Ekstraksi Tembakau Ultrasonik
Ekstraksi tembakau konvensional adalah proses yang lambat dan memakan waktu, yang melibatkan penggunaan pelarut beracun pada suhu tinggi, yang membuat prosesnya berbahaya. Ekstraksi alkaloid yang dibantu ultrasonik dari tembakau dapat dijalankan menggunakan air atau pelarut ringan dalam proses cepat beberapa menit. Alkaloid yang diekstraksi secara ultrasonik seperti nikotin dari tembakau dilepaskan dalam prosedur yang cepat dan sangat efisien, yang memberikan hasil tinggi dari ekstrak spektrum penuh (mengandung nikotin, nornikotin, asam klorogenat, asam 5-caffeoylquinic, rutin, asam kafeat dan scopoletin, solanesol dll.).
Ekstraksi Ultrasonik Tembakau
Ekstraksi berbantuan ultrasonik adalah metode ekstraksi yang cepat, efektif, dan nyaman, yang didasarkan pada penerapan ultrasonik daya. Gelombang ultrasonik yang intens menghasilkan gerakan mikro yang cepat dan kavitasi akustik dalam sistem padat-cair (misalnya bahan nabati dalam pelarut, misalnya daun tembakau dalam etanol), yang menghasilkan peningkatan perpindahan massa serta proses ekstraksi yang dipercepat. Dibandingkan dengan teknik ekstraksi canggih lainnya seperti ekstraksi cairan superkritis dan ekstraksi pasangan ion, ekstraksi berbantuan ultrasonik secara signifikan lebih ekonomis, ramah lingkungan, lebih aman, dan lebih mudah digunakan. Oleh karena itu, ekstraksi ultrasonik adalah teknik ekstraksi yang disukai untuk melepaskan senyawa bioaktif dari tumbuhan.
Ekstraksi ultrasonik menghasilkan ekstrak spektrum luas, mengandung nikotin, yang merupakan alkaloid utama dengan 94-98% dari total kandungan alkaloid dalam tembakau, serta alkaloid nornicotine, anabasine, anatabine, cotinine dan myosmine.
Baca lebih lanjut tentang ekstraksi alkaloid dari bahan tanaman menggunakan ultrasonicator tipe probe!
Sonicator UP400St (400 watt) untuk ekstraksi alkaloid seperti nikotin, nornikotin, asam klorogenat, dll dari daun tembakau.
Ekstrak Tembakau Spektrum Penuh dengan Sonikasi
Alkaloid seperti nikotin dan nonikotin, asam klorogenat, fenolik, solelaseol dan senyawa bioaktif lainnya dapat diisolasi dengan cepat, efisien dan aman menggunakan ekstraksi ultrasonik. Ekstraksi tembakau konvensional melibatkan penggunaan pelarut beracun seperti heptana pada suhu tinggi, yang mengubah proses ekstraksi menjadi prosedur berbahaya. Seluruh proses ekstraksi konvensional memakan waktu sekitar 24 jam dan karenanya sangat memakan waktu.
Ekstraksi ultrasonik dapat dilakukan sebagai ekstraksi air dingin atau menggunakan pelarut ringan seperti etanol atau campuran etanol-air pada suhu kamar atau suhu yang sedikit tinggi. Sonikasi memakan waktu beberapa menit, yang mengubah ekstraksi menjadi prosedur yang cepat. Selain itu, menggunakan air atau pelarut ringan, prosesnya benar-benar aman dan nyaman.
Ekstrak spektrum penuh yang diproduksi secara ultrasonik mengandung nikotin alkaloid primer serta alkaloid sekunder atau minor seperti anabasine atau 3- (2-piperidinyl) pyridine, anatabine atau 3-(2-1,2,3,6-tetrahydropyridyl)pyridine, cotinine atau 1-methyl-5- (3-pyridyl)-2-pyrrolidinone), 2,3′-dipyridyl atau isonicoteine, N-formylnornicotine atau 2- (3-pyridyl) pyrrolidinecarbaldehyde, myosmine atau 3-(1-pyrrolin-2-yl) pyridine, nornicotine atau 3-(pyrrolidin-2-yl) pyridine, dan beta-nicotyrine atau 3-(1-methylpyrrol-2-yl)pyridine.
Kandungan alkaloid ini bervariasi tergantung pada spesies tembakau dan produk tembakau. Sementara nikotin adalah alkaloid primer dengan 94-98% dari total kandungan alkaloid, nornikotin dan anatabine adalah dua alkaloid sekunder yang paling melimpah, masing-masing menyumbang sekitar 2% hingga 6% dari total kandungan alkaloid tembakau.
