Ultraheli tubaka ekstraheerimine
Tavapärane tubaka ekstraheerimine on aeglane, aeganõudev protsess, mis hõlmab toksiliste lahustite kasutamist kõrgel temperatuuril, mis muudab protsessi ohtlikuks. Tubakast pärit alkaloidide ultraheli abil ekstraheerimist saab käivitada vee või kergete lahustite abil mõne minuti kiires protsessis. Ultraheli ekstraheeritud alkaloidid, nagu tubaka nikotiin, vabastatakse kiires ja väga tõhusas protseduuris, mis annab täieliku spektriekstrakti kõrge saagise (sisaldab nikotiini, nornikotiini, klorogeenhapet, 5-kofeoüülkiniinhapet, rutiini, kofeiinhapet ja scopoletiini, solanesooli jne).
Tubaka ultraheli ekstraheerimine
Ultraheli abil ekstraheerimine on kiire, tõhus ja mugav ekstraheerimismeetod, mis põhineb võimsuse ultraheli rakendamisel. Intensiivsed ultraheli lained tekitavad kiiret mikroliikumist ja akustilist kavitatsiooni tahketes vedelates süsteemides (nt taimne materjal lahustis, nt tubakalehed etanoolis), mille tulemuseks on suurenenud massiülekanne ja kiirendatud ekstraheerimisprotsess. Võrreldes teiste täiustatud ekstraheerimismeetoditega, nagu superkriitiline vedeliku ekstraheerimine ja ioonpaari ekstraheerimine, on ultraheli abil ekstraheerimine oluliselt ökonoomsem, keskkonnasõbralikum, ohutum ja lihtsam kasutada. Seetõttu on ultraheli ekstraheerimine eelistatud ekstraheerimismeetod bioaktiivsete ühendite vabastamiseks botaanilistest ainetest.
Ultraheli ekstraheerimise tulemuseks on laia spektriga ekstrakt, mis sisaldab nikotiini, mis on primaarne alkaloid, millel on 94–98% tubaka kogu alkaloidide sisaldusest, samuti alkaloidid nornikotiin, anabasiin, anatabiin, kotiniin ja müosmiin.
Lisateavet alkaloidide ekstraheerimise kohta taimsest materjalist, kasutades sondi tüüpi ultrasonikaatorit!
Sonicator UP400St (400 vatti) alkaloidide, nagu nikotiin, nornikotiin, klorogeenhape jne, ekstraheerimiseks tubakalehtedest.
Täisspektriga tubakaekstraktid ultrahelitöötlusega
Alkaloide, nagu nikotiin ja nornikotiin, klorogeenhape, fenoolid, solanesool ja muud bioaktiivsed ühendid, saab ultraheli ekstraheerimise abil kiiresti, tõhusalt ja ohutult eraldada. Tavapärane tubaka ekstraheerimine hõlmab toksiliste lahustite, näiteks heptaani kasutamist kõrgel temperatuuril, mis muudab ekstraheerimisprotsessi ohtlikuks protseduuriks. Kogu tavapärane ekstraheerimisprotsess võtab aega umbes 24h ja on seega väga aeganõudev.
Ultraheli ekstraheerimist saab läbi viia külma vee ekstraheerimisena või kasutades kergeid lahusteid, nagu etanool või etanooli-vee segu toatemperatuuril või veidi kõrgendatud temperatuuridel. Ultrahelitöötlus võtab paar minutit, mis muudab ekstraheerimise kiireks protseduuriks. Lisaks on vee või kergete lahustite kasutamine täiesti ohutu ja mugav.
Ultraheli toodetud täisspektri ekstraktid sisaldavad primaarset alkaloidi nikotiini, samuti sekundaarseid või väiksemaid alkaloide, nagu anabasiin või 3-(2-piperidinüül)püridiin, anatabiin või 3-(2-1,2,3,6-tetrahüdropüridüül)püridiin, kotiniin või 1-metüül-5-(3-püridüül)-2-pürrolidinoon), 2,3'-dipüridüül või isonikotiin, N-formüülnornikotiin või 2-(3-püridüül)pürrolidiinkarbaldehüüd, müosmiin või 3-(1-pürroliin-2-üül)püridiin, nornikotiin või 3-(pürrolidiin-2-üül)püridiin ja beeta-nikotüriin või 3-(1-metüülpürrool-2-üül)püridiin.
Nende alkaloidide sisaldus varieerub sõltuvalt tubakaliikidest ja tubakatoodetest. Kui nikotiin on esmane alkaloid, millel on 94–98% kogu alkaloidide sisaldusest, siis nornikotiin ja anatabiin on kaks kõige rikkalikumat sekundaarset alkaloidi, millest igaüks moodustab umbes 2–6% tubaka alkaloidide kogusisaldusest.
