Extracción ultrasónica del tabaco
La extracción convencional del tabaco es un proceso lento, que requiere mucho tiempo y que implica el uso de disolventes tóxicos a altas temperaturas, lo que hace que el proceso sea peligroso. La extracción de alcaloides del tabaco asistida por ultrasonidos puede realizarse utilizando agua o disolventes suaves en un proceso rápido de unos minutos. Los alcaloides del tabaco extraídos por ultrasonidos, como la nicotina, se liberan mediante un procedimiento rápido y muy eficaz, que proporciona altos rendimientos de un extracto de espectro completo (que contiene nicotina, nornicotina, ácido clorogénico, ácido 5-cafeoilquínico, rutina, ácido cafeico y escopoletina, solanesol, etc.).
Extracción ultrasónica del tabaco
La extracción asistida por ultrasonidos es un método de extracción rápido, eficaz y cómodo que se basa en la aplicación de ultrasonidos de potencia. Las ondas ultrasónicas intensas generan un micromovimiento rápido y cavitación acústica en sistemas sólido-líquido (por ejemplo, material vegetal en disolvente, hojas de tabaco en etanol), lo que da lugar a una mayor transferencia de masa y a un proceso de extracción acelerado. En comparación con otras técnicas avanzadas de extracción, como la extracción con fluidos supercríticos y la extracción por pares de iones, la extracción asistida por ultrasonidos es mucho más económica, respetuosa con el medio ambiente, segura y fácil de usar. Por lo tanto, la extracción por ultrasonidos es la técnica de extracción preferida para liberar compuestos bioactivos de productos botánicos.
La extracción por ultrasonidos da lugar a un extracto de amplio espectro, que contiene nicotina, que es el alcaloide primario con un 94-98% del contenido total de alcaloides del tabaco, así como los alcaloides nornicotina, anabasina, anatabina, cotinina y miosmina.
Más información sobre la extracción de alcaloides a partir de material vegetal mediante un ultrasonido con sonda.
Sonicator UP400St (400 vatios) para la extracción de alcaloides como la nicotina, la nornicotina, el ácido clorogénico, etc. de las hojas de tabaco.
Extractos de tabaco de espectro completo con sonicación
Los alcaloides como la nicotina y la nornicotina, el ácido clorogénico, los compuestos fenólicos, el solanesol y otros compuestos bioactivos pueden aislarse de forma rápida, eficaz y segura utilizando la extracción por ultrasonidos. La extracción convencional del tabaco implica el uso de disolventes tóxicos como el heptano a altas temperaturas, lo que convierte el proceso de extracción en un procedimiento peligroso. Todo el proceso de extracción convencional dura aproximadamente 24 horas, por lo que requiere mucho tiempo.
La extracción por ultrasonidos puede realizarse como extracción con agua fría o utilizando disolventes suaves, como etanol o una mezcla de etanol y agua, a temperatura ambiente o ligeramente elevada. La sonicación dura unos minutos, lo que convierte la extracción en un procedimiento rápido. Además, utilizando agua o disolventes suaves el proceso es completamente seguro y cómodo.
Los extractos de espectro completo producidos por ultrasonidos contienen el alcaloide primario nicotina, así como los alcaloides secundarios o menores como la anabasina o 3-(2-piperidinil)piridina, la anatabina o la 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridina, la cotinina o la 1-metil-5-(3-piridil)-2-pirrolidinona), 2,3′-dipiridilo o isonicoteína, N-formilnornicotina o 2-(3-piridil)pirrolidinacarbaldehído, miosmina o 3-(1-pirrolina-2-il)piridina, nornicotina o 3-(pirrolidina-2-il)piridina, y beta-nicotirina o 3-(1-metilpirrol-2-il)piridina.
El contenido de estos alcaloides varía en función de la especie de tabaco y de los productos del tabaco. Mientras que la nicotina es el alcaloide primario, con un 94-98% del contenido total de alcaloides, la nornicotina y la anatabina son los dos alcaloides secundarios más abundantes, cada uno de los cuales representa aproximadamente entre el 2% y el 6% del contenido total de alcaloides del tabaco.
