Ultraääni tupakan uuttaminen
Perinteinen tupakan uuttaminen on hidas, aikaa vievä prosessi, johon liittyy myrkyllisten liuottimien käyttö korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee prosessista vaarallisen. Alkaloidien ultraäänellä avustettu uuttaminen tupakasta voidaan suorittaa vedellä tai miedoilla liuottimilla muutaman minuutin nopeassa prosessissa. Ultraäänellä uutetut alkaloidit, kuten tupakan nikotiini, vapautuvat nopeassa ja erittäin tehokkaassa menettelyssä, joka antaa suuria saantoja täyden spektrin uutteesta (sisältää nikotiinia, nornikotiinia, klorogeenihappoa, 5-kofeoyylikiniinihappoa, rutiinia, kofeiinihappoa ja skopoletiinia, solanesolia jne.).
Tupakan ultraääniuutto
Ultraääniavusteinen uutto on nopea, tehokas ja kätevä uuttomenetelmä, joka perustuu teho-ultraäänen soveltamiseen. Voimakkaat ultraääniaallot tuottavat nopeaa mikroliikettä ja akustista kavitaatiota kiinteissä nestejärjestelmissä (esim. kasviperäinen materiaali liuottimessa, esim. tupakanlehdet etanolissa), mikä johtaa lisääntyneeseen massansiirtoon sekä nopeutettuun uuttoprosessiin. Verrattuna muihin kehittyneisiin uuttotekniikoihin, kuten ylikriittiseen nesteen uuttamiseen ja ioniparin uuttamiseen, ultraäänellä avustettu uuttaminen on huomattavasti taloudellisempaa, ympäristöystävällisempää, turvallisempaa ja helpompaa käyttää. Siksi ultraääniuutto on edullinen uuttotekniikka bioaktiivisten yhdisteiden vapauttamiseksi kasvitieteellisistä aineista.
Ultraääniuutto johtaa laajakirjoiseen uutteeseen, joka sisältää nikotiinia, joka on ensisijainen alkaloidi, jossa on 94–98% tupakan kokonaisalkaloidipitoisuudesta, sekä alkaloidit nornikotiini, anabasiini, anatabiini, kotiniini ja myosmiini.
Lue lisää alkaloidin uuttamisesta kasvimateriaalista koetintyyppisellä ultraäänilaitteella!
Sonicator UP400St (400 wattia) alkaloidien, kuten nikotiinin, nornikotiinin, klorogeenihapon jne., Uuttamiseksi tupakanlehdistä.
Täyden spektrin tupakkauutteet, joissa on sonikaatio
Alkaloidit, kuten nikotiini ja nornikotiini, klorogeenihappo, fenolit, solanesoli ja muut bioaktiiviset yhdisteet, voidaan eristää nopeasti, tehokkaasti ja turvallisesti ultraääniuutolla. Tavanomaisessa tupakan uuttamisessa käytetään myrkyllisiä liuottimia, kuten heptaania, korkeissa lämpötiloissa, mikä muuttaa uuttoprosessin vaaralliseksi menettelyksi. Koko perinteinen uuttoprosessi kestää noin 24 tuntia ja on siten erittäin aikaa vievä.
Ultraääniuutto voidaan suorittaa kylmävesiuuttona tai käyttämällä mietoja liuottimia, kuten etanolia tai etanoli-vesiseosta huoneenlämpötilassa tai hieman kohonneissa lämpötiloissa. Sonikaatio kestää muutaman minuutin, mikä muuttaa uuttamisen nopeaksi menettelyksi. Lisäksi vettä tai mietoja liuottimia käyttämällä prosessi on täysin turvallinen ja kätevä.
Ultraäänellä tuotetut täyden spektrin uutteet sisältävät primaarista alkaloidinikotiinia sekä sekundaarisia tai toissijaisia alkaloideja, kuten anabasiinia tai 3-(2-piperidinyyli)pyridiiniä, anatabiinia tai 3-(2-1,2,3,6-tetrahydropyridyyli)pyridiiniä, kotiniinia tai 1-metyyli-5-(3-pyridyyli)-2-pyrrolidinonia), 2,3'-dipyridyyliä tai isonoteinia, N-formyylinornikotiinia tai 2-(3-pyridyyli)pyrrolidiinikarbaldehydiä, myosmiinia tai 3-(1-pyrroliini-2-yyli)pyridiiniä, nornikotiini tai 3-(pyrrolidin-2-yyli)pyridiini ja beeta-nikoteriini tai 3-(1-metyylipyrrol-2-yyli)pyridiini.
Näiden alkaloidien pitoisuus vaihtelee tupakkalajin ja tupakkatuotteiden mukaan. Vaikka nikotiini on ensisijainen alkaloidi, jonka alkaloidipitoisuus on 94–98%, nornikotiini ja anatabiini ovat kaksi yleisintä sekundaarista alkaloidia, joista kummankin osuus on noin 2–6% tupakan kokonaisalkaloidipitoisuudesta.
