Extraction du tabac par ultrasons
L'extraction conventionnelle du tabac est un processus lent et fastidieux, qui implique l'utilisation de solvants toxiques à des températures élevées, ce qui rend le processus dangereux. L'extraction des alcaloïdes du tabac assistée par ultrasons peut être réalisée avec de l'eau ou des solvants doux en quelques minutes. Les alcaloïdes extraits du tabac par ultrasons, tels que la nicotine, sont libérés selon une procédure rapide et très efficace, qui permet d'obtenir des rendements élevés d'un extrait à spectre complet (contenant de la nicotine, de la nornicotine, de l'acide chlorogénique, de l'acide 5-caféoylquinique, de la rutine, de l'acide caféique et de la scopolétine, du solanésol, etc.)
Extraction ultrasonique du tabac
L'extraction assistée par ultrasons est une méthode d'extraction rapide, efficace et pratique, basée sur l'application d'ultrasons de puissance. Les ondes ultrasoniques intenses génèrent des micro-mouvements rapides et une cavitation acoustique dans les systèmes solide-liquide (par exemple, matière végétale dans un solvant, par exemple, feuilles de tabac dans de l'éthanol), ce qui entraîne un transfert de masse accru ainsi qu'un processus d'extraction accéléré. Par rapport à d'autres techniques d'extraction avancées telles que l'extraction par fluide supercritique et l'extraction par paires d'ions, l'extraction assistée par ultrasons est nettement plus économique, plus respectueuse de l'environnement, plus sûre et plus facile à utiliser. Par conséquent, l'extraction par ultrasons est la technique d'extraction privilégiée pour libérer les composés bioactifs des plantes médicinales.
L'extraction par ultrasons permet d'obtenir un extrait à large spectre, contenant de la nicotine, qui est le principal alcaloïde avec 94-98% de la teneur totale en alcaloïdes du tabac, ainsi que les alcaloïdes nornicotine, anabasine, anatabine, cotinine et myosmine.
En savoir plus sur l'extraction d'alcaloïdes à partir de matériel végétal à l'aide d'un appareil à ultrasons à sonde !
Sonicator UP400St (400 watts) pour l'extraction d'alcaloïdes tels que la nicotine, la nornicotine, l'acide chlorogénique, etc. des feuilles de tabac.
Extraits de tabac à spectre complet avec sonication
Les alcaloïdes tels que la nicotine et la nornicotine, l'acide chlorogénique, les composés phénoliques, le solanesol et d'autres composés bioactifs peuvent être isolés rapidement, efficacement et en toute sécurité grâce à l'extraction par ultrasons. L'extraction conventionnelle du tabac implique l'utilisation de solvants toxiques tels que l'heptane à des températures élevées, ce qui rend le processus d'extraction dangereux. L'ensemble du processus d'extraction conventionnel dure environ 24 heures et prend donc beaucoup de temps.
L'extraction par ultrasons peut être réalisée comme une extraction à l'eau froide ou en utilisant des solvants doux tels que l'éthanol ou le mélange éthanol-eau à température ambiante ou à des températures légèrement élevées. La sonication prend quelques minutes, ce qui fait de l'extraction une procédure rapide. En outre, l'utilisation d'eau ou de solvants doux rend le processus tout à fait sûr et pratique.
Les extraits à spectre complet produits par ultrasons contiennent l’alcaloïde primaire nicotine ainsi que les alcaloïdes secondaires ou mineurs tels que l’anabasine ou la 3-(2-pipéridinyl)pyridine, l’anatabine ou la 3-(2-1,2,3,6-tétrahydropyridyl)pyridine, la cotinine ou la 1-méthyl-5-(3-pyridyl)-2-pyrrolidinone), 2,3′-dipyridyle ou isonicotéine, N-formylnornicotine ou 2-(3-pyridyl)pyrrolidinecarbaldéhyde, myosmine ou 3-(1-pyrroline-2-yl)pyridine, nornicotine ou 3-(pyrrolidine-2-yl)pyridine, et bêta-nicotyrine ou 3-(1-méthylpyrrol-2-yl)pyridine.
La teneur de ces alcaloïdes varie en fonction des espèces de tabac et des produits du tabac. Alors que la nicotine est l'alcaloïde primaire avec 94-98% de la teneur totale en alcaloïdes, la nornicotine et l'anatabine sont les deux alcaloïdes secondaires les plus abondants, chacun représentant environ 2 à 6% de la teneur totale en alcaloïdes du tabac.
