કેરીની છાલમાંથી પોલિફેનોલ્સ – નિષ્કર્ષણની પદ્ધતિ મહત્ત્વ ધરાવે છે

વધુ સ્વસ્થ જીવનની શોધમાં, વૈજ્ઞાનિકો કુદરતી સ્રોતોમાંથી લાભદાયક સંયોજનોનું નિષ્કર્ષણ કરવા માટે સતત નવા પર્યાવરણને અનુકૂળ સ્રોતો અને કાર્યક્ષમ પદ્ધતિઓ શોધી રહ્યા છે. કેરીની છાલ જેવી ફળોની આડપેદાશો સહિતના ખાદ્ય કચરામાં પોલિફેનોલ્સ ભરપૂર હોય છે અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ફિનોલિક સંયોજનો મેળવવા માટે તેનો સ્રોત તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. તાજેતરનાં વર્ષોમાં લોકપ્રિય બની રહેલી આવી જ એક તકનીક અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ છે, જેમાં વનસ્પતિ સામગ્રીમાંથી જૈવસક્રિય સંયોજનોનું કાર્યક્ષમ નિષ્કર્ષણ કરવા માટે ઉચ્ચ આવૃત્તિનાં ધ્વનિતરંગોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ સંયોજનોમાં પોલિફેનોલ્સ તેમના અનેક સ્વાસ્થ્યલાભોને કારણે અગ્રસ્થાને આવ્યા છે, જેમાં એન્ટીઑક્સિડન્ટ અને સોજારોધક ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે. કેરીની છાલમાંથી પોલિફેનોલ્સના નિષ્કર્ષણની ઊંડાણપૂર્વકની સમજ મેળવવા અમારી સાથે જોડાઓ અને જાણો કે અલગ અલગ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપકરણો નિષ્કર્ષણની કાર્યક્ષમતા અને પોલિફેનોલ્સની ઉપજમાં કેવી રીતે નોંધપાત્ર તફાવત લાવે છે.

પોલિફેનોલ્સ શું છે?

પોલિફેનોલ્સ કુદરતી રીતે બનતાં સંયોજનોનો એક વૈવિધ્યસભર સમૂહ છે, જે ફળો, શાકભાજી, ચા, કોફી, વાઇન અને અન્ય વનસ્પતિ આધારિત ખાદ્યપદાર્થોમાં જોવા મળે છે. તેઓ તેમના એન્ટીઑક્સિડન્ટ ગુણધર્મો માટે જાણીતા છે, જે શરીરમાં ઑક્સિડેટિવ તણાવ સામે લડવામાં મદદ કરે છે અને હૃદયવાહિની રોગ, કેન્સર તથા ચેતાકોષોના ક્ષયને લગતા વિકારો જેવા દીર્ઘકાલીન રોગોનું જોખમ ઘટાડે છે. વધુમાં, પોલિફેનોલ્સ સોજારોધક, સૂક્ષ્મજીવરોધક અને કેન્સરરોધક અસરો દર્શાવે છે, જેના કારણે તેઓ સ્વસ્થ આહારના મૂલ્યવાન ઘટકો બને છે. વનસ્પતિ આધારિત ખાદ્ય આડપેદાશોમાંથી મળતાં ફિનોલિક સંયોજનો ઓછા ખર્ચનો સ્રોત છે, જેનો ખાદ્ય ઉમેરણો અથવા પૂરક તરીકે ઉપયોગ કરીને વધુ સ્વસ્થ આહારમાં યોગદાન આપી શકાય છે.
કેરીની છાલ ફિનોલિક સંયોજનોનો ઉત્તમ સ્રોત છે (14.85–127.6 mg/gDW). વધુમાં, તે ઊંચી માત્રામાં રેસા (શુષ્ક વજનના 100 g દીઠ 36–78 g); વિટામિન્સ (C અને E); અને કેરોટિનોઇડ્સ (0.1–51 mg/gDW) પ્રદાન કરે છે.

Aznar-Ramos અને તેમના સહકર્મીઓનો વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસ કેરીની છાલની આડપેદાશોમાંથી ફિનોલિક સંયોજનોના નિષ્કર્ષણના રસપ્રદ ક્ષેત્ર અને યોગ્ય નિષ્કર્ષણ ઉપકરણોના મહત્ત્વ અંગે પ્રભાવશાળી સમજ આપે છે. અભ્યાસનાં પરિણામો પરંપરાગત અલ્ટ્રાસોનિક બાથની સરખામણીમાં ફિનોલિક સંયોજનોના નિષ્કર્ષણમાં પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનની શ્રેષ્ઠ કામગીરી પર પ્રકાશ પાડે છે.

પ્રતીતિજનક પરિણામો: કાર્યક્ષમતા અને ચોકસાઈની ગાથા

આંકડા સામે આવતાં એ સ્પષ્ટ થયું કે અજોડ કાર્યક્ષમતા અને ચોકસાઈ સાથે કુદરતી સંપદા પ્રાપ્ત કરવાની ચાવી પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનમાં રહેલી છે. કુલ ફિનોલિક માત્રા (TPC) માટે મેળવેલાં મૂલ્યોએ બંને નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ વચ્ચે નોંધપાત્ર તફાવત દર્શાવ્યો. અલ્ટ્રાસોનિક બાથથી 1.6 અને 8.7 mg GAE/g dw વચ્ચેના TPC મૂલ્યો મળ્યા, જ્યારે સોનોટ્રોડ નિષ્કર્ષણથી 3.9 થી 9.4 mg GAE/g dw સુધીનાં વધુ ઊંચાં મૂલ્યો મળ્યાં. આ પરિણામોએ કેરીની છાલની આડપેદાશોમાંથી ફિનોલિક સંયોજનોનું નિષ્કર્ષણ મહત્તમ કરવામાં પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેટર્સની ક્ષમતા સ્પષ્ટ કરી.

