Extração de tabaco por ultra-sons
A extração convencional do tabaco é um processo lento e moroso, que implica a utilização de solventes tóxicos a altas temperaturas, o que torna o processo perigoso. A extração assistida por ultra-sons de alcalóides do tabaco pode ser realizada utilizando água ou solventes suaves num processo rápido de alguns minutos. Os alcalóides extraídos por ultra-sons, como a nicotina do tabaco, são libertados num processo rápido e altamente eficiente, que dá elevados rendimentos de um extrato de espetro completo (contendo nicotina, nornicotina, ácido clorogénico, ácido 5-cafeoilquínico, rutina, ácido cafeico e escopoletina, solanesol, etc.).
Extração ultra-sónica de tabaco
A extração assistida por ultra-sons é um método de extração rápido, eficaz e conveniente, que se baseia na aplicação de ultra-sons de potência. Ondas ultra-sónicas intensas geram micro-movimentos rápidos e cavitação acústica em sistemas sólido-líquido (por exemplo, material vegetal em solvente, por exemplo, folhas de tabaco em etanol), o que resulta numa maior transferência de massa, bem como num processo de extração acelerado. Em comparação com outras técnicas de extração avançadas, como a extração com fluido supercrítico e a extração por pares de iões, a extração assistida por ultra-sons é significativamente mais económica, mais amiga do ambiente, mais segura e mais fácil de utilizar. Portanto, a extração ultra-sônica é a técnica de extração preferida para liberar compostos bioativos de botânicos.
A extração por ultra-sons resulta num extrato de largo espetro, contendo nicotina, que é o alcaloide primário com 94-98% do teor total de alcalóides do tabaco, bem como os alcalóides nornicotina, anabasina, anatabina, cotinina e miosmina.
Leia mais sobre a extração de alcalóides a partir de material vegetal utilizando um ultrasonicator tipo sonda!
Sonicator UP400St (400 watts) para a extração de alcalóides como a nicotina, a nornicotina, o ácido clorogénico, etc., das folhas de tabaco.
Extractos de tabaco de espetro total com Sonicação
Os alcalóides como a nicotina e a nornicotina, o ácido clorogénico, os fenólicos, o solanesol e outros compostos bioactivos podem ser isolados de forma rápida, eficiente e segura utilizando a extração por ultra-sons. A extração convencional do tabaco implica a utilização de solventes tóxicos, como o heptano, a altas temperaturas, o que torna o processo de extração num procedimento perigoso. Todo o processo de extração convencional demora cerca de 24 horas e, por conseguinte, é muito moroso.
A extração por ultra-sons pode ser realizada como extração de água fria ou utilizando solventes suaves como o etanol ou a mistura etanol-água à temperatura ambiente ou a temperaturas ligeiramente elevadas. A sonicação demora alguns minutos, o que transforma a extração num procedimento rápido. Além disso, utilizando água ou solventes suaves, o processo é completamente seguro e conveniente.
Os extractos de espetro total produzidos por ultra-sons contêm o alcaloide primário nicotina, bem como os alcalóides secundários ou menores, como a anabasina ou 3-(2-piperidinil)piridina, a anatabina ou 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridina, a 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-nicotyrina ou 3-(1-metilpirrol-2-il)piridina.
O teor destes alcalóides varia consoante a espécie de tabaco e os produtos do tabaco. Enquanto a nicotina é o alcaloide primário, com 94-98% do teor total de alcalóides, a nornicotina e a anatabina são os dois alcalóides secundários mais abundantes, representando cada um aproximadamente 2% a 6% do teor total de alcalóides do tabaco.
- maior rendimento
- alta qualidade
- extração rápida
- Processo suave e não térmico
- Água ou solvente
- simples & funcionamento seguro
Escolha entre uma vasta seleção de solventes
Usando a extração ultra-sônica, você pode selecionar entre vários solventes, incluindo água, álcool, etanol, metanol, misturas de etanol-água ou solventes fortes, como heptano ou hexano. Todos os solventes nomeados anteriormente já foram testados com sucesso e mostraram ser eficazes para o isolamento de compostos bioactivos, tais como alcalóides, terpenóides, fenólicos e solanesol de materiais de plantas de tabaco. A sonicação pode ser utilizada na extração de água fria sem solventes (por exemplo, para preparar extractos orgânicos) ou pode ser combinada com um solvente à sua escolha.
Saiba mais sobre os solventes para a extração ultra-sónica de plantas!
Saiba mais sobre a extração de hexano intensificada por ultra-sons!
Extração ultra-sónica de nicotina de folhas de tabaco utilizando o sonicador UP200Ht
Extractores de ultra-sons de elevado desempenho
O equipamento de ultra-sons da Hielscher é uma ferramenta de extração comum para o isolamento de compostos bioactivos de plantas. Fornecendo extratores ultra-sônicos para todas as escalas de processo, Hielscher é capaz de recomendar-lhe o sistema ultra-sônico mais adequado para suas necessidades. Começando com compacto, mas poderoso sistemas de laboratório para análises e testes de viabilidade, a Hielscher oferece uma gama completa de ultrassons para laboratórios e instalações-piloto até ultra-sons totalmente industriais reactores. Oferecendo toda a largura de banda de processadores ultra-sônicos, Hielscher tem a configuração ideal para o seu processo de extração. Dependendo do seu volume de processo e objetivo, extração ultra-sônica pode ser realizada em lote ou modo de fluxo contínuo. Manifold acessórios, tais como sonotrodes, chifres de reforço, células de fluxo e reatores permitem equipar o processador de ultrassom para cumprir os objectivos do processo idealmente.