- hasil yang lebih tinggi
- Kualitas tinggi
- ekstraksi cepat
- Proses ringan, non-termal
- Air atau Pelarut
- Sederhana & operasi yang aman
Pilih dari Berbagai Pilihan Pelarut
Dengan menggunakan ekstraksi ultrasonik, Anda dapat memilih dari berbagai pelarut, termasuk air, alkohol, etanol, metanol, campuran etanol-air atau pelarut kuat seperti heptana atau heksana. Semua pelarut yang disebutkan sebelumnya telah berhasil diuji dan terbukti efektif untuk isolasi senyawa bioaktif seperti alkaloid, terpenoid, fenolik dan solanesol dari bahan tanaman tembakau. Sonikasi dapat digunakan dalam ekstraksi air dingin bebas pelarut (misalnya untuk menyiapkan ekstrak organik) atau dapat dikombinasikan dengan pelarut pilihan Anda.
Pelajari lebih lanjut tentang pelarut untuk ekstraksi ultrasonik dari tumbuhan!
Pelajari lebih lanjut tentang ekstraksi heksana yang diintensifkan secara ultrasonik!
Ekstraksi nikotin ultrasonik dari daun tembakau menggunakan Sonikator UP200Ht
Ekstraktor Ultrasound Kinerja Tinggi
Peralatan ultrasonik Hielscher adalah alat ekstraksi yang umum untuk isolasi senyawa bioaktif dari tumbuhan. Memasok ekstraktor ultrasonik untuk semua timbangan proses, Hielscher dapat merekomendasikan sistem ultrasonik yang paling sesuai untuk kebutuhan Anda. Dimulai dengan ringkas, namun kuat Sistem Lab untuk analisis dan pengujian kelayakan, Hielscher menawarkan rangkaian lengkap mulai dari ultrasonicators laboratorium dan pabrik percontohan hingga USG industri sepenuhnya Reaktor. Menawarkan lebar pita penuh prosesor ultrasonik, Hielscher memiliki pengaturan yang ideal untuk proses ekstraksi Anda. Bergantung pada volume dan tujuan proses Anda, ekstraksi ultrasonik dapat dilakukan dalam mode aliran batch atau kontinu. Aksesori manifold seperti sonotrode, klakson booster, sel aliran, dan reaktor memungkinkan untuk melengkapi prosesor ultrasonik untuk memenuhi target proses secara ideal.
Prosesor ultrasonik Hielscher dapat dikontrol dengan tepat dan data proses secara otomatis direkam pada kartu SD terintegrasi dari sistem ultrasonik digital kami. Kontrol yang andal atas parameter proses memastikan kualitas produk yang tinggi secara konsisten. Pencatatan data otomatis dari parameter proses memungkinkan standarisasi proses yang mudah dan pemenuhan Good Manufacturing Practices (GMP).
Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan operasi 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut. Pengoperasian yang mudah dan aman serta perawatan yang rendah menjadikan sistem ultrasonik Hielscher sebagai pekerja keras yang andal dalam produksi Anda.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 0.5 untuk 1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi kami sekarang untuk informasi lebih lanjut! Staf kami yang terlatih akan dengan senang hati mendiskusikan proses ekstraksi Anda dengan Anda!
Hubungi Kami!? Tanya Kami!
Prosesor ultrasonik berdaya tinggi dari laboratorium hingga skala percontohan dan industri.
UIP2000hdT, ultrasonicator berkinerja tinggi 2kW yang kuat
Literatur? Referensi
- 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.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Mengapa Ekstraksi Ultrasonik Begitu Efektif?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) didasarkan pada kopling gelombang ultrasound yang sangat intens (gelombang akustik) menjadi cairan atau bubur. Gelombang akustik menciptakan siklus tekanan tinggi? tekanan rendah bergantian, yang menghasilkan fenomena kavitasi akustik. Fenomena kavitasi ultrasonik atau akustik ditandai dengan kondisi ekstrem dan terbatas secara lokal dengan tekanan, suhu, dan gaya geser yang sangat tinggi. Di dekat gelembung kavitasi yang meledak, suhu hingga 5000K, tekanan 1000 atmosfer, laju pemanasan-pendinginan di atas 1010 K/s dan jet cairan dengan kecepatan hingga 280m/s, yang muncul sebagai gaya geser dan turbulensi yang sangat tinggi di zona kavitasi, dapat diukur. Kombinasi faktor-faktor ini (tekanan, panas, geser dan turbulensi) mengganggu sel (lisis) dan mengintensifkan perpindahan massa selama proses ekstraksi. Dengan demikian, ekstraksi fitokonstituen cair-padat dari sel tumbuhan dipromosikan. Teknik ekstraksi ultrasonik banyak diterapkan untuk ekstraksi flavonoid, polisakarida, alkaloid, fitosterol, polifenol, dan pigmen dari tumbuhan yang berhasil dan efisien.
