Ultrazvočna ekstrakcija tobaka
Konvencionalna ekstrakcija tobaka je počasen in dolgotrajen proces, ki vključuje uporabo strupenih topil pri visokih temperaturah, zaradi česar je postopek nevaren. Ultrazvočno podprta ekstrakcija alkaloidov iz tobaka se lahko izvaja z vodo ali blagimi topili v hitrem procesu nekaj minut. Ultrazvočno ekstrahirani alkaloidi, kot je nikotin iz tobaka, se sproščajo v hitrem in zelo učinkovitem postopku, ki daje visoke donose ekstrakta celotnega spektra (ki vsebuje nikotin, nornikotin, klorogensko kislino, 5-kafeoilkinsko kislino, rutin, kofeinsko kislino in skopoletin, solanesol itd.).
Ultrazvočna ekstrakcija tobaka
Ultrazvočna ekstrakcija je hitra, učinkovita in priročna metoda ekstrakcije, ki temelji na uporabi močnega ultrazvoka. Intenzivni ultrazvočni valovi ustvarjajo hitro mikrogibanje in akustično kavitacijo v trdno-tekočih sistemih (npr. rastlinski material v topilu, npr. Tobačni listi v etanolu), kar ima za posledico povečan prenos mase in pospešen proces ekstrakcije. V primerjavi z drugimi naprednimi tehnikami ekstrakcije, kot sta ekstrakcija superkritične tekočine in ekstrakcija ionskih parov, je ultrazvočno podprta ekstrakcija bistveno bolj ekonomična, okolju prijaznejša, varnejša in enostavnejša za uporabo. Zato je ultrazvočna ekstrakcija najprimernejša tehnika ekstrakcije za sproščanje bioaktivnih spojin iz rastlin.
Ultrazvočna ekstrakcija ima za posledico ekstrakt širokega spektra, ki vsebuje nikotin, ki je primarni alkaloid s 94–98% celotne vsebnosti alkaloidov v tobaku, pa tudi alkaloide nornikotin, anabazin, anatabin, kotinin in miozmin.
Preberite več o ekstrakciji alkaloidov iz rastlinskega materiala z ultrazvočnim zvočnim aparatom tipa sonde!
Tobačni izvlečki s polnim spektrom z ultrazvočnim razstreljevanjem
Alkaloidi, kot so nikotin in nornikotin, klorogenska kislina, fenoli, solanesol in druge bioaktivne spojine, se lahko hitro, učinkovito in varno izolirajo z ultrazvočno ekstrakcijo. Konvencionalna ekstrakcija tobaka vključuje uporabo strupenih topil, kot je heptan, pri visokih temperaturah, kar spremeni postopek ekstrakcije v nevaren postopek. Celoten postopek konvencionalne ekstrakcije traja približno 24 ur in je zato zelo dolgotrajen.
Ultrazvočna ekstrakcija se lahko izvede kot ekstrakcija s hladno vodo ali z uporabo blagih topil, kot so etanol ali mešanica etanola in vode pri sobni temperaturi ali rahlo povišanih temperaturah. Sonication traja nekaj minut, kar ekstrakcijo spremeni v hiter postopek. Poleg tega je postopek z uporabo vode ali blagih topil popolnoma varen in priročen.
Ultrazvočno proizvedeni izvlečki celotnega spektra vsebujejo primarni alkaloid nikotin ter sekundarne ali manjše alkaloide, kot so anabazin ali 3-(2-piperidinil)piridin, anatabin ali 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridin, kotinin ali 1-metil-5-(3-piridil)-2-pirolidinon), 2,3'-diperidil ali izonikotein, N-formilnornikotin ali 2-(3-piridil)pirolidinkarbaldehid, miozmin ali 3-(1-pirrolin-2-il)piridin, nornikotin ali 3-(pirolidin-2-il)piridin in beta-nikotirin ali 3-(1-metilpirrol-2-il)piridin.
Vsebnost teh alkaloidov je odvisna od vrste tobaka in tobačnih izdelkov. Medtem ko je nikotin primarni alkaloid s 94–98% celotne vsebnosti alkaloidov, sta nornikotin in anatabin dva najpogostejša sekundarna alkaloida, od katerih vsak predstavlja približno 2% do 6% celotne vsebnosti alkaloidov v tobaku.
