Ultraschallextraktioun vun Tubak

Déi konventionell Tubakextraktioun ass e luesen, zäitopwännege Prozess, bei deem gëfteg Léisungsmëttel bei héijen Temperature benotzt ginn, wat de Prozess geféierlech mécht. Déi ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vun Alkaloiden aus Tubak ka mat Waasser oder mëlle Léisungsmëttelen an engem séiere Prozess vun e puer Minutten duerchgefouert ginn. Alkaloiden ewéi Nikotin ginn duerch Ultraschallextraktioun aus Tubak an engem séieren an héicheffiziente Verfare fräigesat, dat héich Ausbeute vun engem Vollspektrumextrakt liwwert (mat Nikotin, Nornikotin, Chlorogensaier, 5-Caffeoylchinasaier, Rutin, Kaffissaier a Scopoletin, Solanesol asw.).

Ultraschallextraktioun vun Tubak

Déi ultraschallënnerstëtzt Extraktioun ass eng séier, effektiv a praktesch Extraktiounsmethod, déi op der Uwendung vu Leeschtungsultraschall baséiert. Intensiv Ultraschallwelle generéiere séier Mikrobeweegungen an akustesch Kavitatioun a Feststoff-Flëssegkeet-Systemer (z. B. planzlecht Material an engem Léisungsmëttel, z. B. Tubaksblieder an Ethanol), wat zu engem verstäerkte Stofftransport an engem beschleunegten Extraktiounsprozess féiert. Am Verglach mat anere fortgeschrattenen Extraktiounstechniken ewéi der Extraktioun mat iwwerkritesche Fluiden an der Ionepaarextraktioun ass déi ultraschallënnerstëtzt Extraktioun däitlech méi wirtschaftlech, méi ëmweltfrëndlech, méi sécher a méi einfach unzewenden. Dofir ass d’Ultraschallextraktioun déi bevorzugt Extraktiounstechnik, fir bioaktiv Verbindungen aus Planzematerial fräizesetzen.
D’Ultraschallextraktioun liwwert e Breetspektrumextrakt, dee souwuel Nikotin, dat mat 94–98% vum gesamten Alkaloidgehalt am Tubak den Haaptalkaloid ass, wéi och d’Alkaloiden Nornikotin, Anabasin, Anatabin, Kotinin a Myosmin enthält.
Liest méi iwwer d’Extraktioun vun Alkaloiden aus Planzematerial mat engem Ultraschallapparat mat Sond!

Ultraschallextraktioun aus Tubak mam Ultraschallapparat UP400St (400W) an der Sond S24d20L2 fir méi héich Nikotinausbezuele bei méi kuerzer Veraarbechtungszäit. D'Ultraschallextraktioun aus Tubak ka mat schounende Léisungsmëttel duerchgefouert ginn an ass domat eng gréng, ëmweltfrëndlech Method.

Vollspektrumextrakter aus Tubak duerch Ultraschallbehandlung

Alkaloiden ewéi Nikotin an Nornikotin, Chlorogensaier, phenolesch Verbindungen, Solanesol an aner bioaktiv Verbindunge kënne mat Ultraschallextraktioun séier, effizient a sécher isoléiert ginn. Bei der konventioneller Tubakextraktioun gi gëfteg Léisungsmëttel ewéi Heptan bei héijen Temperature benotzt, wat den Extraktiounsprozess zu engem geféierleche Verfare mécht. De ganze konventionellen Extraktiounsprozess dauert ongeféier 24h an ass domat ganz zäitopwänneg.
D’Ultraschallextraktioun kann als Kalwaasserextraktioun oder mat mëlle Léisungsmëttelen ewéi Ethanol oder enger Ethanol-Waasser-Mëschung bei Raumtemperatur oder liicht erhéichten Temperaturen duerchgefouert ginn. D’Ultraschallbehandlung dauert e puer Minutten, wat d’Extraktioun zu engem séiere Verfare mécht. Ausserdeem ass de Prozess mat Waasser oder mëlle Léisungsmëttele komplett sécher a praktesch.

Déi mat Ultraschall hiergestallt Vollspektrumextrakter enthalen den Haaptalkaloid Nikotin souwéi déi sekundär oder a méi klenge Quantitéite virleiend Alkaloiden ewéi Anabasin oder 3-(2-piperidinyl)pyridine, Anatabin oder 3-(2-1,2,3,6-tetrahydropyridyl)pyridine, Kotinin oder 1-methyl-5-(3-pyridyl)-2-pyrrolidinone), 2,3’-dipyridyl oder Isonikotein, N-Formylnornikotin oder 2-(3-pyridyl)pyrrolidinecarbaldehyde, Myosmin oder 3-(1-pyrrolin-2-yl)pyridine, Nornikotin oder 3-(pyrrolidin-2-yl)pyridine a Beta-Nikotyrin oder 3-(1-methylpyrrol-2-yl)pyridine.

