Ultraskaņas tabakas ekstrakcija
Tradicionālā tabakas ekstrakcija ir lēns, laikietilpīgs process, kas ietver toksisku šķīdinātāju izmantošanu augstā temperatūrā, kas padara procesu bīstamu. Ultrasoniski atbalstītu alkaloīdu ekstrakciju no tabakas var palaist, izmantojot ūdeni vai vieglus šķīdinātājus ātrā dažu minūšu procesā. Ultrasoniski ekstrahēti alkaloīdi, piemēram, nikotīns no tabakas, tiek atbrīvoti ātrā un ļoti efektīvā procedūrā, kas dod augstu pilna spektra ekstrakta ražu (kas satur nikotīnu, nornikotīnu, hlorogēnskābi, 5-kofeoilhinīnskābi, rutīnu, kofeīnskābi un scopoletin, solanesol uc).
Tabakas ultraskaņas ekstrakcija
Ultraskaņas ekstrakcija ir ātra, efektīva un ērta ekstrakcijas metode, kas balstās uz jaudas ultraskaņas pielietošanu. Intensīvi ultraskaņas viļņi rada ātru mikrokustību un akustisko kavitāciju cieto šķidrumu sistēmās (piemēram, augu materiāls šķīdinātājā, piemēram, tabakas lapas etanolā), kas izraisa palielinātu masas pārnesi, kā arī paātrinātu ekstrakcijas procesu. Salīdzinot ar citām progresīvām ekstrakcijas metodēm, piemēram, superkritisko šķidrumu ekstrakciju un jonu pāru ekstrakciju, ultrasoniski atbalstīta ekstrakcija ir ievērojami ekonomiskāka, videi draudzīgāka, drošāka un vieglāk lietojama. Tāpēc ultraskaņas ekstrakcija ir vēlamā ekstrakcijas metode, lai atbrīvotu bioaktīvos savienojumus no botāniskajiem produktiem.
Ultraskaņas ekstrakcija rada plaša spektra ekstraktu, kas satur nikotīnu, kas ir primārais alkaloīds ar 94–98% no kopējā alkaloīdu satura tabakā, kā arī alkaloīdi nornikotīns, anabasīns, anatabīns, kotinīns un miosmīns.
Lasiet vairāk par alkaloīdu ekstrakciju no augu materiāla, izmantojot zondes tipa ultrasonikatoru!
Sonicator UP400St (400 vati) alkaloīdu, piemēram, nikotīna, nornikotīna, hlorogēnskābes uc, ekstrakcijai no tabakas lapām.
Pilna spektra tabakas ekstrakti ar ultraskaņu
Alkaloīdus, piemēram, nikotīnu un nornikotīnu, hlorogēnskābi, fenolus, solanesolu un citus bioaktīvus savienojumus, var ātri, efektīvi un droši izolēt, izmantojot ultraskaņas ekstrakciju. Parastā tabakas ekstrakcija ietver toksisku šķīdinātāju, piemēram, heptāna, izmantošanu augstā temperatūrā, kas ekstrakcijas procesu pārvērš par bīstamu procedūru. Viss parastais ekstrakcijas process aizņem aptuveni 24 stundas un tādējādi ir ļoti laikietilpīgs.
Ultraskaņas ekstrakciju var veikt kā aukstā ūdens ekstrakciju vai izmantojot vieglus šķīdinātājus, piemēram, etanolu vai etanola-ūdens maisījumu istabas temperatūrā vai nedaudz paaugstinātā temperatūrā. Ultraskaņas apstrāde aizņem dažas minūtes, kas ekstrakciju pārvērš par ātru procedūru. Turklāt, izmantojot ūdeni vai vieglus šķīdinātājus, process ir pilnīgi drošs un ērts.
Ultrasoniski ražotie pilna spektra ekstrakti satur primāro alkaloīdu nikotīnu, kā arī sekundāros vai mazos alkaloīdus, piemēram, anabasīnu vai 3-(2-piperidinil)piridīnu, anatabīnu vai 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridīnu, kotinīnu vai 1-metil-5-(3-piridil)-2-pirolidinonu), 2,3'-dipiridil-vai izonikotīnu, N-formilnornikotīnu vai 2-(3-piridil)pirolidīnkarbaldehīdu, miozīnu vai 3-(1-pirolīn-2-il)piridīnu, nornikotīns vai 3-(pirolidīn-2-il)piridīns un beta-nikotirīns vai 3-(1-metilpirol-2-il)piridīns.
Šo alkaloīdu saturs atšķiras atkarībā no tabakas sugām un tabakas izstrādājumiem. Lai gan nikotīns ir primārais alkaloīds ar 94–98% no kopējā alkaloīdu satura, nornikotīns un anatabīns ir divi visbiežāk sastopamie sekundārie alkaloīdi, katrs no tiem veido aptuveni 2% līdz 6% no kopējā alkaloīdu satura tabakā.