- Višji donos
- visoka kakovost
- Hitra ekstrakcija
- Blag, netoplotni postopek
- Voda ali topilo
- preprost & varno delovanje
Izbirajte med široko izbiro topil
Z ultrazvočno ekstrakcijo lahko izbirate med različnimi topili, vključno z vodo, alkoholom, etanolom, metanolom, mešanicami etanola in vode ali močnimi topili, kot sta heptan ali heksan. Vsa prejšnja imenovana topila so bila že uspešno preizkušena in so se izkazala za učinkovita za izolacijo bioaktivnih spojin, kot so alkaloidi, terpenoidi, fenoli in solanesol iz rastlinskih materialov tobaka. Sonication se lahko uporablja pri ekstrakciji s hladno vodo brez topil (npr. za pripravo organskih izvlečkov) ali pa se lahko kombinira s topilom po vaši izbiri.
Preberite več o topilih za ultrazvočno ekstrakcijo iz rastlin!
Preberite več o ultrazvočno intenzivni ekstrakciji heksana!
Visoko zmogljivi ultrazvočni ekstraktorji
Hielscherjeva ultrazvočna oprema je običajno orodje za ekstrakcijo za izolacijo bioaktivnih spojin iz rastlin. Z dobavo ultrazvočnih ekstraktorjev za vse procesne lestvice vam lahko Hielscher priporoči najprimernejši ultrazvočni sistem za vaše potrebe. Začenši s kompaktnim, a zmogljivim Laboratorijski sistemi za analizo in testiranje izvedljivosti Hielscher ponuja celoten nabor od laboratorijskih in pilotnih ultrazvočnih naprav do popolnoma industrijski ultrazvok Reaktorjev. S celotno pasovno širino ultrazvočnih procesorjev ima Hielscher idealno nastavitev za vaš postopek ekstrakcije. Glede na obseg in cilj vašega procesa se lahko ultrazvočna ekstrakcija izvede v paketnem ali neprekinjenem pretoku. Različni dodatki, kot so sonotrodi, pospeševalni rogovi, pretočne celice in reaktorji, omogočajo opremljanje ultrazvočnega procesorja za idealno izpolnjevanje ciljev procesa.
Hielscher ultrazvočne procesorje je mogoče natančno nadzorovati in procesne podatke samodejno zabeležiti na integrirano SD kartico naših digitalnih ultrazvočnih sistemov. Zanesljiv nadzor nad procesnimi parametri zagotavlja dosledno visoko kakovost izdelkov. Samodejno beleženje podatkov o procesnih parametrih omogoča enostavno standardizacijo procesov in izpolnjevanje dobrih proizvodnih praks (GMP).
Robustnost Hielscherjeve ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih. Zaradi enostavnega in varnega delovanja ter nizkega vzdrževanja so Hielscher ultrazvočni sistemi zanesljiv delovni konj v vaši proizvodnji.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
---|---|---|
0.5 do 1.5 ml | n.a. | VialTweeter |
1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000 |
n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Za dodatne informacije nas kontaktirajte zdaj! Naše dobro usposobljeno osebje se bo z vami z veseljem pogovorilo o vašem postopku ekstrakcije!
