Ekstraktimi i duhanit me ultratinguj

Ekstraktimi konvencional i duhanit është një proces i ngadaltë, që kërkon shumë kohë dhe përfshin përdorimin e tretësve toksikë në temperatura të larta, gjë që e bën procesin të rrezikshëm. Ekstraktimi i alkaloideve nga duhani me ndihmën e ultratingujve mund të kryhet duke përdorur ujë ose tretës të butë, në një proces të shpejtë prej disa minutash. Alkaloidet e ekstraktuara nga duhani me ultratinguj, si nikotina, çlirohen përmes një procedure të shpejtë dhe shumë efikase, e cila jep rendimente të larta të një ekstrakti me spektër të plotë (që përmban nikotinë, nornikotinë, acid klorogjenik, acid 5-kafeoilkinik, rutinë, acid kafeik dhe skopoletinë, solanesol etj.).

Ekstraktimi i duhanit me ultratinguj

Ekstraktimi me ndihmën e ultratingujve është një metodë e shpejtë, efektive dhe praktike ekstraktimi, e cila bazohet në zbatimin e ultratingujve me fuqi të lartë. Valët intensive të ultratingujve krijojnë mikrolëvizje të shpejta dhe kavitacion akustik në sisteme të ngurta–të lëngshme (p.sh. material bimor në tretës, si gjethe duhani në etanol), gjë që sjell rritjen e transferimit të masës dhe përshpejtimin e procesit të ekstraktimit. Krahasuar me teknika të tjera të avancuara ekstraktimi, si ekstraktimi me fluid superkritik dhe ekstraktimi me çifte jonike, ekstraktimi me ndihmën e ultratingujve është dukshëm më ekonomik, më miqësor ndaj mjedisit, më i sigurt dhe më i lehtë për t’u përdorur. Prandaj, ekstraktimi me ultratinguj është teknika e parapëlqyer e ekstraktimit për çlirimin e përbërjeve bioaktive nga materialet bimore.
Ekstraktimi me ultratinguj jep një ekstrakt me spektër të gjerë, që përmban nikotinë, e cila është alkaloidi kryesor dhe përbën 94–98% të përmbajtjes totale të alkaloideve në duhan, si edhe alkaloidet nornikotinë, anabazinë, anatabinë, kotininë dhe miozminë.
Lexoni më shumë rreth ekstraktimit të alkaloideve nga materiali bimor duke përdorur një ultrasonikator me sondë!

Ekstraktimi i duhanit me ultratinguj me sonikatorin UP400St (400W) dhe sondën S24d20L2, për rendimente më të larta të nikotinës me kohë më të shkurtër përpunimi. Ekstraktimi i duhanit me ultratinguj mund të kryhet me tretës të butë, prandaj është një metodë ekologjike dhe miqësore me mjedisin.

Ekstrakte duhani me spektër të plotë përmes sonikimit

Alkaloidet si nikotina dhe nornikotina, acidi klorogjenik, përbërjet fenolike, solanesoli dhe përbërje të tjera bioaktive mund të izolohen shpejt, me efikasitet dhe në mënyrë të sigurt duke përdorur ekstraktimin me ultratinguj. Ekstraktimi konvencional i duhanit përfshin përdorimin e tretësve toksikë, si heptani, në temperatura të larta, gjë që e kthen procesin e ekstraktimit në një procedurë të rrezikshme. I gjithë procesi konvencional i ekstraktimit zgjat rreth 24h dhe, për këtë arsye, kërkon shumë kohë.
Ekstraktimi me ultratinguj mund të kryhet si ekstraktim me ujë të ftohtë ose duke përdorur tretës të butë, si etanoli ose një përzierje etanol–ujë, në temperaturë dhome ose në temperatura pak më të larta. Sonikimi zgjat disa minuta, gjë që e bën ekstraktimin një procedurë të shpejtë. Për më tepër, duke përdorur ujë ose tretës të butë, procesi është plotësisht i sigurt dhe praktik.

