Dohány ultrahangos extrakciója
A hagyományos dohányextrakció lassú, időigényes folyamat, amely során mérgező oldószereket használnak magas hőmérsékleten, ami veszélyessé teszi az eljárást. Az alkaloidok ultrahanggal segített kivonása dohányból vízzel vagy enyhe oldószerekkel, gyors, néhány perces eljárással végezhető. Az ultrahanggal kivont alkaloidok, például a nikotin, gyors és rendkívül hatékony eljárás során szabadulnak fel a dohányból, amely nagy hozammal eredményez teljes spektrumú kivonatot (amely nikotint, nornikotint, klorogénsavat, 5-kaffeoil-kínasavat, rutint, kávésavat és szkopoletint, szolanezolt stb. tartalmaz).
Dohány ultrahangos extrakciója
Az ultrahanggal segített extrakció gyors, hatékony és kényelmes extrakciós módszer, amely a nagy teljesítményű ultrahang alkalmazásán alapul. Az intenzív ultrahanghullámok gyors mikromozgásokat és akusztikus kavitációt hoznak létre szilárd–folyadék rendszerekben (pl. növényi anyag oldószerben, például dohánylevelek etanolban), ami fokozott anyagátadást és gyorsabb extrakciós folyamatot eredményez. Más fejlett extrakciós technikákhoz, például a szuperkritikus fluidumextrakcióhoz és az ionpár-extrakcióhoz képest az ultrahanggal segített extrakció jelentősen gazdaságosabb, környezetbarátabb, biztonságosabb és könnyebben alkalmazható. Ezért az ultrahangos extrakció az előnyben részesített extrakciós technika a bioaktív vegyületek növényi anyagokból történő felszabadítására.
Az ultrahangos extrakció széles spektrumú kivonatot eredményez, amely nikotint tartalmaz – ez az elsődleges alkaloid, amely a dohány teljes alkaloidtartalmának 94–98%-át teszi ki –, valamint nornikotin, anabazin, anatabin, kotinin és miozmin alkaloidokat.
Olvasson többet az alkaloidok növényi anyagból történő kivonásáról szondás ultrahangos készülékkel!
UP400St ultrahangos készülék (400 watt) alkaloidok, például nikotin, nornikotin, klorogénsav stb. dohánylevelekből történő kivonására.
Teljes spektrumú dohánykivonatok ultrahangos kezeléssel
Az alkaloidok, például a nikotin és a nornikotin, a klorogénsav, a fenolos vegyületek, a szolanezol és más bioaktív vegyületek ultrahangos extrakcióval gyorsan, hatékonyan és biztonságosan izolálhatók. A hagyományos dohányextrakció során mérgező oldószereket, például heptánt használnak magas hőmérsékleten, ami veszélyes eljárássá teszi az extrakciós folyamatot. A teljes hagyományos extrakciós folyamat kb. 24h időt vesz igénybe, ezért nagyon időigényes.
Az ultrahangos extrakció hideg vizes extrakcióként, illetve enyhe oldószerekkel, például etanollal vagy etanol–víz eleggyel végezhető szobahőmérsékleten vagy kissé megemelt hőmérsékleten. Az ultrahangos kezelés néhány percet vesz igénybe, így az extrakció gyors eljárássá válik. Ezenkívül víz vagy enyhe oldószerek használatával a folyamat teljesen biztonságos és kényelmes.
Az ultrahanggal előállított teljes spektrumú kivonatok az elsődleges alkaloidot, a nikotint, valamint másodlagos vagy kisebb mennyiségben jelen lévő alkaloidokat tartalmaznak, például anabazint, más néven 3-(2-piperidinil)piridint, anatabint, más néven 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridint, kotinint, más néven 1-metil-5-(3-piridil)-2-pirrolidinont), 2,3’-dipiridilt, más néven izonikoteint, N-formil-nornikotint, más néven 2-(3-piridil)pirrolidin-karbaldehidet, miozmint, más néven 3-(1-pirrolin-2-il)piridint, nornikotint, más néven 3-(pirrolidin-2-il)piridint, és béta-nikotirint, más néven 3-(1-metilpirrol-2-il)piridint.
Ezen alkaloidok mennyisége a dohányfajtól és a dohánytermékektől függően változik. Míg a nikotin az elsődleges alkaloid, amely a teljes alkaloidtartalom 94–98%-át teszi ki, a nornikotin és az anatabin a két legnagyobb mennyiségben jelen lévő másodlagos alkaloid, amelyek egyenként a dohány teljes alkaloidtartalmának kb. 2% és 6% közötti részét teszik ki.
