Tutto sulla Nicotina - Storia, Usi e Produzione

La nicotina è una sostanza onnipresente, molto importante anche per riuscire a smettere di fumare tabacco combusto, milioni di persone la consumano quotidianamente, in ogni continente, alcuni lo fanno per piacere, altri per motivi medici e come ho detto, anche per non usarla più.

Premetto che la nicotina pura è una sostanza altamente pericolosa, che può portare conseguenze fatali: maneggiata in modo e quantità improprie è un VELENO MORTALE, lo so che lo sappiamo tutti, ma è meglio ribadirlo.

Con quest’articolo vediamo qualche accenno di storia della nicotina ma soprattutto come viene prodotta.

La nicotina pura è una sostanza che si trova in natura in gran quantità specialmente nelle solanacee ma il vegetale di riferimento per l’estrazione della nicotina è la pianta di tabacco.
Tutti sappiamo che la specie più popolare per produrre nicotina è la Nicotiana Tabacum, ma non è l’unica, anzi, ci sono altre specie, originarie del Sud America, come la Nicotiana rustica, la Nicotiana alata o la Lobelia Inflata.

Forse non tutti sanno che le foglie della Nicotiana Rustica di fatto contengono fino a 3 volte più nicotina della Nicotiana tabacum, ma non è altrettanto popolare per via del gusto, quello della Nicotiana tabacum è molto più morbido.

Le piantagioni: lo sapevate che i produttori di sigarette sono arrivati al punto di modificare geneticamente le piantagioni di tabacco affinché le piante producano il triplo della nicotina?
Per ammorbidire il gusto della nicotina “indurita” dall’alta concentrazione vengono aggiunti acido levulinico, emulsionanti e sali!

Allora sorge una domanda, non è che, forse, certi tipi di nicotina che usiamo noi e che “grattano in gola” o “danno fastidio” non siano derivate dalla “Rustica” invece che dalla Tabacum? E che per quello costino meno? Credo che non esista fine alle “furberie” dei produttori anche se farmaceutici.
Tante volte parliamo di allergia al PG, però sapete anche che è uno dei miei mantra, siete sicuri che sia il PG e non la nicotina? La provenienza di base e la qualità della distillazione contano molto e questa potrebbe essere una delle tante possibili risposte ai problemi che tanti accusano.

La nicotina è prodotta naturalmente?

Sì, è prodotta naturalmente se derivata dalle piante di tabacco, ma esiste anche la versione di sintesi che è diventata popolare proprio perché non è un prodotto derivato dal tabacco ed in quanto tale non assoggettabile alle normative sui prodotti del tabacco.
Questo, ha costretto tanti governi a correre ai ripari applicando ban, divieti, tassazione e legiferazioni ad hoc per includerla.
Ma non è solo nella pianta di tabacco che troviamo la nicotina, esiste anche nei pomodori, nelle melanzane o nei peperoni ed in genere come suddetto nelle Solanacee.

La storia del nome della nicotina e come è arrivata in Europa?

La Nicotiana tabacum proviene dal Sud America, lì gli indigeni arrotolavano le foglie, la bruciavano e ne inalavano i fumi. L'uso del tabacco era per scopi religiosi e anche medici.
Il nome nicotina, deriva da Jean Nicot de Villemain, uno studioso e diplomatico francese stanziato in Portogallo.



La diffusione in Europa cominciò quando nel 1560 Jean Nicot spedì i semi della pianta al Re di Francia e c’è anche un aneddoto dietro a questo evento, sembrerebbe che, per sbaglio (come spesso accade nelle grandi scoperte) gli cadde su una ferita del tabacco umido importato dal Sud America, quel tabacco gli lenì il dolore e pensò che poteva essere un antidolorifico, allora lo spedì al Re.
A quel tempo, si credeva che fumare tabacco, prevenisse le malattie, compresa la peste, però per la scoperta della nicotina come sostanza si dovette aspettare altri 300 anni.

È nel 1828 che due chimici tedeschi, Wilhelm Heinrich Posselt e Karol Ludwig Reimann riuscirono a isolare la sostanza dalle foglie della Nicotiana tabacum.
Nel 1843 fu descritta la formula empirica della nicotina da Louis-Henri-Frederic Melsens, e ne fu scoperta la struttura nel 1893, da Adolf Pinner, ma solo nel 1904 la nicotina pura fu sintetizzata per la prima volta da Ame Pictet e A. Rotschy.
Anche se in passato molti credevano che il tabacco prevenisse le malattie e curasse varie condizioni mediche, già i due chimici tedeschi che l’avevano isolata la descrissero come un veleno.