De Gehalt vun dësen Alkaloide variéiert jee no Tubaksaart an Tubaksprodukt. Wärend Nikotin mat 94–98% vum gesamten Alkaloidgehalt den Haaptalkaloid ass, sinn Nornikotin an Anatabin déi zwee heefegst sekundär Alkaloiden, déi jeeweils ongeféier 2% bis 6% vum gesamten Alkaloidgehalt vum Tubak ausmaachen.

Virdeeler vun der Ultraschallextraktioun vun Tubak:

Méi héich Ausbeut
Héich Qualitéit
Séier Extraktioun
Mëllen, net-thermesche Prozess
Waasser oder Léisungsmëttel
Einfach a sécher Bedéngung

D'Ultraschallextraktioun gëtt breet agesat fir d'Hierstellung vu Planzenextrakter wéi CBD aus Cannabis an Hanf. D'Ultraschallbehandlung ass héicheffizient a séier.

Wielt aus enger breeder Auswiel u Léisungsmëttelen

Bei der Ultraschallextraktioun kënnt Dir tëscht verschiddene Léisungsmëttele wielen, dorënner Waasser, Alkohol, Ethanol, Methanol, Ethanol-Waasser-Mëschungen oder staark Léisungsmëttele wéi Heptan oder Hexan. All déi virdru genannte Léisungsmëttele goufe schonn erfollegräich getest an hu sech als wierksam fir d’Isoléierung vu bioaktive Verbindunge wéi Alkaloiden, Terpenoiden, phenolesche Verbindungen a Solanesol aus Tubaksplanzematerial erwisen. D’Ultraschallbehandlung ka bei der Extraktioun mat kalem Waasser ouni Léisungsmëttel agesat ginn (z. B. fir biologesch Extrakter hierzestellen) oder mat engem Léisungsmëttel vun Ärer Wiel kombinéiert ginn.
Liest méi iwwer Léisungsmëttele fir d’Ultraschallextraktioun aus Planzen!
Liest méi iwwer d’Hexanextraktioun, déi duerch Ultraschall verstäerkt gëtt!

Héichleeschtungs-Ultraschallextrakteren

D’Ultraschallapparater vun Hielscher ginn heefeg als Extraktiounsinstrumenter fir d’Isoléierung vu bioaktive Verbindungen aus Planzen agesat. Well Hielscher Ultraschallextraktere fir all Prozessmoossstief liwwert, kann Hielscher Iech den Ultraschallsystem recommandéieren, deen am beschte fir Är Besoine gëeegent ass. Ugefaange mat kompakten, awer leeschtungsstaarke Laborsystemer fir Analysen a Machbarkeetstester bitt Hielscher déi ganz Gamme vu Labor- a Pilotanlagen-Ultraschallapparater bis hin zu vollindustriellen Ultraschallreakteren un. Mat der ganzer Gamme vun Ultraschallprozessoren huet Hielscher déi ideal Ausrüstung fir Ären Extraktiounsprozess. Jee no Ärem Prozessvolumen an Ärem Zil kann d’Ultraschallextraktioun am Chargebetrib oder am kontinuéierlechen Duerchflossbetrib duerchgefouert ginn. Villfälteg Accessoirë wéi Sonotroden, Amplitudeverstäerker, Duerchflosszellen a Reakteren erlaben et, den Ultraschallprozessor esou auszestatten, datt d’Prozessziler optimal erfëllt ginn.
D’Ultraschallprozessore vun Hielscher kënne präzis gesteiert ginn, an d’Prozessdate ginn automatesch op der integréierter SD-Kaart vun eisen digitalen Ultraschallsystemer gespäichert. Déi zouverlässeg Kontroll vun de Prozessparameter garantéiert eng konstant héich Produktqualitéit. Déi automatesch Opzeechnung vun de Prozessparameter erméiglecht eng einfach Standardiséierung vum Prozess an d’Anhale vun de gudde Fabrikatiounspraktiken (GMP).
D’Robustheet vun den Ultraschallapparater vun Hielscher erlaabt en 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeldbedéngungen. Déi einfach a sécher Bedéngung an de geréngen Ënnerhaltsbedarf maachen d’Ultraschallsystemer vun Hielscher zu zouverlässegen Aarbechtsapparater an Ärer Produktioun.