- Nagyobb hozam
- Kiváló minőség
- Gyors extrakció
- Kíméletes, nem termikus eljárás
- Víz vagy oldószer
- Egyszerű és biztonságos működtetés
Válasszon az oldószerek széles kínálatából
Ultrahangos extrakció esetén különféle oldószerek közül választhat, többek között víz, alkohol, etanol, metanol, etanol–víz elegyek vagy erős oldószerek, például heptán vagy hexán közül. Az összes fent említett oldószert már sikeresen tesztelték, és hatékonynak bizonyultak a bioaktív vegyületek, például alkaloidok, terpenoidok, fenolos vegyületek és szolanezol dohányból származó növényi anyagokból történő izolálására. Az ultrahangos kezelés alkalmazható oldószermentes hideg vizes extrakcióban (pl. biokivonatok készítéséhez), vagy kombinálható az Ön által választott oldószerrel.
Tudjon meg többet a növényi anyagok ultrahangos extrakciójához használt oldószerekről!
Tudjon meg többet az ultrahanggal intenzifikált hexános extrakcióról!
Nikotin ultrahangos kivonása dohánylevelekből az UP200Ht ultrahangos készülék segítségével
Nagy teljesítményű ultrahangos extraktorok
A Hielscher ultrahangos berendezései széles körben alkalmazott extrakciós eszközök a bioaktív vegyületek növényi anyagokból történő izolálására. A Hielscher minden folyamatmérethez kínál ultrahangos extraktorokat, így az Ön igényeinek legmegfelelőbb ultrahangos rendszert tudja ajánlani. A kínálat az elemzéshez és megvalósíthatósági vizsgálatokhoz használható kompakt, mégis nagy teljesítményű laboratóriumi rendszerekkel kezdődik, és a Hielscher teljes választékát felöleli a laboratóriumi és kísérleti üzemi ultrahangos készülékektől egészen a teljes mértékben ipari ultrahangos reaktorokig. Az ultrahangos processzorok teljes választékát kínáló Hielscher az Ön extrakciós folyamatához ideális konfigurációval rendelkezik. A feldolgozandó mennyiségtől és a folyamat céljától függően az ultrahangos extrakció szakaszos vagy folyamatos átfolyásos üzemmódban végezhető. A sokféle tartozék, például szonotróda, amplitúdóerősítő, átfolyó cella és reaktor lehetővé teszi az ultrahangos processzor olyan felszerelését, amely ideálisan teljesíti a folyamat célkitűzéseit.
A Hielscher ultrahangos processzorok pontosan szabályozhatók, és a folyamatadatok automatikusan rögzítésre kerülnek digitális ultrahangos rendszereink beépített SD-kártyáján. A folyamatparaméterek megbízható szabályozása egyenletesen magas termékminőséget biztosít. A folyamatparaméterek automatikus adatrögzítése lehetővé teszi a folyamat egyszerű szabványosítását és a helyes gyártási gyakorlat (GMP) követelményeinek teljesítését.
A Hielscher ultrahangos berendezéseinek robusztussága lehetővé teszi a 24/7 működést nagy terhelés mellett és igényes környezetben. Az egyszerű és biztonságos működtetés, valamint az alacsony karbantartási igény a Hielscher ultrahangos rendszereket az Ön termelésének megbízható igáslovaivá teszi.
Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:
| Szakaszosan kezelt térfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | készülékcsoport: UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk most további információért! Jól képzett munkatársaink örömmel egyeztetnek Önnel az extrakciós folyamatáról!
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
Nagy teljesítményű ultrahangos processzorok a laboratóriumi mérettől a kísérleti üzemi és ipari méretig.
UIP2000hdT, egy 2kW teljesítményű, nagy teljesítményű ultrahangos készülék
Szakirodalom/Hivatkozások
- 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.
Hasznos tudnivalók
Miért olyan hatékony az ultrahangos extrakció?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) rendkívül intenzív ultrahanghullámok (akusztikus hullámok) folyadékba vagy zagyba történő becsatolásán alapul. Az akusztikus hullámok váltakozó nagynyomású / kisnyomású ciklusokat hoznak létre, amelyek az akusztikus kavitáció jelenségét eredményezik. Az ultrahangos vagy akusztikus kavitáció jelenségét szélsőséges, helyileg korlátozott körülmények jellemzik, rendkívül magas nyomással, hőmérséklettel és nyíróerőkkel. Az összeomló kavitációs buborékok közelében akár 5000K hőmérséklet, 1000 atmoszféra nyomás, 1010 K/s feletti melegedési–hűlési sebesség és akár 280m/s sebességű folyadéksugarak mérhetők, amelyek rendkívül nagy nyíróerőként és turbulenciaként jelentkeznek a kavitációs zónában. E tényezők (nyomás, hő, nyírás és turbulencia) együttesen feltárják a sejteket (lízis), és fokozzák az anyagátadást az extrakciós folyamat során. Ez elősegíti a növényi összetevők folyadék–szilárd extrakcióját a növényi sejtekből. Az ultrahangos extrakciós technikát széles körben alkalmazzák flavonoidok, poliszacharidok, alkaloidok, fitoszterolok, polifenolok és pigmentek növényekből történő sikeres és hatékony kivonására.