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Literatura/Reference
- 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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Zakaj je ultrazvočna ekstrakcija tako učinkovita?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) temelji na spajanju zelo intenzivnih ultrazvočnih valov (akustičnih valov) v tekočino ali gnojevko. Akustični valovi ustvarjajo izmenične visokotlačne / nizkotlačne cikle, ki imajo za posledico pojav akustične kavitacije. Za pojav ultrazvočne ali akustične kavitacije so značilni ekstremni, lokalno omejeni pogoji zelo visokih tlakov, temperatur in strižnih sil. V bližini implodirajočih kavitacijskih mehurčkov je mogoče izmeriti temperature do 5000 K, tlake 1000 atmosfere, hitrost ogrevanja in hlajenja nad 1010 K/s in tekoče curke s hitrostjo do 280 m/s, ki se pojavljajo kot zelo visoka strižna sila in turbulence v kavitacijskem območju. Kombinacija teh dejavnikov (tlak, toplota, striženje in turbulenca) moti celice (lizo) in intenzivira prenos mase med postopkom ekstrakcije. S tem se spodbuja ekstrakcija fitokonstituentov iz rastlinskih celic v tekočih in trdnih snoveh. Tehnika ultrazvočne ekstrakcije se pogosto uporablja za uspešno in učinkovito ekstrakcijo flavonoidov, polisaharidov, alkaloidov, fitosterolov, polifenolov in pigmentov iz rastlin.tobak
Različne rastline iz rodu Nicotiana in družine Solanaceae (veverica) so znane kot rastline tobaka. Poleg tega, da je tobak pogosto uporabljen izraz za rastlino, opisuje tudi izdelke, pripravljene iz sušenih listov rastline tobaka. Medtem ko je Nicotiana tabacum glavna uporaba pridelka za proizvodnjo tobaka in nikotina, obstaja več kot 70 rastlinskih vrst tobaka. N. tabacum je prevladujoča vrsta, ki se uporablja za tobačne izdelke, vendar je močnejša različica N. rustica najdena po vsem svetu in se uporablja za proizvodnjo pesticidov. Če primerjamo nikotinski cent, imajo listi N. rustica vsebnost nikotina do 9%, medtem ko listi N. tabacum vsebujejo približno 1 do 3%.
Tobak vsebuje stimulativni alkaloid nikotin in alkaloide harmala. Posušeni in sušeni tobačni listi se uporabljajo predvsem za kajenje v cigaretah, cigarah, ceveh, šišah ter e-cigaretah, e-cigarah, e-ceveh in vaporizerjih. Druga možnost je, da jih zaužijete kot njuhanec, tobak za žvečenje, tobak za namakanje in snus.
Družina tobačnih rastlin vsebuje različne (pod)vrste, ki kažejo različne alkaloidne in aromatične profile.
Orientalski tobak (Nicotiana tabacum L.) je vrsta tobaka, ki se goji predvsem v Turčiji, Grčiji in sosednjih območjih, ki se uporablja za komercialno proizvodnjo cigaret, cigar in tobaka za žvečenje. Ima močan značilen okus, ima relativno nizko vsebnost nikotina in visoko vsebnost reducirajočih sladkorjev, kislin in hlapnega olja, kar daje tobačnim izdelkom intenzivno aromo.
Znanih je 67 naravnih vrst tobaka. Spodaj so navedene najpogostejše vrste:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. – tobak za veliko cvetov
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Link & Otto – krilati tobak, tobak za jasmin, tanbaku (perzijski)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – tobak coyote
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gray
- Nicotiana glauca Graham – tobak za drevo, tobak iz brazilskega drevesa, tobak za grmičevje, gorčično drevo
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – puščavski tobak, punč, “Tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – azteški tobak, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. – avstralski tobak
- Nicotiana sylvestris Speg. & Comes – južnoameriški tobak, gozdni tobak
- Nicotiana tabacum L. – komercialni tobak, ki se goji za proizvodnjo cigaret, cigar, tobaka za žvečenje itd.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Spodaj navedene tri vrste so umetni hibridi:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Vrste tobaka
Proces sušenja in kasnejšega staranja tobačnih listov povzroča počasno oksidacijo in razgradnjo prisotnih karotenoidov v tobačnih listih. Zaradi oksidacije se sintetizirajo nekatere spojine v tobačnih listih, kar povzroči sladko seno, čaj, rožno olje ali sadne aromatične arome, ki prispevajo k “Gladkost” dima. Škrobi se pretvorijo v sladkorje, ki nato glikirajo beljakovine, in se oksidirajo v napredne končne produkte glikacije (AGE). To je postopek karamelizacije, ki daje dimu tudi okus.
Način priprave in sušenja tobaka vpliva na njegove končne lastnosti arome. Strjevanje je mogoče doseči z zdravljenjem na zraku, ognju, dimniku in soncu. Na primer, tobak, sušen dimnikom (npr. iz Francije), vsebuje le nizke ravni alkaloidov, medtem ko je tobak Burley, sušen na zraku (npr. iz Gvatemale), znan po visoki vsebnosti alkaloidov.