- Suurem saagikus
- Kvaliteetne
- kiire ekstraheerimine
- Kerge, mittetermiline protsess
- Vesi või lahusti
- lihtne & ohutu käitamine
Valige laiast lahustite valikust
Ultraheli ekstraheerimise abil saate valida erinevate lahustite hulgast, sealhulgas vesi, alkohol, etanool, metanool, etanooli-vee segud või tugevad lahustid nagu heptaan või heksaan. Kõiki endisi nimetatud lahusteid on juba edukalt testitud ja need on osutunud tõhusaks bioaktiivsete ühendite, nagu alkaloidid, terpenoidid, fenoolid ja solanesool, eraldamiseks tubaka taimsetest materjalidest. Sonikatsiooni saab kasutada lahustivabas külma vee ekstraheerimises (nt orgaaniliste ekstraktide valmistamiseks) või kombineerida teie valitud lahustiga.
Lisateave lahustite kohta ultraheli ekstraheerimiseks botaanilistest ainetest!
Lisateave ultraheliga intensiivistatud heksaani ekstraheerimise kohta!
Ultraheli nikotiini ekstraheerimine tubakalehtedest, kasutades Sonikaator UP200Ht
Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid
Hielscheri ultraheli seadmed on tavaliselt ekstraheerimisvahend bioaktiivsete ühendite eraldamiseks botaanilistest ainetest. Varustades ultraheli ekstraktoreid kõigi protsessi kaalude jaoks, suudab Hielscher soovitada teile kõige sobivamat ultraheli süsteemi teie vajadustele. Alustades kompaktsest, kuid samas võimsast Laborisüsteemid analüüsi ja teostatavuse testimiseks pakub Hielscher täielikku valikut labori- ja piloottaimede ultrasonikaatoritest kuni täielikult tööstuslik ultraheli reaktorid. Pakkudes ultraheli protsessorite täielikku ribalaiust, on Hielscheril ideaalne seadistus teie ekstraheerimisprotsessi jaoks. Sõltuvalt teie protsessi mahust ja eesmärgist saab ultraheli ekstraheerimist teostada partii või pideva voolu režiimis. Mitmesugused tarvikud, nagu sonotroodid, võimendussarved, voolurakud ja reaktorid, võimaldavad ultraheli protsessorit varustada protsessi eesmärkide ideaalseks täitmiseks.
Hielscheri ultraheli protsessoreid saab täpselt kontrollida ja protsessi andmed salvestatakse automaatselt meie digitaalsete ultraheli süsteemide integreeritud SD-kaardile. Usaldusväärne kontroll protsessi parameetrite üle tagab püsivalt kõrge toote kvaliteedi. Protsessi parameetrite automaatne andmete salvestamine võimaldab protsessi lihtsat standardimist ja heade tootmistavade (GMP) täitmist.
Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades. Lihtne ja ohutu kasutamine ning madal hooldus muudavad Hielscheri ultraheli süsteemid usaldusväärseks tööhobuseks teie tootmises.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 0.5 kuni 1,5 ml | mujal liigitamata | VialTweeter |
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000 |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Lisateabe saamiseks võtke meiega kohe ühendust! Meie hästi koolitatud töötajad arutavad hea meelega teiega teie ekstraheerimisprotsessi!
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Suure võimsusega ultraheli protsessorid laborist piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
UIP2000hdT, 2kW võimas suure jõudlusega ultrasonikaator
Kirjandus / viited
- 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.
Faktid, mida tasub teada
Miks on ultraheli ekstraheerimine nii tõhus?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) põhineb väga intensiivsete ultrahelilainete (akustiliste lainete) ühendamisel vedelikuks või lägaks. Akustilised lained tekitavad vahelduvaid kõrgsurve / madala rõhu tsükleid, mille tulemuseks on akustilise kavitatsiooni nähtus. Ultraheli või akustilise kavitatsiooni nähtust iseloomustavad äärmuslikud, lokaalselt piiratud tingimused, kus on väga kõrge rõhk, temperatuur ja nihkejõud. Implodeerivate kavitatsioonimullide läheduses saab mõõta temperatuure kuni 5000K, rõhku 1000 atmosfääri, kütte-jahutuse kiirust üle 1010 K/s ja vedelikke kiirusega kuni 280 m/s, mis tunduvad kavitatsioonitsoonis väga suure nihkejõu ja turbulentsina. Nende tegurite kombinatsioon (rõhk, kuumus, nihe ja turbulents) häirib rakke (lüüsi) ja intensiivistab massiülekannet ekstraheerimisprotsessi ajal. Seeläbi soodustatakse fütokonstitutsionaalide vedelat tahket ekstraheerimist taimerakkudest. Ultraheli ekstraheerimise tehnikat kasutatakse laialdaselt flavonoidide, polüsahhariidide, alkaloidide, fütosteroolide, polüfenoolide ja pigmentide edukaks ja tõhusaks ekstraheerimiseks taimedest.