Déi follgend Tabell gëtt Iech en Iwwerbléck iwwer déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:

Chargevolumen	Duerchflossrate	Recommandéiert Apparater
0,5 bis 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 bis 500mL	10 bis 200mL/min	UP100H
10 bis 2000mL	20 bis 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 bis 20L	0,2 bis 4L/min	UIP2000hdT
10 bis 100L	2 bis 10L/min	UIP4000
n.a.	10 bis 100L/min	UIP16000
n.a.	méi héich	Verbund vu UIP16000

Kontaktéiert eis elo fir weider Informatiounen! Eis gutt ausgebilt Mataarbechter diskutéiere gär Ären Extraktiounsprozess mat Iech!

Kontaktéiert eis! / Frot eis!

An dëser Presentatioun stelle mir Iech d'Hierstellung vu planzlechen Extrakter vir. Mir erklären d'Erausfuerderunge bei der Produktioun vu qualitativ héichwäertege planzlechen Extrakter a wéi en Ultraschallapparat Iech hëllefe kann, dës ze meeschteren. Dës Presentatioun weist Iech, wéi d'Ultraschallextraktioun funktionéiert. Dir gitt gewuer, wéi eng Virdeeler Dir beim Asaz vun engem Ultraschallapparat fir d'Extraktioun erwaarde kënnt a wéi Dir en Ultraschallextrakter an Är Extraktproduktioun integréiere kënnt.

Literatur/Referenzen

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.

Wëssenswäertes

Firwat ass d’Ultraschallextraktioun esou wierksam?

Ultrasonically-assisted extraction (UAE) baséiert op der Akopplung vu ganz intensiven Ultraschallwellen (akustesche Wellen) an eng Flëssegkeet oder eng Suspensioun. Déi akustesch Wellen erzeugen ofwiesselnd Héichdrock- an Déifdrockzyklen, déi zum Phenomeen vun der akustescher Kavitatioun féieren. De Phenomeen vun der Ultraschallkavitatioun oder akustescher Kavitatioun zeechent sech duerch extrem, lokal begrenzte Bedéngunge mat ganz héijen Drécker, Temperaturen a Schéierkräften aus. An der Géigend vun den implodéierende Kavitatiounsblosen kënnen Temperature vu bis zu 5000K, Drécker vun 1000 Atmosphären, eng Heiz- a Killvitess vun iwwer 1010 K/s a Flëssegkeetsstrale mat enger Vitess vu bis zu 280m/s gemooss ginn, déi sech als ganz héich Schéierkräften an Turbulenzen an der Kavitatiounszon weisen. D’Kombinatioun vun dëse Faktoren (Drock, Hëtzt, Schéierwierkung an Turbulenz) brécht Zellen op (Lys) a verstäerkt de Stofftransport wärend dem Extraktiounsprozess. Doduerch gëtt d’Flësseg-Fest-Extraktioun vu Planzebestanddeeler aus Planzenzelle gefërdert. D’Ultraschallextraktiounstechnik gëtt wäit verbreet fir déi erfollegräich an effizient Extraktioun vu Flavonoiden, Polysacchariden, Alkaloiden, Phytosterolen, Polyphenolen a Pigmenter aus Planzen agesat.

Ultraschall-Desintegratore gi fir Extraktiounen aus planzleche Quellen (z. B. Planzen, Algen, Pilzen) agesat

Ultraschallextraktioun aus Planzenzellen: de mikroskopesche Querschnëtt (TS) weist de Wierkmechanismus bei der Ultraschallextraktioun aus Zellen (Vergréisserung 2000x) [Quell: Vilkhu et al. 2011]