Ultrahangos extrakció növényi sejtekből: a mikroszkópos keresztmetszet (TS) a sejtekből történő ultrahangos extrakció hatásmechanizmusát mutatja (2000x nagyítás) [forrás: Vilkhu et al. 2011]
Dohány
A Nicotiana nemzetség és a Solanaceae (burgonyafélék) család különféle növényeit dohánynövényekként ismerjük. Amellett, hogy a növény közismert megnevezése, a dohány szó a dohánynövény szárított és érlelt leveleiből készített termékeket is jelöli. Bár a Nicotiana tabacum a dohány- és nikotintermelés fő termesztett növénye, több mint 70 dohánynövényfaj létezik. A N. tabacum a dohánytermékekhez használt domináns faj, azonban az erősebb hatású N. rustica változat világszerte megtalálható, és növényvédő szerek előállítására használják. A nikotintartalmat összehasonlítva a N. rustica leveleinek nikotintartalma elérheti a 9%-ot, míg a N. tabacum levelei körülbelül 1–3%-ot tartalmaznak.
A dohány a stimuláns alkaloidot, a nikotint, valamint harmala-alkaloidokat tartalmaz. A szárított és érlelt dohányleveleket főként dohányzásra használják cigarettában, szivarban, pipában, vízipipában, valamint e-cigarettában, e-szivarban, e-pipában és párologtató készülékekben. Alternatívaként tubákként, rágódohányként, az íny és az ajak közé helyezett dohányként és snusként fogyaszthatók.
A dohánynövények családja különféle fajokat és alfajokat tartalmaz, amelyek eltérő alkaloid- és ízprofilokkal rendelkeznek.
A keleti dohány (Nicotiana tabacum L.) főként Törökországban, Görögországban és a szomszédos területeken termesztett dohányfaj, amelyet cigaretta, szivar és rágódohány kereskedelmi előállítására használnak. Erős, jellegzetes íze van, nikotintartalma viszonylag alacsony, redukálócukor-, sav- és illékony aromaolaj-tartalma pedig magas, ami intenzív aromát ad a dohánytermékeknek.
A dohány 67 természetes faja ismert. Az alábbiakban a leggyakoribb fajok szerepelnek:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. – sokvirágú dohány
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Link & Otto – szárnyas dohány, jázmindohány, tanbaku (perzsa)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – prérifarkasdohány
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gray
- Nicotiana glauca Graham – fás dohány, brazil fás dohány, cserjés dohány, mustárfa
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – sivatagi dohány, punche, „tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – azték dohány, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. – ausztrál dohány
- Nicotiana sylvestris Speg. & Comes – dél-amerikai dohány, erdei dohány
- Nicotiana tabacum L. – cigaretta, szivar, rágódohány stb. előállítására termesztett kereskedelmi dohány
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Az alábbi három faj mesterségesen létrehozott hibrid:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Dohánytípusok
A dohánylevelek szárítási és az azt követő érlelési folyamata a dohánylevélben jelen lévő karotinoidok lassú oxidációját és lebomlását idézi elő. Az oxidáció következtében bizonyos vegyületek szintetizálódnak a dohánylevelekben, amelyek édes széna-, tea-, rózsaolaj- vagy gyümölcsös aromákat eredményeznek, és hozzájárulnak a füst „lágyságához”. A keményítők cukrokká alakulnak, amelyek ezt követően glikálják a fehérjéket, és előrehaladott glikációs végtermékekké (AGEs) oxidálódnak. Ez egy karamellizációs folyamat, amely a füst ízét is adja.
A dohány előkészítési és szárítási módja befolyásolja végső aromajellemzőit. A szárítás történhet levegőn, tűz fölött, füstcsöves fűtéssel és napon. Például a füstcsöves fűtéssel szárított dohány (pl. Franciaországból) csak kis mennyiségű alkaloidot tartalmaz, míg a levegőn szárított Burley dohány (pl. Guatemalából) magas alkaloidtartalmáról ismert.