- rendements plus élevés
- haute qualité
- extraction rapide
- Procédé doux et non thermique
- Eau ou solvant
- simple & fonctionnement sûr
Choisir parmi une large gamme de solvants
L'extraction par ultrasons permet de choisir parmi différents solvants, notamment l'eau, l'alcool, l'éthanol, le méthanol, les mélanges éthanol-eau ou des solvants puissants tels que l'heptane ou l'hexane. Tous les solvants susmentionnés ont déjà été testés avec succès et se sont révélés efficaces pour l'isolement de composés bioactifs tels que les alcaloïdes, les terpénoïdes, les composés phénoliques et le solanésol à partir de matériel végétal de tabac. La sonication peut être utilisée dans le cadre d'une extraction à l'eau froide sans solvant (par exemple pour préparer des extraits organiques) ou peut être combinée avec un solvant de votre choix.
En savoir plus sur les solvants pour l'extraction ultrasonique des plantes médicinales !
En savoir plus sur l'extraction à l'hexane intensifiée par ultrasons !
Extraction ultrasonique de nicotine à partir de feuilles de tabac à l'aide de Le sonicateur UP200Ht
Extracteurs d'ultrasons haute performance
L’équipement à ultrasons de Hielscher est un outil d’extraction courant pour l’isolement de composés bioactifs à partir de plantes. En fournissant des extracteurs à ultrasons pour toutes les échelles de processus, Hielscher est en mesure de vous recommander le système à ultrasons le plus adapté à vos besoins. À partir d’un modèle compact, mais puissant systèmes de laboratoire pour l'analyse et les tests de faisabilité, Hielscher propose une gamme complète d'ultrasons de laboratoire et d'usine pilote jusqu'à des ultrasons de haute qualité. ultrasons entièrement industriels réacteurs. Offrant toute la largeur de bande des processeurs à ultrasons, Hielscher dispose de la configuration idéale pour votre processus d'extraction. En fonction du volume et de l'objectif de votre procédé, l'extraction par ultrasons peut être réalisée en mode discontinu ou en flux continu. Les accessoires du collecteur, tels que les sonotrodes, les cornets amplificateurs, les cellules d'écoulement et les réacteurs, permettent d'équiper le processeur à ultrasons de manière à ce qu'il réponde parfaitement aux objectifs du processus.
Les processeurs à ultrasons Hielscher peuvent être contrôlés avec précision et les données du processus sont automatiquement enregistrées sur la carte SD intégrée de nos systèmes numériques à ultrasons. Le contrôle fiable des paramètres du processus garantit une qualité de produit élevée et constante. L'enregistrement automatique des données des paramètres du processus permet une standardisation facile du processus et le respect des bonnes pratiques de fabrication (GMP).
La robustesse de l’équipement à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 dans des environnements lourds et exigeants. Une utilisation facile et sûre ainsi qu’un faible entretien font des systèmes à ultrasons Hielscher le cheval de bataille fiable de votre production.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :
| Volume du lot | Débit | Dispositifs recommandés |
|---|---|---|
| 00,5 à 1,5 ml | n.d. | VialTweeter |
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 à 20L | 0.2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000 |
| n.d. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | plus grande | groupe de UIP16000 |
Contactez-nous dès maintenant pour de plus amples informations ! Notre personnel bien formé se fera un plaisir de discuter avec vous de votre processus d'extraction !
Contactez nous !? Demandez-nous !
Processeurs ultrasoniques de grande puissance, du laboratoire à l'échelle pilote et industrielle.
UIP2000hdTun ultrasonateur puissant et performant de 2kW
Littérature/références
- 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.
Qu'il faut savoir
Pourquoi l'extraction par ultrasons est-elle si efficace ?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) est basé sur le couplage d'ondes ultrasonores très intenses (ondes acoustiques) dans un liquide ou une boue. Les ondes acoustiques créent des cycles alternatifs de haute pression et de basse pression, qui aboutissent au phénomène de cavitation acoustique. Le phénomène de cavitation ultrasonique ou acoustique se caractérise par des conditions extrêmes, localement confinées, de pressions, de températures et de forces de cisaillement très élevées. À proximité des bulles de cavitation en implosion, on peut mesurer des températures allant jusqu'à 5 000 K, des pressions de 1 000 atmosphères, des taux de chauffage et de refroidissement supérieurs à 1010 K/s et des jets de liquides d'une vitesse allant jusqu'à 280 m/s, qui se traduisent par des forces de cisaillement et des turbulences très élevées dans la zone de cavitation. La combinaison de ces facteurs (pression, chaleur, cisaillement et turbulences) perturbe les cellules (lyse) et intensifie le transfert de masse pendant le processus d'extraction. L'extraction liquide-solide des phytoconstituants des cellules végétales est ainsi favorisée. La technique d'extraction par ultrasons est largement appliquée pour l'extraction réussie et efficace des flavonoïdes, des polysaccharides, des alcaloïdes, des phytostérols, des polyphénols et des pigments des plantes.
