařízení je běžně extrakční nástroj pro izolaci bioaktivních sloučenin z botanických látek. Dodávání ultrazvukových extraktorů pro všechna procesní měřítka, Hielscher je schopen doporučit vám nejvhodnější ultrazvukový systém pro vaše potřeby. Začínáme s kompaktním, ale výkonným Laboratorní systémy pro analýzu a testování proveditelnosti, Hielscher nabízí celou řadu od laboratorních a pilotních ultrasonicators až po Plně průmyslový ultrazvuk reaktory. Nabízí plnou šířku pásu ultrazvukových procesorů, Hielscher má ideální nastavení pro váš extrakční proces. V závislosti na objemu a cíli vašeho procesu může být ultrazvuková extrakce prováděna v dávkovém nebo kontinuálním průtokovém režimu. Rozmanité příslušenství, jako jsou sonotrody, posilovací rohy, průtokové články a reaktory, umožňuje vybavit ultrazvukový procesor tak, aby ideálně splňoval cíle procesu.
Ultrazvukové procesory Hielscher lze přesně řídit a procesní data se automaticky zaznamenávají na integrovanou SD kartu našich digitálních ultrazvukových systémů. Spolehlivá kontrola procesních parametrů zajišťuje trvale vysokou kvalitu produktu. Automatické zaznamenávání dat o procesních parametrech umožňuje snadnou standardizaci procesu a plnění správné výrobní praxe (GMP).
Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu v náročném provozu a v náročných prostředích. Snadná a bezpečná obsluha a nízká údržba činí z ultrazvukových systémů Hielscher spolehlivého pracovního koně ve vaší výrobě.
Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:
Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
---|---|---|
0Přibližně 5 až 1,5 ml | Není k dispozici | 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 20L | 0.2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000 |
Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Kontaktujte nás nyní pro další informace! Náš dobře vyškolený personál s vámi rád prodiskutuje váš proces extrakce!
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
Literatura/Odkazy
- 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.
Fakta, která stojí za to vědět
Proč je ultrazvuková extrakce tak účinná?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) je založen na spojení vysoce intenzivních ultrazvukových vln (akustických vln) do kapaliny nebo suspenze. Akustické vlny vytvářejí střídající se vysokotlaké / nízkotlaké cykly, které mají za následek jev akustické kavitace. Fenomén ultrazvukové nebo akustické kavitace je charakterizován extrémními, lokálně omezenými podmínkami velmi vysokých tlaků, teplot a smykových sil. V blízkosti implodujících kavitačních bublin lze měřit teploty až 5000 K, tlaky 1000 atmosfér, rychlost ohřevu a chlazení nad 1010 K/s a trysky kapalin s rychlostí až 280 m/s, které se jeví jako velmi vysoká smyková síla a turbulence v kavitační zóně. Kombinace těchto faktorů (tlak, teplo, smyk a turbulence) narušuje buňky (lýza) a zintenzivňuje přenos hmoty během procesu extrakce. Tím se podporuje extrakce fytosložek z rostlinných buněk kapalina-pevná látka. Ultrazvuková extrakční technika je široce používána pro úspěšnou a účinnou extrakci flavonoidů, polysacharidů, alkaloidů, fytosterolů, polyfenolů a pigmentů z rostlin.tabák
Různé rostliny z rodu Nicotiana a Solanaceae (lilkovitých) jsou známé jako tabákové rostliny. Kromě toho, že se tabák běžně používá pro rostlinu, popisuje také produkty připravené ze sušených listů tabákové rostliny. Zatímco Nicotiana tabacum je hlavní plodinou používanou pro výrobu tabáku a nikotinu, existuje více než 70 rostlinných druhů tabáku. N. tabacum je dominantním druhem používaným pro tabákové výrobky, avšak silnější variantu N. rustica lze nalézt po celém světě a používá se k výrobě pesticidů. Ve srovnání s nikotinovým cententem mají listy N. rustica obsah nikotinu až 9 %, zatímco listy N. tabacum obsahují asi 1 až 3 %.
Tabák obsahuje stimulační alkaloid nikotin a také harmala alkaloidy. Sušené a sušené tabákové listy se používají hlavně ke kouření v cigaretách, doutnících, dýmkách, vodních dýmkách, ale i v e-cigaretách, e-doutnících, e-dýmkách a vaporizérech. Alternativně je lze konzumovat jako šňupací tabák, žvýkací tabák, namáčecí tabák a snus.
Čeleď tabákových rostlin zahrnuje různé (pod)druhy, které vykazují různé alkaloidní a chuťové profily.
Orientální tabák (Nicotiana tabacum L.) je druh tabáku pěstovaný hlavně v Turecku, Řecku a sousedních oblastech, který se používá pro komerční výrobu cigaret, doutníků a žvýkacího tabáku. Má silnou charakteristickou chuť, má relativně nízký obsah nikotinu a vysoký obsah redukujících cukrů, kyselin a těkavého aromatického oleje, což dodává tabákovým výrobkům intenzivní aroma.
Je známo 67 přírodních druhů tabáku. Níže jsou uvedeny nejběžnější druhy:
- Nicotiana acuminata (Graham) Háček. – tabák s mnoha květy
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Odkaz & Otto – okřídlený tabák, jasmínový tabák, tanbaku (perský)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – kojotí tabák
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gray
- Nicotiana glauca Graham – stromový tabák, brazilský stromový tabák, keřový tabák, hořčičný strom
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Kolář
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – pouštní tabák, punč, “tabaquillo řekl:”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – aztécký tabák, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. – Australský tabák
- Nicotiana sylvestris Speg. & Přichází – jihoamerický tabák, lesní tabák
- Nicotiana tabacum L. – komerční tabák pěstovaný pro výrobu cigaret, doutníků, žvýkacího tabáku atd.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Tři níže uvedené druhy jsou uměle vytvořené hybridy:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Druhy tabáku
Proces sušení a následného zrání tabákových listů vyvolává pomalou oxidaci a degradaci přítomných karotenoidů v tabákových listech. V důsledku oxidace jsou syntetizovány určité sloučeniny v tabákových listech, což má za následek sladké seno, čaj, růžový olej nebo ovocné aromatické příchutě, které přispívají k “hladkost” kouře. Škroby se přeměňují na cukry, které následně glykují bílkoviny, a oxidují se na konečné produkty pokročilé glykace (AGE). Jedná se o proces karamelizace, který také dodává kouři jeho chuť.
Způsob přípravy a sušení tabáku ovlivňuje jeho konečné aromatické vlastnosti. Vytvrzování lze dosáhnout vytvrzováním vzduchem, ohněm, kouřovodem a sluncem. Například tabák sušený kouřením (např. z Francie) obsahuje pouze nízké hladiny alkaloidů, zatímco vzduchem sušený tabák Burley (např. pocházející z Guatemaly) je známý svým vysokým obsahem alkaloidů.