Come viene creata?

Fase 1) L’approvvigionamento del tabacco

La pianta del tabacco fiorisce da fine giugno a settembre nell'emisfero settentrionale e da settembre a febbraio nell'emisfero meridionale. Cresce in tutti i continenti e richiede terreni fertili e abbastanza umidi.
Fondamentalmente, il tabacco può crescere in qualsiasi luogo caldo e deve avere approssimativamente 100 notti senza gelate, il freddo e la troppa acqua rendono le piante sottili e deboli.
L'intervallo di temperatura per la crescita efficiente del tabacco varia a seconda della regione, ma ci sono differenze qualitative sostanziali se lo si coltiva a 18-25 oppure a °C a 20-30 °C.
Abbiamo già detto che a seconda dell’uso si coltivano piante che hanno qualità diverse che cambia a seconda delle esigenze finali per cui il tabacco viene acquistato, o visto che per creare la nicotina si usa la Nicotina Tabacum, che è la più popolare per via del gusto.

La pianta di tabacco viene divisa in tre sezioni o gruppi di foglie:

Lugs: Le 4-5 foglie più basse
Cutter: Le foglie centrali
Upper Stalk, Campo superiore: Le foglie alte e la punta, detta tip.




Perché è divisa in sezioni? Perché più alte sono le foglie, maggiore è la concentrazione di nicotina, come da schema.

Chi sono i produttori mondiali di tabacco?

E qua viene la sorpresa, sapete chi è il primo produttore mondiale di tabacco greggio in assoluto?
Il primo che mi dice: non compro roba cinese gli rido in faccia, perché il più grande produttore mondiale di tabacco è proprio la Cina, che nel 2020 ha prodotto oltre 2.610.000 tonnellate di tabacco!

Al secondo posto? L'India! Ci meravigliamo perché il vaping in India è stato bannato? Anche no, ne avevamo parlato su SEF al tempo del ban, e ne produce 800.000 tonnellate, ma è un terzo di quello che ne produce la Cina.

Al terzo posto, con una produzione simile c’è il Brasile, con oltre 760.000 tonnellate, di anno in anno si scambiano il secondo e il terzo posto, qua manca l'Indonesia, ma i dati non sono certi.
Tra il terzo e il quarto posto c’è un’altro divario enorme, lo Zimbabwe che ne produce 250.000 tonnellate ed è solo al quinto posto che vediamo gli Stati Uniti con 210.000 tonnellate. L’Italia non scherza per niente con 50.000 tonnellate, è il primo produttore europeo di tabacco greggio!
Cina e India sono anche, chiaramente, i due maggiori produttori di nicotina al mondo.

Fase 2) L’essiccazione delle foglie di tabacco

Dopo che le foglie di tabacco vengono raccolte, vengono essiccate. Esistono vari metodi di essiccazione e viene deciso a seconda della specie, vediamo i metodi, ma i più esperti, li conosciamo tutti:

Air-curing: le foglie di tabacco sono appese in capannoni ventilati e non riscaldati. Rimangono lì fino a quando il colore diventa marrone, marrone chiaro. Di solito dura dalle quattro alle otto settimane. Alla fine di questo processo la maggior parte degli zuccheri è stata eliminata, e le foglie avranno un alto contenuto di nicotina.
Flue curing: il calore entra nell'essiccatoio attraverso delle tubazioni collegate ad un forno esterno. La gamma di colori va dal giallo all'arancio-rosso. Il periodo di trattamento va dai tre giorni alle dieci settimane.
Sun curing: È evidente, le foglie vengono lasciate al sole fino a 30 giorni. Il colore varia dal giallo al marrone e il tabacco contiene molto zucchero.
Il sun curing e gli essiccatoi essendo i più neutri, sono i più popolari per produrre la nicotina.
Fire curing: simile al processo che si applica con gli affumicatoi. A seconda del tipo di chips usate per affumicare si dà al tabacco un odore e gusto particolare, il periodo di trattamento va dai tre giorni alle dieci settimane.

Una volta essiccato, il tabacco viene ordinato per dimensione, colore e maturità. Successivamente il prodotto viene pressato in balle da 30-80 kg, la nicotina che ne deriva costituisce dal 0,6% al 3% del peso totale delle foglie essiccate, fatevi un pò di conti.