Ekstraktet me spektër të plotë të prodhuara me ultratinguj përmbajnë alkaloidin kryesor nikotinë, si edhe alkaloide dytësore ose në sasi të vogla, si anabazina ose 3-(2-piperidinil)piridina, anatabina ose 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridina, kotinina ose 1-metil-5-(3-piridil)-2-pirrolidinoni), 2,3’-dipiridili ose izonikoteina, N-formilnornikotina ose 2-(3-piridil)pirrolidinkarbaldehidi, miozmina ose 3-(1-pirrolin-2-il)piridina, nornikotina ose 3-(pirrolidin-2-il)piridina dhe beta-nikotirina ose 3-(1-metilpirrol-2-il)piridina.

Përmbajtja e këtyre alkaloideve ndryshon në varësi të specieve të duhanit dhe produkteve të duhanit. Ndërsa nikotina është alkaloidi kryesor dhe përbën 94–98% të përmbajtjes totale të alkaloideve, nornikotina dhe anatabina janë dy alkaloidet dytësore më të bollshme, ku secila përbën rreth 2% deri në 6% të përmbajtjes totale të alkaloideve të duhanit.

Përfitimet e ekstraktimit të duhanit me ultratinguj:

Rendiment më i lartë
Cilësi e lartë
Ekstraktim i shpejtë
Proces i butë, jotermik
Ujë ose tretës
Funksionim i thjeshtë dhe i sigurt

Ekstraktimi me ultratinguj përdoret gjerësisht për prodhimin e ekstrakteve bimore, si CBD nga kanabisi dhe kërpi. Trajtimi me ultratinguj është shumë efikas dhe i shpejtë.

Zgjidhni nga një gamë e gjerë tretësish

Duke përdorur ekstraktimin me ultratinguj, mund të zgjidhni ndër tretës të ndryshëm, përfshirë ujin, alkoolin, etanolin, metanolin, përzierjet etanol–ujë ose tretës të fortë si heptani ose heksani. Të gjithë tretësit e përmendur më sipër janë testuar tashmë me sukses dhe kanë rezultuar efikasë për izolimin e përbërjeve bioaktive si alkaloidet, terpenoidet, përbërjet fenolike dhe solanesoli nga materialet bimore të duhanit. Sonikimi mund të përdoret në ekstraktimin me ujë të ftohtë pa tretës (p.sh. për të përgatitur ekstrakte organike) ose mund të kombinohet me një tretës sipas zgjedhjes suaj.
Mësoni më shumë për tretësit për ekstraktimin me ultratinguj nga materialet bimore!
Mësoni më shumë për ekstraktimin me heksan të intensifikuar me ultratinguj!

Ekstraktorë me ultratinguj me performancë të lartë

Pajisjet me ultratinguj të Hielscher janë mjete ekstraktimi që përdoren zakonisht për izolimin e përbërjeve bioaktive nga materialet bimore. Duke ofruar ekstraktorë me ultratinguj për të gjitha shkallët e procesit, Hielscher është në gjendje t’ju rekomandojë sistemin me ultratinguj më të përshtatshëm për nevojat tuaja. Duke filluar me sisteme laboratorike kompakte, por të fuqishme, për analiza dhe testime të fizibilitetit, Hielscher ofron gamën e plotë nga sonikatorët laboratorikë dhe ata për impiante pilot deri te reaktorët plotësisht industrialë me ultratinguj. Duke ofruar të gjithë gamën e procesorëve me ultratinguj, Hielscher ka konfigurimin ideal për procesin tuaj të ekstraktimit. Në varësi të vëllimit dhe qëllimit të procesit tuaj, ekstraktimi me ultratinguj mund të kryhet në regjim me lote ose me rrjedhje të vazhdueshme. Aksesorë të shumtë, si sonotrodat, përforcuesit e amplitudës, qelizat e rrjedhjes dhe reaktorët, mundësojnë pajisjen e procesorit me ultratinguj për të përmbushur në mënyrë ideale objektivat e procesit.
Procesorët me ultratinguj të Hielscher mund të kontrollohen me saktësi dhe të dhënat e procesit regjistrohen automatikisht në kartën SD të integruar të sistemeve tona dixhitale me ultratinguj. Kontrolli i besueshëm i parametrave të procesit siguron cilësi vazhdimisht të lartë të produktit. Regjistrimi automatik i të dhënave të parametrave të procesit mundëson standardizimin e lehtë të procesit dhe përmbushjen e Praktikave të Mira të Prodhimit (GMP).
Qëndrueshmëria e pajisjeve me ultratinguj të Hielscher mundëson funksionimin 24/7 nën ngarkesa të rënda dhe në mjedise kërkuese. Përdorimi i lehtë dhe i sigurt, si dhe kërkesat e pakta për mirëmbajtje, i bëjnë sistemet me ultratinguj të Hielscher mjete pune të besueshme në prodhimin tuaj.

Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të sonikatorëve tanë:

Vëllimi i lotit	Prurja	Pajisjet e rekomanduara
0,5 deri në 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 deri në 500mL	10 deri në 200mL/min	UP100H
10 deri në 2000mL	20 deri në 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 deri në 20L	0,2 deri në 4L/min	UIP2000hdT
10 deri në 100L	2 deri në 10L/min	UIP4000
n.a.	10 deri në 100L/min	UIP16000
n.a.	më e madhe	grup pajisjesh UIP16000

Na kontaktoni tani për më shumë informacion! Stafi ynë i trajnuar mirë do të jetë i lumtur të diskutojë me ju për procesin tuaj të ekstraktimit!

Na kontaktoni! / Na pyesni!

Në këtë prezantim ju njohim me prodhimin e ekstrakteve bimore. Shpjegojmë sfidat e prodhimit të ekstrakteve bimore me cilësi të lartë dhe si mund t'ju ndihmojë një sonikator t'i kapërceni këto sfida. Ky prezantim do t'ju tregojë si funksionon ekstraktimi ultrasonik. Do të mësoni çfarë përfitimesh mund të prisni nga përdorimi i një sonikatori për ekstraktim dhe si mund të integroni një ekstraktor ultrasonik në prodhimin tuaj të ekstrakteve.

Tema të lidhura

Literatura/Referencat

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.

Fakte që ia vlen të dini

Pse është kaq efikas ekstraktimi me ultratinguj?

Ultrasonically-assisted extraction (UAE) bazohet në transmetimin e valëve ultrasonike me intensitet shumë të lartë (valëve akustike) në një lëng ose suspension të trashë. Valët akustike krijojnë cikle të alternuara presioni të lartë / presioni të ulët, të cilat shkaktojnë fenomenin e kavitacionit akustik. Fenomeni i kavitacionit ultrasonik ose akustik karakterizohet nga kushte ekstreme, të kufizuara lokalisht, me presione, temperatura dhe forca prerëse shumë të larta. Në afërsi të flluskave të kavitacionit që shemben drejt brendësisë, mund të maten temperatura deri në 5000K, presione prej 1000 atmosferash, ritme ngrohjeje dhe ftohjeje mbi 1010 K/s dhe rryma lëngu me shpejtësi deri në 280m/s, të cilat shfaqen si forca prerëse shumë të larta dhe turbulenca në zonën e kavitacionit. Kombinimi i këtyre faktorëve (presionit, nxehtësisë, prerjes dhe turbulencës) shkatërron qelizat (lizë) dhe intensifikon transferimin e masës gjatë procesit të ekstraktimit. Kështu nxitet ekstraktimi lëng–ngurtë i përbërësve bimorë nga qelizat bimore. Teknika e ekstraktimit ultrasonik zbatohet gjerësisht për ekstraktimin e suksesshëm dhe efikas të flavonoideve, polisakarideve, alkaloideve, fitosteroleve, polifenoleve dhe pigmenteve nga bimët.

Pajisjet shpërbërëse me ultratinguj përdoren për ekstraktime nga burime bimore (p.sh. bimë, alga, kërpudha)

Ekstraktimi ultrasonik nga qelizat bimore: prerja tërthore mikroskopike (TS) tregon mekanizmin e veprimit gjatë ekstraktimit ultrasonik nga qelizat (zmadhimi 2000x) [burimi: Vilkhu et al. 2011]