Os processadores ultra-sónicos Hielscher podem ser controlados com precisão e os dados do processo são registados automaticamente no cartão SD integrado dos nossos sistemas ultra-sónicos digitais. O controlo fiável dos parâmetros do processo garante uma qualidade de produto consistentemente elevada. O registo automático dos dados dos parâmetros do processo permite uma fácil normalização do processo e o cumprimento das Boas Práticas de Fabrico (BPF).
A robustez do equipamento ultrassónico da Hielscher permite um funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado e em ambientes exigentes. A operação fácil e segura, bem como a baixa manutenção, fazem dos sistemas ultra-sónicos da Hielscher o cavalo de batalha fiável da sua produção.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0.5 a 1,5mL | n.d. | 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.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
Contacte-nos agora para mais informações! O nosso pessoal bem treinado terá todo o prazer em discutir consigo o seu processo de extração!
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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
Porque é que a extração por ultra-sons é tão eficaz?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) baseia-se no acoplamento de ondas de ultra-sons altamente intensas (ondas acústicas) num líquido ou pasta. As ondas acústicas criam ciclos alternados de alta pressão / baixa pressão, que resultam no fenómeno de cavitação acústica. O fenómeno de cavitação ultra-sónica ou acústica é caracterizado por condições extremas, localmente confinadas, de pressões, temperaturas e forças de cisalhamento muito elevadas. Nas proximidades das bolhas de cavitação implodidas, podem ser medidas temperaturas até 5000 K, pressões de 1000 atmosferas, taxas de aquecimento e arrefecimento superiores a 1010 K/s e jactos de líquidos com velocidades até 280 m/s, que aparecem como forças de cisalhamento e turbulências muito elevadas na zona de cavitação. A combinação destes factores (pressão, calor, cisalhamento e turbulência) perturba as células (lise) e intensifica a transferência de massa durante o processo de extração. Deste modo, é promovida a extração líquido-sólido de fitoconstituintes das células vegetais. A técnica de extração ultra-sónica é amplamente aplicada para a extração bem sucedida e eficiente de flavonóides, polissacáridos, alcalóides, fitoesteróis, polifenóis e pigmentos de plantas.
Extração ultra-sônica de células vegetais: a seção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultra-sônica de células (ampliação 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]
tabaco
Várias plantas do género Nicotiana e da família Solanaceae (beladona) são conhecidas como plantas do tabaco. Para além de ser o termo comummente utilizado para a planta, o tabaco descreve também os produtos preparados a partir das folhas curadas da planta do tabaco. Embora a Nicotiana tabacum seja a principal cultura utilizada para a produção de tabaco e nicotina, existem mais de 70 espécies de plantas de tabaco. A N. tabacum é a espécie dominante utilizada para os produtos de tabaco, mas a variante mais potente, a N. rustica, pode ser encontrada em todo o mundo e é utilizada para a produção de pesticidas. Comparando o teor de nicotina, as folhas de N. rustica têm um teor de nicotina que pode atingir 9%, enquanto as folhas de N. tabacum contêm cerca de 1 a 3%.
O tabaco contém o alcaloide estimulante nicotina, bem como alcalóides harmálicos. As folhas de tabaco secas e curadas são utilizadas principalmente para fumar em cigarros, charutos, cachimbos, shishas, bem como em cigarros electrónicos, charutos electrónicos, cachimbos electrónicos e vaporizadores. Em alternativa, podem ser consumidas como rapé, tabaco de mascar, tabaco de imersão e snus.
A família das plantas do tabaco contém várias (sub-)espécies, que apresentam diferentes perfis de alcalóides e de sabor.
O tabaco oriental (Nicotiana tabacum L.) é uma espécie de tabaco cultivada principalmente na Turquia, na Grécia e nas regiões vizinhas, que é utilizada para a produção comercial de cigarros, charutos e tabaco de mascar. Tem um forte sabor caraterístico, é relativamente pobre em nicotina e rico em açúcares redutores, ácidos e óleo aromatizante volátil, que confere aos produtos do tabaco um aroma intenso.
São conhecidas 67 espécies naturais de tabaco. Abaixo estão listadas as espécies mais comuns:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. - tabaco de muitas flores
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Relação & Otto - tabaco alado, tabaco de jasmim, tanbaku (persa)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson - tabaco de coiote
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gray
- Nicotiana glauca Graham - tabaco de árvore, tabaco de árvore brasileiro, tabaco de arbusto, árvore de mostarda
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti - tabaco do deserto, punche, “tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. - Tabaco azteca, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. - Tabaco australiano
- Nicotiana sylvestris Speg. & Comes - tabaco sul-americano, tabaco de bosque
- 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 subsequente envelhecimento das folhas de tabaco induz uma oxidação lenta e a degradação dos carotenóides presentes nas folhas de tabaco. Devido à oxidação, são sintetizados determinados compostos nas folhas de tabaco, que resultam em sabores doces de feno, chá, óleo de rosas ou aromas frutados, que contribuem para a “suavidade” do fumo. Os amidos são convertidos em açúcares, que posteriormente glicam as proteínas e são oxidados em produtos finais de glicação avançada (AGEs), um processo de caramelização que também confere ao fumo o seu sabor.
O método de preparação e cura do tabaco influencia as suas caraterísticas aromáticas finais. A cura pode ser efectuada ao ar, ao fogo, por combustão e ao sol. Por exemplo, o tabaco flue-cured (por exemplo, de França) contém apenas níveis baixos de alcalóides, enquanto o tabaco Burley air-cured (por exemplo, proveniente da Guatemala) é conhecido pelo seu elevado teor de alcalóides.