- Korkeampi saanto
- Laadukas
- Nopea uutto
- Lievä, ei-terminen prosessi
- Vesi tai liuotin
- Yksinkertainen & turvallinen käyttö
Valitse laajasta liuotinvalikoimasta
Ultraääniuuton avulla voit valita erilaisista liuottimista, mukaan lukien vesi, alkoholi, etanoli, metanoli, etanoli-vesiseokset tai vahvat liuottimet, kuten heptaani tai heksaani. Kaikki aiemmin mainitut liuottimet on jo testattu onnistuneesti ja niiden on osoitettu olevan tehokkaita bioaktiivisten yhdisteiden, kuten alkaloidien, terpenoidien, fenolien ja solanesolien, eristämisessä tupakan kasvimateriaaleista. Sonikaatiota voidaan käyttää liuotinvapaassa kylmän veden uuttamisessa (esim. orgaanisten uutteiden valmistamiseksi) tai se voidaan yhdistää valitsemaasi liuottimeen.
Lisätietoja liuottimista ultraääniuuttoon kasvitieteellisistä aineista!
Lue lisää ultraäänellä tehostetusta heksaaniuutosta!
Ultraääni nikotiiniuutto tupakanlehdistä käyttämällä sonikaattori UP200Ht
Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimet
Hielscherin ultraäänilaitteet ovat yleisesti uuttotyökalu bioaktiivisten yhdisteiden eristämiseksi kasvitieteellisistä aineista. Toimittamalla ultraääniuuttimia kaikille prosessivaa'oille, Hielscher voi suositella sinulle sopivinta ultraäänijärjestelmää tarpeisiisi. Alkaen kompaktista, mutta tehokkaasta Lab-järjestelmät analysointia ja toteutettavuustestausta varten Hielscher tarjoaa täyden valikoiman laboratorio- ja pilottikasvien ultraäänilaitteista jopa täysin teollinen ultraääni Reaktorit. Tarjoamalla ultraääniprosessorien koko kaistanleveyden, Hielscherillä on ihanteellinen asennus uuttoprosessillesi. Prosessin tilavuudesta ja tavoitteesta riippuen ultraääniuutto voidaan suorittaa erä- tai jatkuvan virtauksen tilassa. Monipuoliset lisävarusteet, kuten sonotrodit, tehostesarvet, virtaussolut ja reaktorit, mahdollistavat ultraääniprosessorin varustamisen prosessitavoitteiden saavuttamiseksi ihanteellisesti.
Hielscherin ultraääniprosessoreita voidaan ohjata tarkasti ja prosessitiedot tallennetaan automaattisesti digitaalisten ultraäänijärjestelmien integroidulle SD-kortille. Prosessiparametrien luotettava hallinta takaa tuotteen tasaisen korkean laadun. Prosessiparametrien automaattinen tietojen tallennus mahdollistaa helpon prosessin standardoinnin ja hyvien tuotantotapojen (GMP) noudattamisen.
Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä. Helppo ja turvallinen käyttö sekä vähäinen huolto tekevät Hielscherin ultraäänijärjestelmistä luotettavan työhevosen tuotannossasi.
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 0.5 - 1.5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L / min | UIP4000 |
| n.a. | 10-100L / min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä ja kysy lisää! Hyvin koulutettu henkilökuntamme keskustelee mielellään louhintaprosessistasi kanssasi!
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Suuritehoiset ultraääniprosessorit laboratoriosta pilotti- ja teolliseen mittakaavaan.
UIP2000hdT, 2kW tehokas korkean suorituskyvyn ultraäänilaite
Kirjallisuus/viitteet
- 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.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Miksi ultraääniuutto on niin tehokasta?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) perustuu erittäin voimakkaiden ultraääniaaltojen (akustisten aaltojen) kytkemiseen nesteeseen tai lietteeseen. Akustiset aallot luovat vuorotellen korkean paineen / matalan paineen syklejä, jotka johtavat akustisen kavitaation ilmiöön. Ultraääni- tai akustisen kavitaation ilmiölle on ominaista äärimmäiset, paikallisesti rajoitetut olosuhteet, joissa on erittäin korkeat paineet, lämpötilat ja leikkausvoimat. Luhistuvien kavitaatiokuplien läheisyydessä voidaan mitata jopa 5000 K:n lämpötiloja, 1000 ilmakehän paineita, yli 1010 K/s lämmitys-jäähdytysnopeutta ja jopa 280 m/s nopeudella olevia nestesuihkuja, jotka näkyvät erittäin suurina leikkausvoimina ja turbulensseina kavitaatiovyöhykkeellä. Näiden tekijöiden yhdistelmä (paine, lämpö, leikkaus ja turbulenssi) häiritsee soluja (lyysi) ja tehostaa massansiirtoa uuttoprosessin aikana. Näin edistetään fytoainesosien nestemäistä ja kiinteää uuttamista kasvisoluista. Ultraääniuuttotekniikkaa käytetään laajalti flavonoidien, polysakkaridien, alkaloidien, fytosterolien, polyfenolien ja pigmenttien onnistuneeseen ja tehokkaaseen uuttamiseen kasveista.