Tubak

Verschidde Planzen aus der Gattung Nicotiana an der Famill Solanaceae (Nuetsschiedplanzen) sinn als Tubaksplanze bekannt. Nieft der allgemeng gebräichlecher Bezeechnung fir d’Planz bezeechent Tubak och d’Produkter, déi aus de gedréchenten a gereifte Blieder vun der Tubaksplanz hiergestallt ginn. Wärend Nicotiana tabacum déi wichtegst Kulturplanz fir d’Produktioun vun Tubak an Nikotin ass, ginn et iwwer 70 Tubaksplanzenaarten. N. tabacum ass déi dominant Aart, déi fir Tubaksprodukter benotzt gëtt; déi méi staark wierkend Variant N. rustica ass awer weltwäit ze fannen a gëtt fir d’Produktioun vu Pestizide benotzt. Beim Verglach vum Nikotingehalt weisen d’Blieder vun N. rustica en Nikotingehalt vu bis zu 9% op, wärend d’Blieder vun N. tabacum ongeféier 1 bis 3% enthalen.
Tubak enthält dat stimuléierend Alkaloid Nikotin souwéi Harmala-Alkaloiden. Gedréchent a gereiften Tubaksblieder ginn haaptsächlech fir d’Fëmmen an Zigaretten, Zigaren, Päifen, Shishaen souwéi E-Zigaretten, E-Zigaren, E-Päifen a Verdampfer benotzt. Alternativ kënne si als Schnupftubak, Knätschtubak, fiichten Oral-Tubak a Snus konsuméiert ginn.

D’Famill vun den Tubaksplanzen ëmfaasst verschidden (Ënner-)Aarten, déi ënnerschiddlech Alkaloid- a Goûtprofiller opweisen.
Orientaleschen Tubak (Nicotiana tabacum L.) ass eng Tubaksaart, déi haaptsächlech an der Tierkei, a Griicheland an an den Nopeschregiounen ugebaut gëtt a fir déi kommerziell Produktioun vun Zigaretten, Zigaren a Knätschtubak benotzt gëtt. En huet e staarken, charakteristesche Goût, enthält relativ wéineg Nikotin a vill reduzéierend Zockeren, Saieren a liichtflüchtegt Aromaueleg, wat den Tubaksprodukter en intensiven Aroma gëtt.

Et si 67 natierlech Tubaksaarten bekannt. Hei drënner sinn déi heefegst Aarten opgelëscht:

Nicotiana acuminata (Graham) Hook. – villbléiegen Tubak
Nicotiana africana Merxm.
Nicotiana alata Link & Otto – gefligelten Tubak, Jasmintubak, tanbaku (persesch)
Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – Kojotentubak
Nicotiana benthamiana Domin
Nicotiana clevelandii A. Gray
Nicotiana glauca Graham – Bamtubak, brasilianesche Bamtubak, Strauchtubak, Moschterbam
Nicotiana glutinosa L.
Nicotiana langsdorffii Weinm.
Nicotiana longiflora Cav.
Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – Wüstentubak, punche, “tabaquillo”
Nicotiana otophora Griseb.
Nicotiana plumbaginifolia Viv.
Nicotiana quadrivalvis Pursh
Nicotiana rustica L. – Aztekentubak, mapacho
Nicotiana suaveolens Lehm. – australeschen Tubak
Nicotiana sylvestris Speg. & Comes – südamerikaneschen Tubak, Bëschtubak
Nicotiana tabacum L. – kommerziellen Tubak, dee fir d’Produktioun vun Zigaretten, Zigaren, Knätschtubak asw. ugebaut gëtt.
Nicotiana tomentosiformis Goodsp.

Déi dräi Aarten hei drënner si vum Mënsch geschafen Hybriden:

Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana

Tubakszorten
D’Dréchnen an den uschléissende Räifungsprozess vun den Tubaksblieder bewierken eng lues Oxidatioun an en Ofbau vun de Karotenoiden, déi am Tubaksblat virkommen. Duerch d’Oxidatioun gi bestëmmte Verbindungen an den Tubaksblieder synthetiséiert, déi séiss Hee-, Téi-, Rousenueleg- oder fruuchteg Aromen ervirbréngen, déi zu der „Mëllheet“ vum Damp bäidroen. Stäerke ginn an Zocker ëmgewandelt, déi uschléissend Proteinne glykkéieren an zu fortgeschrattene Glykatiounsendprodukter (AGEs) oxidéiert ginn. Dëst ass e Karamelliséierungsprozess, deen dem Damp och säi Goût gëtt.
D’Method, mat där den Tubak preparéiert a gedréchent gëtt, beaflosst seng endgülteg Aromaeegenschaften. D’Dréchne kann duerch Loft, Feier, indirekt Hëtzt oder Sonn erfollegen. Zum Beispill enthält Tubak, dee mat indirekter Hëtzt gedréchent gëtt (z. B. aus Frankräich), nëmme kleng Quantitéiten un Alkaloiden, wärend Burley-Tubak, deen un der Loft gedréchent gëtt (z. B. aus Guatemala), fir säin héijen Alkaloidgehalt bekannt ass.

Ultraschallextraktioun vun Tubak