Extraction ultrasonique de cellules végétales : la coupe transversale microscopique (TS) montre le mécanisme d'action lors de l'extraction ultrasonique de cellules (grossissement 2000x) [ressource : Vilkhu et al. 2011].
le tabac
Diverses plantes du genre Nicotiana et de la famille des Solanacées (morelles) sont connues sous le nom de plantes à tabac. Outre le terme couramment utilisé pour désigner la plante, le tabac désigne également les produits préparés à partir des feuilles séchées du plant de tabac. Nicotiana tabacum est la principale culture utilisée pour la production de tabac et de nicotine, mais il existe plus de 70 espèces de tabac. N. tabacum est l'espèce dominante utilisée pour les produits du tabac, mais la variante plus puissante N. rustica se trouve dans le monde entier et est utilisée pour la production de pesticides. Si l'on compare le pourcentage de nicotine, les feuilles de N. rustica ont une teneur en nicotine pouvant atteindre 9 %, alors que les feuilles de N. tabacum en contiennent environ 1 à 3 %.
Le tabac contient de la nicotine, un alcaloïde stimulant, ainsi que des alcaloïdes harmala. Les feuilles de tabac séchées et séchées sont principalement utilisées pour fumer dans des cigarettes, des cigares, des pipes, des shishas ainsi que dans des e-cigarettes, des e-cigares, des e-pipes et des vaporisateurs. Elles peuvent également être consommées sous forme de tabac à priser, à mâcher, à tremper et de snus.
La famille des plantes de tabac contient diverses (sous-)espèces, qui présentent des profils d'alcaloïdes et d'arômes différents.
Le tabac oriental (Nicotiana tabacum L.) est une espèce de tabac cultivée principalement en Turquie, en Grèce et dans les régions voisines, qui est utilisée pour la production commerciale de cigarettes, de cigares et de tabac à chiquer. Il a une forte saveur caractéristique, une teneur relativement faible en nicotine et une teneur élevée en sucres réducteurs, en acides et en huile aromatique volatile, ce qui confère aux produits du tabac un arôme intense.
On connaît 67 espèces naturelles de tabac. Les espèces les plus courantes sont énumérées ci-dessous :
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. - tabac à fleurs multiples
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Lien & Otto - tabac ailé, tabac au jasmin, tanbaku (persan)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson - tabac de coyote
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gray
- Nicotiana glauca Graham - tabac en arbre, tabac en arbre brésilien, tabac en arbuste, arbre à moutarde
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti - tabac de désert, punche, “tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. - Tabac aztèque, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. - Tabac australien
- Nicotiana sylvestris Speg. & Comes - tabac sud-américain, tabac des bois
- Nicotiana tabacum L. - tabac commercial cultivé pour la production de cigarettes, de cigares, de tabac à chiquer, etc.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Les trois espèces ci-dessous sont des hybrides créés par l'homme :
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Types de tabac
Le processus de séchage et de vieillissement des feuilles de tabac induit une lente oxydation et une dégradation des caroténoïdes présents dans les feuilles de tabac. En raison de l'oxydation, certains composés des feuilles de tabac sont synthétisés, ce qui donne des arômes sucrés de foin, de thé, d'huile de rose ou des arômes fruités, qui contribuent à l'image de marque de l'entreprise. “douceur” de la fumée. Les amidons sont transformés en sucres, qui glycérisent ensuite les protéines et sont oxydés en produits finaux de glycation avancée (AGE). Il s'agit d'un processus de caramélisation qui confère également à la fumée sa saveur.
La méthode de préparation et de séchage du tabac influence ses caractéristiques aromatiques finales. Le séchage peut se faire à l'air, au feu, à la flamme ou au soleil. Par exemple, le tabac flue-cured (provenant par exemple de France) ne contient que de faibles niveaux d'alcaloïdes, tandis que le tabac Burley air-cured (provenant par exemple du Guatemala) est connu pour sa teneur élevée en alcaloïdes.