Duhani

Bimë të ndryshme të gjinisë Nicotiana dhe të familjes Solanaceae (solanore) njihen si bimë duhani. Përveçse është termi që përdoret zakonisht për bimën, duhani përshkruan edhe produktet e përgatitura nga gjethet e thara të bimës së duhanit. Ndërsa Nicotiana tabacum është kultura kryesore që përdoret për prodhimin e duhanit dhe nikotinës, ekzistojnë mbi 70 lloje bimore duhani. N. tabacum është lloji mbizotërues që përdoret për produktet e duhanit, megjithatë varianti më i fuqishëm N. rustica mund të gjendet në mbarë botën dhe përdoret për prodhimin e pesticideve. Duke krahasuar përmbajtjen e nikotinës, gjethet e N. rustica kanë një përmbajtje nikotine që arrin deri në 9%, ndërsa gjethet e N. tabacum përmbajnë rreth 1 deri në 3%.
Duhani përmban alkaloidin stimulues nikotinë, si dhe alkaloide të harmalës. Gjethet e duhanit të thara dhe të përpunuara me tharje përdoren kryesisht për pirje në cigare, puro, llulla, nargjile, si dhe në cigare elektronike, puro elektronike, llulla elektronike dhe avullues. Si alternativë, ato mund të konsumohen si duhan për thithje nga hunda, duhan për përtypje, duhan që vendoset mes buzës dhe mishit të dhëmbëve dhe snus.

Familja e bimëve të duhanit përmban lloje dhe nënlloje të ndryshme, të cilat shfaqin profile të ndryshme alkaloidesh dhe shijesh.
Duhani oriental (Nicotiana tabacum L.) është një lloj duhani që kultivohet kryesisht në Turqi, Greqi dhe zonat fqinje, i cili përdoret për prodhimin tregtar të cigareve, purove dhe duhanit për përtypje. Ai ka një shije të fortë karakteristike, ka përmbajtje relativisht të ulët nikotine dhe përmbajtje të lartë sheqernash reduktuese, acidesh dhe vaji aromatik të avullueshëm, i cili u jep produkteve të duhanit një aromë intensive.

Njihen 67 lloje natyrore duhani. Më poshtë renditen llojet më të zakonshme:

Nicotiana acuminata (Graham) Hook. – duhan me shumë lule
Nicotiana africana Merxm.
Nicotiana alata Link & Otto – duhan me krahë, duhan jasemini, tanbaku (persisht)
Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – duhani i kojotës
Nicotiana benthamiana Domin
Nicotiana clevelandii A. Gray
Nicotiana glauca Graham – duhan drunor, duhan drunor brazilian, duhan shkurre, pema e sinapit
Nicotiana glutinosa L.
Nicotiana langsdorffii Weinm.
Nicotiana longiflora Cav.
Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – duhan shkretëtire, punche, “tabaquillo”
Nicotiana otophora Griseb.
Nicotiana plumbaginifolia Viv.
Nicotiana quadrivalvis Pursh
Nicotiana rustica L. – duhan aztek, mapacho
Nicotiana suaveolens Lehm. – duhan australian
Nicotiana sylvestris Speg. & Comes – duhan i Amerikës së Jugut, duhan pyjor
Nicotiana tabacum L. – duhan tregtar i kultivuar për prodhimin e cigareve, purove, duhanit për përtypje etj.
Nicotiana tomentosiformis Goodsp.

Tre llojet e mëposhtme janë hibride të krijuara nga njeriu:

Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana

Llojet e duhanit
Procesi i tharjes dhe i vjetërimit të mëpasshëm të gjetheve të duhanit shkakton oksidim dhe degradim të ngadaltë të karotenoideve të pranishme në gjethen e duhanit. Si pasojë e oksidimit, në gjethet e duhanit sintetizohen disa përbërje që japin aroma të ëmbla sane, çaji, vaji trëndafili ose frutash, të cilat kontribuojnë në “butësinë” e tymit. Niseshtetë shndërrohen në sheqerna, të cilat më pas glikojnë proteinat dhe oksidohen në produkte përfundimtare të glikimit të avancuar (AGEs). Ky është një proces karamelizimi që i jep edhe shijen tymit.
Mënyra e përgatitjes dhe e tharjes së duhanit ndikon në karakteristikat e tij përfundimtare aromatike. Tharja mund të kryhet në ajër, mbi zjarr, me ngrohje përmes tubave dhe në diell. Për shembull, duhani i tharë me ngrohje përmes tubave (p.sh. nga Franca) përmban vetëm nivele të ulëta alkaloidesh, ndërsa duhani Burley i tharë në ajër (p.sh. me prejardhje nga Guatemala) njihet për përmbajtjen e lartë të alkaloideve.

Ekstraktimi i duhanit me ultratinguj