Extração ultrassônica de tabaco
A extração convencional do tabaco é um processo lento e demorado, que envolve o uso de solventes tóxicos em altas temperaturas, o que torna o processo perigoso. A extração assistida por ultrassom de alcalóides do tabaco pode ser executada usando água ou solventes suaves em um processo rápido de alguns minutos. Os alcalóides extraídos por ultrassom, como a nicotina do tabaco, são liberados em um procedimento rápido e altamente eficiente, o que proporciona altos rendimentos de um extrato de espectro completo (contendo nicotina, nornicotina, ácido clorogênico, ácido 5-cafeoilquínico, rutina, ácido cafeico e escopoletina, solanosol etc.).
Extração ultrassônica de tabaco
A extração assistida por ultrassom é um método de extração rápido, eficaz e conveniente, baseado na aplicação de ultrassom de potência. Ondas ultrassônicas intensas geram micromovimento rápido e cavitação acústica em sistemas sólido-líquido (por exemplo, material vegetal em solvente, por exemplo, folhas de tabaco em etanol), o que resulta em um aumento da transferência de massa, bem como em um processo de extração acelerado. Em comparação com outras técnicas avançadas de extração, como extração por fluido supercrítico e extração por par de íons, a extração assistida por ultrassom é significativamente mais econômica, mais ecológica, mais segura e mais fácil de usar. Portanto, a extração ultrassônica é a técnica de extração preferida para liberar compostos bioativos de botânicos.
A extração ultrassônica resulta em um extrato de amplo espectro, contendo nicotina, que é o alcalóide primário com 94-98% do conteúdo total de alcalóides no tabaco, bem como os alcalóides nornicotina, anabasina, anatabina, cotinina e miosmina.
Leia mais sobre a extração de alcalóides de material vegetal usando um ultrassônico tipo sonda!
Sonicator UP400St (400 watts) para a extração de alcalóides como nicotinen, nornicotina, ácido clorogênico, etc. das folhas de tabaco.
Extratos de tabaco de espectro completo com sonicação
Alcalóides como nicotina e nornicotina, ácido clorogênico, fenólicos, solanosol e outros compostos bioativos podem ser isolados de forma rápida, eficiente e segura usando extração ultrassônica. A extração convencional do tabaco envolve o uso de solventes tóxicos como o heptano em altas temperaturas, o que torna o processo de extração um procedimento perigoso. Todo o processo de extração convencional leva aprox. 24h e, portanto, é muito demorado.
A extração ultrassônica pode ser realizada como extração em água fria ou usando solventes suaves, como etanol ou mistura etanol-água à temperatura ambiente ou temperaturas ligeiramente elevadas. A sonicação leva alguns minutos, o que torna a extração um procedimento rápido. Além disso, usando água ou solventes suaves, o processo é totalmente seguro e conveniente.
Os extratos de espectro completo produzidos por ultrassom contêm o alcalóide primário nicotina, bem como os alcalóides secundários ou secundários, tais como anabasina ou 3-(2-piperidinil)piridina, anatabina ou 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridina, cotinina ou 1-metil-5-(3-piridil)-2-pirrolidinona), 2,3'-dipiridil ou isonicoteína, N-formilnornicotina ou 2-(3-piridil)pirrolidinacarbaldeído, miosmina ou 3-(1-pirrolin-2-il)piridina, nornicotina ou 3-(pirrolidin-2-il)piridina e beta-nicotirina ou 3-(1-metilpirrol-2-il)piridina.
O conteúdo desses alcalóides varia de acordo com as espécies e produtos de tabaco. Enquanto a nicotina é o alcalóide primário com 94-98% do conteúdo total de alcalóides, a nornicotina e a anatabina são os dois alcalóides secundários mais abundantes, cada um representando aprox. 2% a 6% do conteúdo total de alcalóides do tabaco.
- maior rendimento
- Alta qualidade
- extração rápida
- Processo suave e não térmico
- Água ou solvente
- simples & Operação segura
Escolha entre uma ampla seleção de solventes
Usando a extração ultrassônica, você pode selecionar entre vários solventes, incluindo água, álcool, etanol, metanol, misturas de etanol e água ou solventes fortes, como heptano ou hexano. Todos os solventes mencionados anteriormente já foram testados com sucesso e demonstraram ser eficazes para o isolamento de compostos bioativos, como alcalóides, terpenóides, fenólicos e solanosol de materiais vegetais de tabaco. A sonicação pode ser usada na extração de água fria sem solventes (por exemplo, para preparar extratos orgânicos) ou pode ser combinada com um solvente de sua escolha.
Saiba mais sobre solventes para a extração ultrassônica de botânicos!
Saiba mais sobre a extração de hexano intensificada por ultrassom!
Extração ultrassônica de nicotina de folhas de tabaco usando O sonicador UP200Ht
Extratores de ultrassom de alto desempenho
O equipamento ultrassônico da Hielscher é uma ferramenta de extração comum para o isolamento de compostos bioativos de botânicos. Fornecendo extratores ultrassônicos para todas as escalas de processo, a Hielscher é capaz de recomendar o sistema ultrassônico mais adequado para suas necessidades. Começando com compacto, mas poderoso Sistemas de laboratório para análise e testes de viabilidade, a Hielscher oferece a gama completa de ultrassônicos de laboratório e planta piloto até ultrassom totalmente industrial Reatores. Oferecendo a largura de banda total dos processadores ultrassônicos, a Hielscher tem a configuração ideal para o seu processo de extração. Dependendo do volume e do objetivo do processo, a extração ultrassônica pode ser realizada no modo de fluxo contínuo ou em lote. Acessórios coletores, como sonotrodos, buzinas de reforço, células de fluxo e reatores, permitem equipar o processador ultrassônico para cumprir as metas do processo de maneira ideal.