Fase 3) Preparazione della foglia per l’estrazione

Dopo che le foglie di tabacco sono state essiccate, diventano la materia prima nel processo di estrazione.
Un piccolo incipit che non c'entra con la nicotina, è proprio in questo punto della lavorazione che il tabacco viene triturato per fare le sigarette ed è qui che le BT aggiungono i famosi additivi, tra i quali: ulteriore nicotina, umettanti, conservanti, broncodilatatori, aromi, rallentatori di combustione, agenti ammorbidenti come l’acido levulinico e tante altre cose poco simpatiche.

Torniamo alla nicotina, a seconda dei metodi utilizzati, le foglie vengono decostolate (forse, dipende dal produttore) e trasformate in una di queste due forme:

1) Polvere di tabacco: Foglie di tabacco macinate in polvere
2) Striscie: circa 2×2 mm, in cui le foglie sono state precedentemente tagliate

Dopo questa lavorazione gli avanzi non si buttano via:
I rifiuti del tabacco hanno molteplici applicazioni, specialmente nel giardinaggio e nell'agricoltura, per esempio come fertilizzante, contiene azoto, fosforo e potassio, chiaramente non può essere usato su alimenti che già la contengono, p.e. con pomodori, patate melanzane.
Anche come pesticida, ricordiamoci sempre che quei “rifiuti” contengono nicotina, un veleno per gli organismi viventi.

Ogni tanto spezzo con qualche aneddoto, ma a proposito di questa famiglia di piante, una cosa che non c'entra con la nicotina, ma da italo-inglese mi fa sorridere, in inglese vengono chiamate Nightshades, trad. ombre di notte, in italiano invece Solanacee, da Solanum, una parola che richiama il suo opposto, il sole.
La derivazione del termine è incerta ma mi fa sorridere lo stesso, che c’azzecca la notte col sole? L’ombra notturna potrebbe centrare con la velenosità di alcune solanacee, però lo stesso, fa sorridere.

Fase 4) L'estrazione

La fase successiva del processo è l'estrazione, il metodo dipende dal produttore, se con solvente, in estrazione supercritica oppure a secco.

Quando si parla di solvente, come suggerisce il nome, l’estrazione viene eseguita utilizzando vari solventi tipo: acqua, alcool, oli minerali, solventi organici o acidi. Il tabacco essiccato viene macerato con un solvente. Il prodotto viene sottoposto ad acidificazione, neutralizzazione e quindi ad evaporazione e allora si ottiene l'estratto di nicotina grezzo.

Nel metodo supercritico, si usa come solvente il CO₂ portato in condizione supercritica, 31,1° C e 73,8 bar.
La materia vegetale viene posta in un contenitore dove viene iniettata l’anidride sotto forma di gas, che a seconda della pressione sottoposta fa l’estrazione è qui si separa la nicotina dalle foglie di tabacco.

Nell’estrazione a secco invece il materiale viene riscaldato e i fumi-vapore ottenuti vengono poi sciolti, ad esempio, in acqua, facendoli passare in un impianto di circolazione forzata.

In ogni metodo, comunque il risultato è lo stesso: un estratto di nicotina liquido, cambia solo il modo.

Fase 5) Purificazione finale dell'estratto di nicotina liquida (fase di distillazione)

Il prodotto grezzo pre purificato ha di solito una purezza che varia dal 90 al 95% per farlo diventare farmaceutico bisogna ulteriormente purificarlo e concentrarlo, e solo dopo aver eseguito questa distillazione che l'effetto finale sarà la nicotina distillata con oltre il 99% di purezza.

Esistono vari metodi per la purificazione e dipendono dal produttore, uno è il processo controllato a lungo stadio con distillazione frazionata oppure rettificata, dove il prodotto viene posto a vaporizzazione usando temperature controllate per permettere la separazione selettiva delle molecole più volatili.
Tale procedura, pertanto, sfrutta il “boiling point” della molecole.

Con la distillazione multilivello, detta anche distillazione multi stadio, invece il pretrattato passa attraverso vari stadi con temperatura controllata da scambiatori e più stadi a pressione eterogenea.



La materia prima viene riscaldata e raffreddata in più passaggi ottenendo un prodotto puro che a seconda delle fasi di estrazione ha un utilizzo commerciale diverso: il più grezzo p.e. potrebbe essere usato per la disinfestazione in agricoltura, nei laboratori chimici, mentre il più puro per uso farmaceutico. Un famoso esempio di multi stage, è la desalinizzazione.