Ultraheli ekstraheerimine taimerakkudest: mikroskoopiline põiklõige (TS) näitab toimemehhanismi ultraheli ekstraheerimisel rakkudest (suurendus 2000x) [ressurss: Vilkhu et al. 2011]
tubakas
Nicotiana perekonna ja Solanaceae (nightshade) perekonna erinevaid taimi tuntakse tubakataimedena. Lisaks sellele, et tubakas on taime kohta tavaliselt kasutatav termin, kirjeldab see ka tubakataime kuivatatud lehtedest valmistatud tooteid. Kuigi Nicotiana tabacum on peamine põllukultuuride kasutamine tubaka ja nikotiini tootmiseks, on tubakas üle 70 taimeliigi. N. tabacum on tubakatoodetes kasutatav domineeriv liik, kuid tugevamat varianti N. rustica võib leida kogu maailmas ja seda kasutatakse pestitsiidide tootmiseks. Võrreldes nikotiini tsentrenti, on N. rustica lehtede nikotiinisisaldus koguni 9%, samas kui N. tabacumi lehed sisaldavad umbes 1–3%.
Tubakas sisaldab nii stimuleerivat alkaloidi nikotiini kui ka harmala alkaloide. Kuivatatud ja kuivatatud tubakalehti kasutatakse peamiselt suitsetamiseks sigarettides, sigarites, piipudes, shishades, aga ka e-sigarettides, e-sigarites, e-torudes ja aurustites. Teise võimalusena võib neid tarbida nuusktubakana, närimistubakana, tubaka ja huuletubakana.
Tubakataimede perekond sisaldab erinevaid (alam)liike, millel on erinevad alkaloidid ja maitseprofiilid.
Idamaine tubakas (Nicotiana tabacum L.) on peamiselt Türgis, Kreekas ja naaberpiirkondades kasvatatav tubakaliik, mida kasutatakse sigarettide, sigarite ja närimistubaka kaubanduslikuks tootmiseks. Sellel on tugev iseloomulik maitse, see on suhteliselt madal nikotiinisisaldus ja kõrge suhkrute, hapete ja lenduva maitseõli vähendamisel, mis annab tubakatoodetele intensiivse aroomi.
Teada on 67 looduslikku tubakaliiki. Allpool on loetletud kõige tavalisemad liigid:
- Nicotiana acuminata (Graham) konks. – paljuõieline tubakas
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Link & Otto – tiibadega tubakas, jasmiinitubakas, tanbaku (pärsia keeles)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – koioti tubakas
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Hall
- Nicotiana glauca Graham – puutubakas, Brasiilia puutubakas, põõsastubakas, sinepipuu
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – kõrbetubakas, punche, “Tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – asteekide tubakas, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. - Austraalia tubakas
- Nicotiana sylvestris Speg. & Tuleb - Lõuna-Ameerika tubakas, metsamaa tubakas
- Nicotiana tabacum L. – kaubanduslik tubakas, mida kasvatatakse sigarettide, sigarite, närimistubaka jms tootmiseks.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Kolm allpool toodud liiki on inimtekkelised hübriidid:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. endine Wats. N. alata × N. forgetiana
Tubaka liigid
Tubakalehtede kõvenemine ja sellele järgnev vananemisprotsess põhjustab praeguste karotenoidide aeglast oksüdeerumist ja lagunemist tubakalehtedes. Oksüdatsiooni tõttu sünteesitakse tubakalehtedes teatud ühendid, mille tulemuseks on magus hein, tee, roosiõli või puuviljalised aromaatsed maitsed, mis aitavad kaasa “siledus” suitsust. Tärklised muundatakse suhkruteks, mis seejärel glütseerivad valke, ja oksüdeeritakse täiustatud glükatsiooni lõppproduktideks (AGE). See on karamelliseerimisprotsess, mis annab suitsule ka selle maitse.
Tubaka valmistamis- ja kuivatamismeetod mõjutab selle lõplikke aroomiomadusi. Kõvenemist on võimalik saavutada õhk-, tule-, suitsu- ja päikesekuivatamisega. Näiteks suitsus kuivatatud tubakas (nt Prantsusmaalt) sisaldab ainult vähesel määral alkaloide, samas kui õhu käes kuivatatud Burley tubakas (nt Guatemalast pärit) on tuntud oma suure alkaloidide sisalduse poolest.