Ультразвуковая экстракция табака
Традиционная экстракция табака – это медленный, трудоемкий процесс, который включает в себя использование токсичных растворителей при высоких температурах, что делает процесс опасным. Ультразвуковая экстракция алкалоидов из табака может быть запущена с использованием воды или мягких растворителей в течение нескольких минут. Ультразвуковые алкалоиды, такие как никотин из табака, высвобождаются в ходе быстрой и высокоэффективной процедуры, что дает высокий выход экстракта полного спектра действия (содержащего никотин, норникотин, хлорогеновую кислоту, 5-кофеилхинную кислоту, рутин, кофейную кислоту и скополетин, соланезол и т.д.).
Ультразвуковая экстракция табака
Ультразвуковая экстракция – это быстрый, эффективный и удобный метод экстракции, в основе которого лежит применение силового ультразвука. Интенсивные ультразвуковые волны вызывают быстрое микродвижение и акустическую кавитацию в твердо-жидких системах (например, растительный материал в растворителе, например, листья табака в этаноле), что приводит к увеличению массообмена, а также к ускорению процесса экстракции. По сравнению с другими передовыми методами экстракции, такими как сверхкритическая экстракция жидкостью и экстракция ионными парами, ультразвуковая экстракция значительно экономичнее, экологичнее, безопаснее и проще в использовании. Таким образом, ультразвуковая экстракция является предпочтительным методом экстракции для высвобождения биологически активных соединений из растительных компонентов.
В результате ультразвуковой экстракции получают экстракт широкого спектра действия, содержащий никотин, который является основным алкалоидом с 94–98% от общего содержания алкалоидов в табаке, а также алкалоиды норникотин, анабазин, анатабин, котинин и миосмин.
Узнайте больше об извлечении алкалоидов из растительного сырья с помощью ультразвукового аппарата зондового типа!
Ультразвуковой аппарат UP400St (400 Вт) для извлечения из листьев табака таких алкалоидов, как никотинен, норникотин, хлорогеновая кислота и др.
Экстракты табака полного спектра действия с ультразвуком
Алкалоиды, такие как никотин и норникотин, хлорогеновая кислота, фенолы, соланезол и другие биологически активные соединения, могут быть быстро, эффективно и безопасно выделены с помощью ультразвуковой экстракции. Обычная экстракция табака включает в себя использование токсичных растворителей, таких как гептан, при высоких температурах, что превращает процесс экстракции в опасную процедуру. Весь процесс традиционной экстракции занимает около 24 часов и, следовательно, очень трудоемкий.
Ультразвуковая экстракция может быть выполнена в виде экстракции холодной водой или с использованием мягких растворителей, таких как этанол или смесь этанола и воды, при комнатной температуре или при слегка повышенных температурах. Ультразвуковая обработка занимает несколько минут, что превращает экстракцию в быструю процедуру. Кроме того, использование воды или мягких растворителей является абсолютно безопасным и удобным.
Экстракты полного спектра, полученные ультразвуковым путем, содержат первичный алкалоид никотин, а также вторичные или второстепенные алкалоиды, такие как анабазин или 3-(2-пиперидинил)пиридин, анатабин или 3-(2-1,2,3,6-тетрагидропиридил)пиридин, котинин или 1-метил-5-(3-пиридил)-2-пирролидинон), 2,3'-дипиридил или изоникотеин, N-формилнорникотин или 2-(3-пиридил)пирролидинкарбальдегид, миозмин или 3-(1-пирролин-2-ил)пиридин, норникотин или 3-(пирролидин-2-ил)пиридин, и бета-никотирин или 3-(1-метилпиррол-2-ил)пиридин.
Содержание этих алкалоидов варьируется в зависимости от вида табака и табачных изделий. В то время как никотин является основным алкалоидом с 94–98% от общего содержания алкалоидов, норникотин и анатабин являются двумя наиболее распространенными вторичными алкалоидами, на каждый из которых приходится от 2% до 6% от общего содержания алкалоидов в табаке.