Os processadores ultrassônicos Hielscher podem ser controlados com precisão e os dados do processo são registrados automaticamente no cartão SD integrado de nossos sistemas ultrassônicos digitais. O controle confiável sobre os parâmetros do processo garante uma qualidade de produto consistentemente alta. O registro automático de dados dos parâmetros do processo permite uma fácil padronização do processo e o cumprimento das Boas Práticas de Fabricação (BPF).
A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes. A operação fácil e segura, bem como a baixa manutenção, fazem dos sistemas ultrassônicos Hielscher o cavalo de trabalho confiável em sua produção.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
| Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0.5 a 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
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Literatura/Referências
- 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.
Fatos, vale a pena conhecer
Por que a extração ultrassônica é tão eficaz?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) baseia-se no acoplamento de ondas de ultrassom altamente intensas (ondas acústicas) em um líquido ou pasta. As ondas acústicas criam ciclos alternados de alta pressão / baixa pressão, que resultam no fenômeno da cavitação acústica. O fenômeno da cavitação ultrassônica ou acústica é caracterizado por condições extremas e localmente confinadas de pressões, temperaturas e forças de cisalhamento muito altas. Nas proximidades das bolhas de cavitação implodindo, podem ser medidas temperaturas de até 5000K, pressões de 1000 atmosferas, taxa de aquecimento-resfriamento acima de 1010 K/s e jatos de líquidos com velocidade de até 280m/s, que aparecem como força de cisalhamento e turbulências muito altas na zona de cavitação. A combinação desses fatores (pressão, calor, cisalhamento e turbulência) rompe as células (lise) e intensifica a transferência de massa durante o processo de extração. Assim, a extração líquido-sólida de fitoconstituintes das células vegetais é promovida. A técnica de extração ultrassônica é amplamente aplicada para a extração bem-sucedida e eficiente de flavonóides, polissacarídeos, alcalóides, fitoesteróis, polifenóis e pigmentos de plantas.
Extração ultrassônica de células vegetais: a seção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultrassônica de células (ampliação de 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]
tabaco
Várias plantas do gênero Nicotiana e da família Solanaceae (beladona) são conhecidas como plantas de tabaco. Além de ser o termo comumente usado para a planta, o tabaco descreve também os produtos preparados a partir das folhas curadas da planta do tabaco. Embora Nicotiana tabacum seja o principal uso da cultura para a produção de tabaco e nicotina, existem mais de 70 espécies de plantas de tabaco. N. tabacum é a espécie dominante usada para produtos de tabaco, no entanto, a variante mais potente N. rustica pode ser encontrada em todo o mundo e é usada para a produção de pesticidas. Comparando o centente de nicotina, as folhas de N. rustica têm um teor de nicotina de até 9%, enquanto as folhas de N. tabacum contêm cerca de 1 a 3%.
O tabaco contém o alcalóide estimulante nicotina, bem como alcalóides harmala. As folhas secas e curadas do tabaco são usadas principalmente fumar nos cigarros, nos charutos, nos cachimbos, nos shishas assim como nos e-cigarros, nos charutos eletrônicos, nos e-cachimbos e nos vaporizadores. Alternativamente, eles podem ser consumidos como rapé, tabaco de mascar, tabaco de imersão e snus.
A família das plantas do tabaco contém várias (sub)espécies, que exibem diferentes perfis de alcalóides e sabores.
O tabaco oriental (Nicotiana tabacum L.) é uma espécie de tabaco cultivada principalmente na Turquia, Grécia e áreas vizinhas, que é usada para a produção comercial de cigarros, charutos e tabaco de mascar. Tem um sabor forte e característico, é relativamente baixo em nicotina e rico em açúcares redutores, ácidos e óleo de sabor volátil, o que confere aos produtos de tabaco um aroma intenso.
Existem 67 espécies naturais de tabaco conhecidas. Abaixo estão listadas as espécies mais comuns:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. – tabaco de muitas flores
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Link & Otto – tabaco alado, tabaco de jasmim, tanbaku (persa)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – tabaco de coiote
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Cinza
- Nicotiana glauca Graham – tabaco arbóreo, tabaco arbóreo, tabaco arbustivo, mostarda
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – tabaco do deserto, ponche, “tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – Tabaco asteca, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. – Tabaco australiano
- Nicotiana sylvestris Speg. & Vem – tabaco sul-americano, tabaco da floresta
- Nicotiana tabacum L. – tabaco comercial cultivado para a produção de cigarros, charutos, tabaco de mascar, etc.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
As três espécies abaixo são híbridos artificiais:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Tipos de tabaco
O processo de cura e posterior envelhecimento das folhas de tabaco induz uma lenta oxidação e degradação dos carotenóides presentes na folha de tabaco. Devido à oxidação, certos compostos nas folhas de tabaco são sintetizados, o que resulta em feno doce, chá, óleo de rosa ou sabores aromáticos frutados, que contribuem para o “suavidade” da fumaça. Os amidos são convertidos em açúcares, que posteriormente glicam proteínas, e são oxidados em produtos finais de glicação avançada (AGEs). Este é um processo de caramelização que também dá sabor à fumaça.
O método de preparação e cura do tabaco influencia suas características aromáticas finais. A cura pode ser alcançada por cura a ar, fogo, chaminé e sol. Por exemplo, o tabaco flue-cured (por exemplo, da França) contém apenas baixos níveis de alcalóides, enquanto o tabaco Burley curado ao ar (por exemplo, proveniente da Guatemala) é conhecido por seu alto teor de alcalóides.