Dopo tutti questi processi abbiamo ottenuto un prodotto puro al 99,5%.

Usi e abusi
Una delle cose di cui personalmente ho sentito parlare poco, forse perché non fa notizia o titoli clickbait, è la Malattia del tabacco verde.
Esiste una malattia chiamata "malattia del tabacco verde, Green Tobacco Sickness", che la contraggono i lavoratori delle coltivazioni di piante di tabacco. Le persone che sono esposte alla nicotina e agli agenti chimici, derivati dalle foglie di tabacco, assorbendoli contraggono intossicazioni e allergie alla pelle.
I sintomi più comuni sono debolezza, seguiti da nausea, vomito, vertigini, mal di testa e crampi addominali.

Nicotina svapata e nicotina combusta.
Lo svapo è meno dannoso del fumo di tabacco per combustione, poco da fare; l'assorbimento della nicotina, specialmente dalle sigarette tradizionali, ha anche effetti a lungo termine non piacevoli.
Le foglie di tabacco contengono circa 3800 sostanze che però crescono fino a 5000-6000 quando vengono bruciate. Circa 100 prodotti della combustione del tabacco sono molto dannosi e contribuiscono allo sviluppo di cancro ai polmoni, enfisema, malattie cardiovascolari infarti, danni al DNA e altro ancora. Tra i 100 famosi ci sono: monossido di carbonio, arsenico e polonio-210 radioattivo, ma sono tutti derivati dal fumo combusto, se poi aggiungiamo gli additivi non naturali, siamo a posto, ma tutto questo non c'entra niente con la nicotina in sé e lo spiego:

La nicotina crea dipendenza, sì lo sappiamo, ma da cosa è data questa dipendenza?
Semplice, è data dalla quantità e dalla velocità dell’assorbimento nel sangue; maggiore è la quantità e più veloce è l’assorbimento quindi maggiore è la dipendenza.
Nel fumo combusto la velocità di assorbimento è altissima, soprattutto se consideriamo che il tipo di nicotina contenuta nelle sigarette è stata anche modificata appositamente per aumentare questa velocità. Come? Vengono aggiunti bronco dilatatori, filtri ventilati e così via, e allora capiamo il perché del sinonimo Nicotina=dipendenza.
Nello svapo non abbiamo questi agenti e l’assorbimento è molto più lento, la quantità è inoltre modulabile verso il basso, quindi crea molta meno dipendenza, la nicotina farmaceutica (si spera) non è stata modificata appositamente, ed ecco perché non si hanno i tipici sintomi di astinenza.
Va da sé che è un passo molto importante assicurarsi che la nicotina sia farmaceutica e purissima!

Nicotina in medicina
Un altro esempio dell'uso della nicotina è in medicina. Viene usata nei cerotti, negli spray, con risultati molto dubbi secondo me, ma parlando di nicotina lo devo dire.
Ci sono invece studi interessanti che ho approfondito in quest’altro post; se avete tempo dategli un’occhiata:


Ritorno ai campi – uso agricolo
Ultimo ma non meno importante, siamo tornati al punto di partenza: l'ambiente naturale. La nicotina è prodotta da alcune piante per spaventare gli erbivori e insetti dannosi. Basse dosi sono tossiche per gli insetti, impedendo alle piante di essere distrutte dai parassiti.
La nicotina è spesso utilizzata nel settore agricolo come principio cardine negli insetticidi. Di conseguenza, gli agricoltori spesso cercano prodotti contenenti nicotina per proteggere le coltivazioni.
L'uso della nicotina negli insetticidi è cambiato un po' nel 2014 quando i regolamenti hanno reso questi prodotti vietati dagli Stati Uniti e dall'Unione Europea. Al giorno d'oggi, gli agricoltori usano neonicotinoidi, con prodotti che derivano dalla nicotina.

Conclusione?
Il viaggio della nicotina parte diversi secoli fa e inizia dagli indigeni in Sud America, oggi viene usata da milioni di persone in tutto il mondo, è stata usata contro le malattie, per svago, per vizio, come droga, è stata modificata, studiata, rimodificata, ricreata chimicamente e ancora stiamo cercando di capirla, di comprenderne gli effetti, che siano desiderati o indesiderati, ma è talmente complessa e complessi sono i suoi effetti nel nostro organismo, che continuiamo a studiarla e cercare alternative simili o di effetto simile e non ci siamo riusciti, o solo in parte.

Spero di avervi fatto pensare, di avervi dato qualche informazione in più e magari anche sorridere.