- Более высокая урожайность
- высокое качество
- Быстрая экстракция
- Мягкий, нетермический процесс
- Вода или растворитель
- простой & безопасная эксплуатация
Выбирайте из широкого ассортимента растворителей
Используя ультразвуковую экстракцию, вы можете выбирать из различных растворителей, включая воду, спирт, этанол, метанол, смеси этанола и воды или сильные растворители, такие как гептан или гексан. Все ранее названные растворители уже были успешно испытаны и показали свою эффективность для выделения биологически активных соединений, таких как алкалоиды, терпеноиды, фенольные соединения и соланезол, из растительного сырья табака. Ультразвуковая обработка может использоваться для экстракции холодной водой без растворителей (например, для приготовления органических экстрактов) или может сочетаться с растворителем по вашему выбору.
Узнайте больше о растворителях для ультразвуковой экстракции из растительных компонентов!
Узнайте больше об ультразвуковой экстракции гексаном!
Ультразвуковая экстракция никотина из табачных листьев с помощью Ультразвуковая аппарат UP200Ht
Высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы
Ультразвуковое оборудование Hielscher обычно используется в качестве экстракционного инструмента для выделения биологически активных соединений из растительных компонентов. Поставляя ультразвуковые экстракторы для всех технологических масштабов, компания Hielscher может порекомендовать вам наиболее подходящую ультразвуковую систему для ваших нужд. Начиная с компактного, но мощного Лабораторные системы для анализа и технико-экономических испытаний Hielscher предлагает полный ассортимент ультразвуковых аппаратов для лабораторий и опытных установок до Полностью промышленный ультразвук Реакторов. Предлагая полную ширину полосы пропускания ультразвуковых процессоров, Hielscher имеет идеальную конфигурацию для вашего процесса экстракции. В зависимости от объема и цели технологического процесса, ультразвуковая экстракция может выполняться в периодическом или непрерывном режиме. Принадлежности для коллекторов, такие как сонотроды, бустерные рупоры, проточные ячейки и реакторы, позволяют оснастить ультразвуковой процессор для идеального выполнения технологических задач.
Ультразвуковые процессоры Hielscher могут быть точно управляемы, а технологические данные автоматически записываются на встроенную SD-карту наших цифровых ультразвуковых систем. Надежный контроль параметров процесса обеспечивает стабильно высокое качество продукции. Автоматическая регистрация параметров процесса позволяет легко стандартизировать процесс и соответствовать требованиям надлежащей производственной практики (GMP).
Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях. Простая и безопасная эксплуатация, а также низкие эксплуатационные расходы делают ультразвуковые системы Hielscher надежной рабочей лошадкой на вашем производстве.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| 0от 0,5 до 1,5 мл | н.а. | VialTweeter |
| от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | UIP4000 |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами сейчас для получения дополнительной информации! Наш хорошо обученный персонал будет рад обсудить с вами процесс экстракции!
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Мощные ультразвуковые процессоры от лабораторных до пилотных и промышленных масштабов.
УИП2000HDT, мощный высокопроизводительный ультразвуковой аппарат мощностью 2 кВт
Литература/Литература
- 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.
Факты, которые стоит знать
Почему ультразвуковая экстракция так эффективна?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) основан на связывании высокоинтенсивных ультразвуковых волн (акустических волн) в жидкость или суспензию. Акустические волны создают чередование циклов высокого и низкого давления, что приводит к явлению акустической кавитации. Явление ультразвуковой или акустической кавитации характеризуется экстремальными, локально ограниченными условиями очень высоких давлений, температур и сил сдвига. В непосредственной близости от схлопывающихся кавитационных пузырьков могут измеряться температуры до 5000 К, давления 1000 атмосфер, скорость нагрева-охлаждения выше 1010 К/с и струи жидкостей со скоростью до 280 м/с, которые проявляются в виде очень высокой поперечной силы и турбулентности в кавитационной зоне. Сочетание этих факторов (давление, тепло, сдвиг и турбулентность) разрушает клетки (лизис) и усиливает массоперенос в процессе экстракции. Тем самым стимулируется жидкостно-твердое экстракционирование фитокомпонентов из растительных клеток. Метод ультразвуковой экстракции широко применяется для успешной и эффективной экстракции флавоноидов, полисахаридов, алкалоидов, фитостеролов, полифенолов и пигментов из растений.