- mayores rendimientos
- alta calidad
- Extracción rápida
- Proceso suave, no térmico
- Agua o disolvente
- simple & funcionamiento seguro
Elija entre una amplia selección de disolventes
Con la extracción por ultrasonidos, puede elegir entre varios disolventes, como agua, alcohol, etanol, metanol, mezclas de etanol y agua o disolventes fuertes como heptano o hexano. Todos los disolventes mencionados anteriormente ya han sido probados con éxito y han demostrado su eficacia para el aislamiento de compuestos bioactivos como alcaloides, terpenoides, fenoles y solanesol a partir de materiales vegetales de tabaco. La sonicación puede utilizarse en la extracción en agua fría sin disolventes (por ejemplo, para preparar extractos orgánicos) o puede combinarse con un disolvente de su elección.
Obtenga más información sobre los disolventes para la extracción por ultrasonidos de productos botánicos.
Más información sobre la extracción con hexano intensificada por ultrasonidos.
Extracción ultrasónica de nicotina de hojas de tabaco mediante El sonicador UP200Ht
Extractores de ultrasonidos de alto rendimiento
El equipo ultrasónico de Hielscher es una herramienta de extracción común para el aislamiento de compuestos bioactivos de productos botánicos. Al suministrar extractores ultrasónicos para todas las básculas de proceso, Hielscher puede recomendarle el sistema ultrasónico más adecuado para sus necesidades. Empezando por lo compacto, pero potente sistemas de laboratorio para análisis y pruebas de viabilidad, Hielscher ofrece la gama completa de ultrasonidos de laboratorio y planta piloto hasta ultrasonidos totalmente industriales reactores. Al ofrecer todo el ancho de banda de los procesadores ultrasónicos, Hielscher tiene la configuración ideal para su proceso de extracción. Dependiendo del volumen y el objetivo de su proceso, la extracción por ultrasonidos puede realizarse en modo discontinuo o de flujo continuo. Los accesorios del colector, como sonotrodos, bocinas de refuerzo, celdas de flujo y reactores, permiten equipar el procesador ultrasónico para cumplir los objetivos del proceso de forma ideal.
Los procesadores ultrasónicos de Hielscher pueden controlarse con precisión y los datos del proceso se registran automáticamente en la tarjeta SD integrada de nuestros sistemas ultrasónicos digitales. El control fiable de los parámetros del proceso garantiza una alta calidad constante del producto. El registro automático de datos de los parámetros del proceso permite una fácil estandarización del proceso y el cumplimiento de las Buenas Prácticas de Fabricación (GMP).
La robustez de los equipos ultrasónicos de Hielscher permite un funcionamiento 24/7 en entornos pesados y exigentes. El manejo sencillo y seguro, así como el bajo mantenimiento, hacen de los sistemas ultrasónicos de Hielscher el caballo de batalla fiable en su producción.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0,5 a 1,5 mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min. | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min. | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | mayor | Grupo de UIP16000 |
Si desea más información, póngase en contacto con nosotros. Nuestro personal bien formado estará encantado de hablar con usted sobre su proceso de extracción.
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Procesadores ultrasónicos de alta potencia desde el laboratorio hasta la escala piloto e industrial.
UIP2000hdTun potente ultrasonicador de alto rendimiento de 2 kW
Literatura/Referencias
- 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.
Información interesante
¿Por qué es tan eficaz la extracción por ultrasonidos?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) se basa en el acoplamiento de ondas ultrasónicas de alta intensidad (ondas acústicas) en un líquido o lodo. Las ondas acústicas crean ciclos alternos de alta presión/baja presión, que dan lugar al fenómeno de la cavitación acústica. El fenómeno de cavitación ultrasónica o acústica se caracteriza por condiciones extremas, localmente confinadas, de presiones, temperaturas y fuerzas de cizallamiento muy elevadas. En las proximidades de las burbujas de cavitación que implosionan pueden medirse temperaturas de hasta 5000 K, presiones de 1000 atmósferas, una velocidad de calentamiento-enfriamiento superior a 1010 K/s y chorros de líquido con una velocidad de hasta 280 m/s, que aparecen como fuerzas de cizallamiento muy elevadas y turbulencias en la zona de cavitación. La combinación de estos factores (presión, calor, cizallamiento y turbulencias) desorganiza las células (lisis) e intensifica la transferencia de masa durante el proceso de extracción. De este modo, se favorece la extracción líquido-sólido de los fitoconstituyentes de las células vegetales. La técnica de extracción por ultrasonidos se aplica ampliamente para extraer con éxito y eficacia flavonoides, polisacáridos, alcaloides, fitosteroles, polifenoles y pigmentos de las plantas.