- Augstāka raža
- augsta kvalitāte
- ātra ekstrakcija
- Viegls, netermisks process
- Ūdens vai šķīdinātājs
- vienkāršs & droša ekspluatācija
Izvēlieties no plašas šķīdinātāju izvēles
Izmantojot ultraskaņas ekstrakciju, jūs varat izvēlēties no dažādiem šķīdinātājiem, ieskaitot ūdeni, alkoholu, etanolu, metanolu, etanola-ūdens maisījumus vai spēcīgus šķīdinātājus, piemēram, heptānu vai heksānu. Visi iepriekšējie nosauktie šķīdinātāji jau ir veiksmīgi pārbaudīti un izrādījušies efektīvi bioaktīvo savienojumu, piemēram, alkaloīdu, terpenoīdu, fenolu un solanezola, izolēšanai no tabakas augu materiāliem. Ultraskaņas apstrādi var izmantot aukstā ūdens ekstrakcijā bez šķīdinātājiem (piemēram, lai sagatavotu organiskos ekstraktus) vai arī to var kombinēt ar jūsu izvēlētu šķīdinātāju.
Uzziniet vairāk par šķīdinātājiem ultraskaņas ekstrakcijai no botāniskajiem produktiem!
Uzziniet vairāk par ultrasoniski pastiprinātu heksāna ekstrakciju!
Ultraskaņas nikotīna ekstrakcija no tabakas lapām, izmantojot The sonicator UP200Ht
Augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcēji
Hielscher ultraskaņas iekārta ir parasti ekstrakcijas līdzeklis bioaktīvo savienojumu izolēšanai no botāniskajiem produktiem. Piegādājot ultraskaņas nosūcējus visiem procesa svariem, Hielscher spēj ieteikt jums vispiemērotāko ultraskaņas sistēmu jūsu vajadzībām. Sākot ar kompaktu, bet jaudīgu Laboratorijas sistēmas analīzei un priekšizpētei Hielscher piedāvā pilnu klāstu no laboratorijas un izmēģinājuma augu ultrasonikatoriem līdz pilnībā rūpnieciska ultraskaņa Reaktoru. Piedāvājot pilnu ultraskaņas procesoru joslas platumu, Hielscher ir ideāls iestatījums jūsu ekstrakcijas procesam. Atkarībā no jūsu procesa apjoma un mērķa ultraskaņas ekstrakciju var veikt partijas vai nepārtrauktas plūsmas režīmā. Kolektora piederumi, piemēram, sonotrodes, pastiprinātāja ragi, plūsmas šūnas un reaktori, ļauj aprīkot ultraskaņas procesoru, lai ideāli izpildītu procesa mērķus.
Hielscher ultraskaņas procesorus var precīzi kontrolēt, un procesa dati tiek automātiski ierakstīti mūsu digitālo ultraskaņas sistēmu integrētajā SD kartē. Uzticama procesa parametru kontrole nodrošina konsekventi augstu produktu kvalitāti. Procesa parametru automātiska datu reģistrēšana ļauj viegli standartizēt procesu un izpildīt labu ražošanas praksi (LRP).
Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Viegla un droša darbība, kā arī zema apkope padara Hielscher ultraskaņas sistēmas par uzticamu darba zirgu jūsu ražošanā.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 0.5 līdz 1,5 ml | n.p. | VialTweeter |
| 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000 |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums tagad, lai iegūtu papildu informāciju! Mūsu labi apmācītie darbinieki ar prieku apspriedīs jūsu ieguves procesu ar jums!
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Augstas jaudas ultraskaņas procesori no laboratorijas līdz izmēģinājuma un rūpnieciskajam mērogam.
UIP2000hdT, 2kW jaudīgs augstas veiktspējas ultrasonikators
Literatūra/Atsauces
- 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.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Kāpēc ultraskaņas ekstrakcija ir tik efektīva?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) ir balstīts uz ļoti intensīvu ultraskaņas viļņu (akustisko viļņu) savienošanu šķidrumā vai vircā. Akustiskie viļņi rada mainīgus augstspiediena / zema spiediena ciklus, kas izraisa akustiskās kavitācijas parādību. Ultraskaņas vai akustiskās kavitācijas fenomenu raksturo ārkārtēji, lokāli ierobežoti apstākļi ar ļoti augstu spiedienu, temperatūru un bīdes spēkiem. Implodējošo kavitācijas burbuļu tuvumā var izmērīt temperatūru līdz 5000K, 1000 atmosfēras spiedienu, sildīšanas-dzesēšanas ātrumu virs 1010 K/s un šķidrumu strūklas ar ātrumu līdz 280m/s, kas parādās kā ļoti liels bīdes spēks un turbulences kavitācijas zonā. Šo faktoru kombinācija (spiediens, karstums, bīde un turbulence) traucē šūnas (līze) un pastiprina masas pārnesi ekstrakcijas procesā. Tādējādi tiek veicināta fitokomponentu šķidra-cieta ekstrakcija no augu šūnām. Ultraskaņas ekstrakcijas metode tiek plaši izmantota veiksmīgai un efektīvai flavonoīdu, polisaharīdu, alkaloīdu, fitosterīnu, polifenolu un pigmentu ekstrakcijai no augiem.