Ультразвуковая экстракция из растительных клеток: микроскопический поперечный срез (ТС) показывает механизм действий при ультразвуковой экстракции из клеток (увеличение 2000x) [источник: Vilkhu et al. 2011]
табак
Различные растения рода Nicotiana и семейства пасленовых известны как табачные растения. Помимо того, что табак является широко используемым термином для обозначения растения, он также описывает продукты, приготовленные из высушенных листьев табачного растения. В то время как Nicotiana tabacum является основной культурой, используемой для производства табака и никотина, существует более 70 видов табака. N. tabacum является доминирующим видом, используемым для производства табачных изделий, однако более мощный вариант N. rustica можно найти по всему миру и он используется для производства пестицидов. По сравнению с никотиновым центом, листья N. rustica содержат никотин до 9%, тогда как листья N. tabacum содержат от 1 до 3%.
Табак содержит стимулятор алкалоид никотин, а также алкалоиды гармала. Высушенные и высушенные листья табака в основном используются для курения сигарет, сигар, трубок, кальянов, а также электронных сигарет, электронных сигар, электронных трубок и испарителей. В качестве альтернативы их можно употреблять в виде нюхательного табака, жевательного табака, табака для макания и снюса.
Семейство растений табака включает в себя различные (под)виды, которые демонстрируют различные алкалоидные и вкусовые профили.
Восточный табак (Nicotiana tabacum L.) — вид табака, выращиваемый в основном в Турции, Греции и соседних районах, который используется для коммерческого производства сигарет, сигар и жевательного табака. Он обладает сильным характерным вкусом, относительно низким содержанием никотина и высоким содержанием редуцирующих сахаров, кислот и летучего ароматизатора масла, которое придает табачным изделиям интенсивный аромат.
Известно 67 природных видов табака. Ниже перечислены наиболее распространенные виды:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. — многоцветковый табак
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Link & Отто – крылатый табак, жасминовый табак, танбаку (персидский)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – табак койота
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gray
- Nicotiana glauca Graham – древесный табак, бразильский древесный табак, кустарниковый табак, горчичное дерево
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Колесный мастер
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – пустынный табак, пунш, “Табакильо”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – Ацтекский табак, мапачо
- Nicotiana suaveolens Lehm. — Австралийский табак
- Nicotiana sylvestris Speg. & Приходит – южноамериканский табак, лесной табак
- Nicotiana tabacum L. – коммерческий табак, выращиваемый для производства сигарет, сигар, жевательного табака и т.д.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Три приведенных ниже вида являются искусственными гибридами:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Виды табака
Процесс сушки и последующего старения листьев табака вызывает медленное окисление и деградацию присутствующих каротиноидов в табачном листе. В результате окисления в листьях табака синтезируются определенные соединения, в результате чего получаются сладкие ароматы сена, чая, розового масла или фруктовые ароматизаторы, которые способствуют “гладкость” дыма. Крахмалы превращаются в сахара, которые впоследствии гликатируют белки и окисляются в конечные продукты гликирования (КПГ). Это процесс карамелизации, который также придает дыму аромат.
Способ подготовки и сушки табака влияет на его конечные ароматические характеристики. Отверждение может быть достигнуто с помощью воздушного, огневого, дымоходного и солнечного отверждения. Например, табак дымовой сушки (например, из Франции) содержит лишь низкое содержание алкалоидов, в то время как табак воздушной сушки Burley (например, из Гватемалы) известен высоким содержанием алкалоидов.