Ekstraksi ultrasonik dari sel tumbuhan: bagian melintang mikroskopis (TS) menunjukkan mekanisme tindakan selama ekstraksi ultrasonik dari sel (perbesaran 2000x) [sumber: Vilkhu et al. 2011]
tembakau
Berbagai tumbuhan dalam genus Nicotiana dan famili Solanaceae (nightshade) dikenal sebagai tanaman tembakau. Selain menjadi istilah yang umum digunakan untuk tanaman, tembakau juga menggambarkan produk yang dibuat dari daun tanaman tembakau yang diawetkan. Sementara Nicotiana tabacum adalah penggunaan tanaman utama untuk produksi tembakau dan nikotin, ada lebih dari 70 spesies tanaman tembakau. N. tabacum adalah spesies dominan yang digunakan untuk produk tembakau, namun varian N. rustica yang lebih kuat dapat ditemukan di seluruh dunia dan digunakan untuk produksi pestisida. Membandingkan senten nikotin, daun N. rustica memiliki kandungan nikotin setinggi 9%, sedangkan daun N. tabacum mengandung sekitar 1 hingga 3%.
Tembakau mengandung nikotin alkaloid stimulan serta alkaloid harmala. Daun tembakau kering dan diawetkan terutama digunakan untuk merokok dalam rokok, cerutu, pipa, shisha serta rokok elektrik, cerutu, pipa elektronik dan alat penguap. Atau, mereka dapat dikonsumsi sebagai tembakau, mengunyah tembakau, mencelupkan tembakau, dan snus.
Keluarga tanaman tembakau mengandung berbagai (sub-spesies), yang menunjukkan profil alkaloid dan rasa yang berbeda.
Tembakau Oriental (Nicotiana tabacum L.) adalah spesies tembakau yang ditanam terutama di Turki, Yunani, dan daerah sekitarnya, yang digunakan untuk produksi komersial rokok, cerutu, dan tembakau kunyah. Ini memiliki rasa khas yang kuat, relatif rendah nikotin dan tinggi gula pereduksi, asam, dan minyak rasa yang mudah menguap, yang memberikan aroma yang kuat pada produk tembakau.
Ada 67 spesies tembakau alami yang diketahui. Di bawah ini spesies yang paling umum terdaftar:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. – tembakau bunga banyak
- Nicotiana africana Merxm.
- Tautan Nicotiana alata & Otto – tembakau bersayap, tembakau melati, tanbaku (Persia)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – tembakau coyote
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Abu-abu
- Nicotiana glauca Graham – tembakau pohon, tembakau pohon Brasil, tembakau semak, pohon mustard
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – tembakau gurun, pukulan, “tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – Tembakau Aztec, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. – Tembakau Australia
- Nicotiana sylvestris Speg. & Datang – tembakau Amerika Selatan, tembakau hutan
- Nicotiana tabacum L. – tembakau komersial yang ditanam untuk produksi rokok, cerutu, tembakau kunyah, dll.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Tiga spesies di bawah ini adalah hibrida buatan manusia:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Jenis tembakau
Proses pengawetan dan penuaan daun tembakau selanjutnya menginduksi oksidasi dan degradasi lambat karotenoid saat ini dalam daun tembakau. Karena oksidasi, senyawa tertentu dalam daun tembakau disintesis, yang menghasilkan jerami manis, teh, minyak mawar, atau rasa aromatik buah, yang berkontribusi pada “Kelancaran” dari asap. Pati diubah menjadi gula, yang kemudian protein glikat, dan dioksidasi menjadi produk akhir glikasi lanjutan (AGE). Ini adalah proses karamelisasi yang juga memberi asapnya rasa.
Metode persiapan dan pengawetan tembakau mempengaruhi karakteristik aroma akhirnya. Pengawetan dapat dicapai dengan penyembuhan udara, api, cerobong asap, dan matahari. Misalnya, tembakau yang diawetkan dengan cerobong asap (misalnya dari Prancis) hanya mengandung alkaloid tingkat rendah, sedangkan tembakau Burley yang diawetkan dengan udara (misalnya bersumber dari Guatemala) dikenal karena kandungan alkaloidnya yang tinggi.