Ultraskaņas ekstrakcija no augu šūnām: mikroskopiskā šķērsvirziena sekcija (TS) parāda darbības mehānismu ultraskaņas ekstrakcijas laikā no šūnām (palielinājums 2000x) [resurss: Vilkhu et al. 2011]
tabaka
Dažādi Nicotiana ģints un Solanaceae (nightshade) ģimenes augi ir pazīstami kā tabakas augi. Papildus tam, ka tabaka ir plaši lietots termins augam, tā apraksta arī produktus, kas pagatavoti no tabakas auga sālītajām lapām. Lai gan Nicotiana tabacum ir galvenais kultūraugu lietojums tabakas un nikotīna ražošanā, ir vairāk nekā 70 augu tabakas sugu. N. tabacum ir dominējošā suga, ko izmanto tabakas izstrādājumiem, tomēr spēcīgākais N. rustica variants ir atrodams visā pasaulē un tiek izmantots pesticīdu ražošanai. Salīdzinot nikotīna cententi, N. rustica lapās nikotīna saturs ir pat 9%, bet N. tabacum lapās ir apmēram 1 līdz 3%.
Tabaka satur stimulējošo alkaloīdu nikotīnu, kā arī harmala alkaloīdus. Kaltētas un kaltētas tabakas lapas galvenokārt izmanto cigarešu, cigāru, pīpju, šampaniešu, kā arī e-cigarešu, e-cigāru, e-pīpju un iztvaicētāju smēķēšanai. Alternatīvi, tos var patērēt kā snuff, košļājamo tabaku, iegremdēšanas tabaku un snus.
Tabakas augu saimē ir dažādas (apakš)sugas, kurām ir dažādi alkaloīdu un aromātu profili.
Austrumu tabaka (Nicotiana tabacum L.) ir tabakas suga, ko audzē galvenokārt Turcijā, Grieķijā un kaimiņos, ko izmanto cigarešu, cigāru un košļājamās tabakas komerciālai ražošanai. Tam ir spēcīga raksturīga garša, tajā ir salīdzinoši maz nikotīna un daudz reducējošu cukuru, skābju un gaistošu garšas eļļas, kas tabakas izstrādājumiem piešķir intensīvu aromātu.
Ir zināmas 67 dabiskas tabakas sugas. Zemāk ir uzskaitītas visbiežāk sastopamās sugas:
- Nicotiana acuminata (Graham) Āķis. – daudzziedu tabaka
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata saite & Otto – spārnotā tabaka, jasmīna tabaka, tanbaku (persiešu)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – koijota tabaka
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Grejs
- Nicotiana glauca Graham – koka tabaka, Brazīlijas koka tabaka, krūmu tabaka, sinepju koks
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – tuksneša tabaka, perforators, “Tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – acteku tabaka, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. - Austrālijas tabaka
- Nicotiana sylvestris Speg. & Nāk – Dienvidamerikas tabaka, meža tabaka
- Nicotiana tabacum L. – komerciālā tabaka, ko audzē cigarešu, cigāru, košļājamās tabakas u.c. ražošanai.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Trīs turpmāk minētās sugas ir mākslīgie hibrīdi:
- Nikotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Tabakas veidi
Tabakas lapu konservēšanas un sekojošais novecošanās process izraisa lēnu pašreizējo karotinoīdu oksidēšanos un noārdīšanos tabakas lapās. Oksidācijas dēļ tiek sintezēti daži savienojumi tabakas lapās, kā rezultātā rodas salds siens, tēja, rožu eļļa vai augļu aromātiskās garšas, kas veicina “Gludumu” no dūmiem. Cietes tiek pārvērstas cukuros, kas pēc tam glicē olbaltumvielas, un tiek oksidētas progresīvos glikācijas galaproduktos (AGEs). Tas ir karamelizācijas process, kas arī piešķir dūmiem savu garšu.
Tabakas sagatavošanas un konservēšanas metode ietekmē tās galīgās aromāta īpašības. Cietināšanu var panākt ar gaisa, uguns, dūmvadu un saules cietināšanu. Piemēram, dūmos kaltēta tabaka (piemēram, no Francijas) satur tikai zemu alkaloīdu līmeni, savukārt gaisā kaltēta Bērlija tabaka (piemēram, iegūta no Gvatemalas) ir pazīstama ar augstu alkaloīdu saturu.