Ultraääniuutto kasvisoluista: mikroskooppinen poikittainen osa (TS) osoittaa vaikutusmekanismin ultraääniuuton aikana soluista (suurennus 2000x) [resurssi: Vilkhu et ai. 2011]
tupakka
Erilaisia Nicotiana-suvun ja Solanaceae (yökerho) -perheen kasveja kutsutaan tupakkakasveiksi. Sen lisäksi, että tupakka on yleisesti käytetty termi kasville, se kuvaa myös tupakkakasvin suolatuista lehdistä valmistettuja tuotteita. Vaikka Nicotiana tabacum on tupakan ja nikotiinin tuotannon tärkein viljelykasvi, tupakkaa on yli 70 kasvilajia. N. tabacum on hallitseva tupakkatuotteissa käytetty laji, mutta voimakkaampaa muunnosta N. rustica löytyy ympäri maailmaa ja sitä käytetään torjunta-aineiden tuotantoon. Nikotiinipitoisuutta verrattaessa N. rustica -lehtien nikotiinipitoisuus on jopa 9%, kun taas N. tabacum -lehdet sisältävät noin 1-3%.
Tupakka sisältää stimulanttia alkaloidia, nikotiinia sekä harmala-alkaloideja. Kuivattuja ja suolattuja tupakanlehtiä käytetään pääasiassa tupakointiin savukkeissa, sikareissa, piipuissa, shishoissa, e-savukkeissa, e-sikareissa, sähköpiipuissa ja höyrystimissä. Vaihtoehtoisesti niitä voi käyttää nuuskana, purutupakkana, dippitupakkana ja nuuskana.
Tupakkakasvien heimoon kuuluu useita (ala)lajeja, joilla on erilaiset alkaloidi- ja makuprofiilit.
Itämainen tupakka (Nicotiana tabacum L.) on pääasiassa Turkissa, Kreikassa ja lähialueilla kasvatettu tupakkalaji, jota käytetään savukkeiden, sikareiden ja purutupakan kaupalliseen tuotantoon. Sillä on vahva tyypillinen maku, se sisältää suhteellisen vähän nikotiinia ja runsaasti pelkistäviä sokereita, happoja ja haihtuvaa makuöljyä, mikä antaa tupakkatuotteille voimakkaan aromin.
Tunnetaan 67 luonnollista tupakkalajia. Alla on lueteltu yleisimmät lajit:
- Nicotiana acuminata (Graham) Koukku. – monikukkainen tupakka
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Linkki & Otto – siivekäs tupakka, jasmiinitupakka, tanbaku (persialainen)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – kojoottitupakka
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Harmaa
- Nicotiana glauca Graham – puutupakka, brasilialainen puutupakka, pensastupakka, sinappipuu
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – aavikkotupakka, booli, “Tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – atsteekkien tupakka, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. – Australian tupakka
- Nicotiana sylvestris Speg. & Comes – Etelä-Amerikan tupakka, metsätupakka
- Nicotiana tabacum L. – kaupallinen tupakka, jota kasvatetaan savukkeiden, sikareiden, purutupakan jne.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Alla olevat kolme lajia ovat ihmisen tekemiä hybridejä:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. unohtaa
Tupakan tyypit
Tupakanlehtien kovettumis- ja vanhentamisprosessi aiheuttaa tupakanlehtien nykyisten karotenoidien hitaan hapettumisen ja hajoamisen. Hapettumisen vuoksi syntetisoidaan tiettyjä tupakanlehtien yhdisteitä, jotka johtavat makeaan heinään, teehen, ruusuöljyyn tai hedelmäisiin aromaattisiin makuihin, jotka edistävät “sileys” savusta. Tärkkelykset muuttuvat sokereiksi, jotka myöhemmin glyklysoivat proteiineja ja hapettuvat kehittyneiksi glykaatiolopputuotteiksi (AGE). Tämä on karamellisoitumisprosessi, joka antaa myös savulle sen maun.
Tupakan valmistus- ja kovetusmenetelmä vaikuttaa sen lopullisiin aromiominaisuuksiin. Kovettuminen voidaan saavuttaa ilma-, palo-, savuhormi- ja aurinkokovettamalla. Esimerkiksi savustettu tupakka (esim. Ranskasta) sisältää vain vähän alkaloideja, kun taas ilmakuivattu Burley-tupakka (esim. peräisin Guatemalasta) tunnetaan korkeasta alkaloidipitoisuudestaan.