Extracción ultrasónica de células vegetales: la sección transversal microscópica (TS) muestra el mecanismo de acciones durante la extracción ultrasónica de células (aumento 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011].
tabaco
Varias plantas del género Nicotiana y de la familia Solanaceae (solanáceas) se conocen como plantas de tabaco. Además de ser el término comúnmente utilizado para la planta, tabaco también describe los productos preparados a partir de las hojas curadas de la planta del tabaco. Aunque Nicotiana tabacum es el principal cultivo utilizado para la producción de tabaco y nicotina, existen más de 70 especies vegetales de tabaco. N. tabacum es la especie dominante utilizada para los productos del tabaco, aunque la variante más potente, N. rustica, se puede encontrar en todo el mundo y se utiliza para la producción de pesticidas. Si se compara el porcentaje de nicotina, las hojas de N. rustica tienen un contenido de nicotina de hasta el 9%, mientras que las hojas de N. tabacum contienen entre un 1 y un 3%.
El tabaco contiene el alcaloide estimulante nicotina, así como alcaloides harmala. Las hojas de tabaco secas y curadas se utilizan principalmente para fumar en cigarrillos, puros, pipas, shishas, así como en e-cigarrillos, e-cigars, e-pipas y vaporizadores. También se pueden consumir como rapé, tabaco de mascar, tabaco para mojar y snus.
La familia de las plantas del tabaco contiene varias (sub)especies, que presentan diferentes perfiles de alcaloides y sabores.
El tabaco oriental (Nicotiana tabacum L.) es una especie de tabaco cultivada principalmente en Turquía, Grecia y zonas vecinas, que se utiliza para la producción comercial de cigarrillos, puros y tabaco de mascar. Tiene un fuerte sabor característico, es relativamente bajo en nicotina y alto en azúcares reductores, ácidos y aceite aromatizante volátil, que confiere a los productos del tabaco un intenso aroma.
Se conocen 67 especies naturales de tabaco. A continuación se enumeran las especies más comunes:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. - tabaco de flor múltiple
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Enlace & Otto - tabaco alado, tabaco de jazmín, tanbaku (persa)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson - tabaco coyote
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gray
- Nicotiana glauca Graham - tabaco de árbol, tabaco de árbol brasileño, tabaco de arbusto, árbol de mostaza
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti - tabaco del desierto, punche, “tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. - Tabaco azteca, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. - Tabaco australiano
- Nicotiana sylvestris Speg. & Comes - Tabaco sudamericano, tabaco de bosque
- Nicotiana tabacum L. - tabaco comercial cultivado para la producción de cigarrillos, puros, tabaco de mascar, etc.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Las tres especies siguientes son híbridos artificiales:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Tipos de tabaco
El proceso de curado y posterior envejecimiento de las hojas de tabaco induce una lenta oxidación y degradación de los carotenoides presentes en la hoja de tabaco. Debido a la oxidación, se sintetizan ciertos compuestos en las hojas de tabaco, que dan lugar a sabores aromáticos de heno dulce, té, aceite de rosa o afrutados, que contribuyen a la “suavidad” del humo. Los almidones se convierten en azúcares, que posteriormente glican las proteínas y se oxidan en productos finales de glicación avanzada (AGE), un proceso de caramelización que también da sabor al humo.
El método de preparación y curado del tabaco influye en sus características aromáticas finales. El curado puede realizarse al aire, al fuego, en chimenea o al sol. Por ejemplo, el tabaco curado al fuego (procedente de Francia) sólo contiene bajos niveles de alcaloides, mientras que el tabaco Burley curado al aire (procedente de Guatemala) es conocido por su alto contenido en alcaloides.