પરંતુ પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનના ફાયદા ત્યાં જ પૂરા થતા નહોતા. વિશ્લેષણમાં વધુ ઊંડાણપૂર્વક તપાસ કરતાં સંશોધકોને એક રસપ્રદ વલણ જોવા મળ્યું – પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનથી અલ્ટ્રાસોનિક બાથની સરખામણીમાં વધુ વિવિધ પ્રકારનાં સંયોજનોનું નિષ્કર્ષણ થયું. સોનોટ્રોડથી મેળવેલા અર્કોમાં કુલ 22 સંયોજનોની માત્રા માપવામાં આવી, જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક બાથના નમૂનાઓમાં 15 સંયોજનોની માત્રા માપવામાં આવી; આથી પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનની શ્રેષ્ઠતા વધુ સ્પષ્ટ થઈ.

ફળોના કચરામાંથી ફિનોલિક સંયોજનો પ્રાપ્ત કરવા: પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનની સફળતા

મળી આવેલાં અસંખ્ય સંયોજનોમાં ફ્લેવોનોઇડ્સ સૌથી વધુ ધ્યાન ખેંચનારાં બન્યાં. પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનથી મેળવેલા અર્કમાં ફ્લેવોનોઇડ્સની સૌથી વધુ માત્રા નોંધાઈ, જેણે કુદરતના ઔષધીય ભંડારને તેની સંપૂર્ણ સમૃદ્ધિ સાથે ઉપલબ્ધ કરાવવાની તેની અજોડ ક્ષમતા દર્શાવી. ખાસ કરીને, સોનોટ્રોડથી મેળવેલા અર્કોમાં મિથાઇલગેલેટની વધુ ઊંચી માત્રા મળી – બાથ અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી મેળવેલા અર્કો કરતાં આઠ ગણીથી પણ વધુ – જ્યારે સોનોટ્રોડ નમૂનાઓમાં ગેલોઇલગ્લુકોઝના સમઘટકો અને મિથાઇલગેલેટની કુલ માત્રા નોંધપાત્ર રીતે વધુ હતી.

વ્યાપારી ઉત્પાદન માટે વ્યાપ વધારવો: પ્રયોગશાળાથી ઉદ્યોગ સુધી

એ નોંધવું મહત્ત્વનું છે કે પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનના ફાયદા પ્રયોગશાળાની દીવાલોથી આગળ વિસ્તરે છે. પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક એમ બંને સ્તરે તેનો વ્યાપ વધારી શકાતો હોવાથી, પ્રોબ પ્રકારનું સોનિકેશન અનેક સંભાવનાઓનાં દ્વાર ખોલે છે. નાના પાયાના પ્રયોગોથી લઈને મોટા પાયાના ઉત્પાદન સુધી, પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેટર્સની કાર્યક્ષમતા અને વિશ્વસનીયતા નિષ્કર્ષણ ઉદ્યોગમાં પરિવર્તનકારી નવીનતાઓ માટે માર્ગ મોકળો કરે છે.

નિષ્કર્ષણ વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં, જ્યાં દરેક ટીપું મહત્ત્વ ધરાવે છે, ત્યાં પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેટર્સ કાર્યક્ષમતા અને ચોકસાઈના માર્ગદર્શક તરીકે ઊભરી આવે છે. કેરીની છાલની આડપેદાશોમાંથી ફિનોલિક સંયોજનોનું નિષ્કર્ષણ કરવામાં તેમની નોંધપાત્ર કામગીરી દ્વારા, ધ્વનિ આધારિત આ અદ્ભુત ઉપકરણોએ નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ અંગેની આપણી સમજને નવો આકાર આપ્યો છે. ભવિષ્ય તરફ જોતાં, પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનથી શરૂ થયેલી ધ્વનિ ક્રાંતિ એક પછી એક ધ્વનિતરંગ સાથે વૈજ્ઞાનિક શોધની નવી ક્ષિતિજો ખોલવાનું વચન આપે છે.

પરંપરાગત નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ વિરુદ્ધ અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

પરંપરાગત રીતે, પોલિફેનોલ્સનું નિષ્કર્ષણ મેસરેશન, સોક્સલેટ નિષ્કર્ષણ અને વરાળ નિસ્યંદન જેવી પદ્ધતિઓથી કરવામાં આવતું રહ્યું છે. આ તકનીકો અસરકારક હોવા છતાં, તેમાં ઘણી વાર નિષ્કર્ષણ માટે લાંબો સમય, ઊંચું તાપમાન અને કાર્બનિક દ્રાવકોનો ઉપયોગ જરૂરી બને છે, જે સંવેદનશીલ સંયોજનોનું વિઘટન કરી શકે છે અને અર્કની ગુણવત્તાને અસર કરી શકે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એક બિનતાપીય, પર્યાવરણને અનુકૂળ અને અત્યંત કાર્યક્ષમ વિકલ્પ તરીકે સામે આવે છે. આ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે 20 kHz થી 100 kHzની શ્રેણીમાં રહેલા અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોની શક્તિનો ઉપયોગ કરીને કોષભિત્તિઓ તોડે છે અને વનસ્પતિના માળખામાંથી જૈવસક્રિય સંયોજનો મુક્ત કરે છે. આ પ્રક્રિયામાં વનસ્પતિ સામગ્રીને દ્રાવકમાં (સામાન્ય રીતે પાણી અથવા પાણી અને ઇથેનોલના મિશ્રણમાં) ડુબાડવામાં આવે છે અને તેના પર અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો લાગુ કરવામાં આવે છે, જે કેવિટેશનના પરપોટા બનાવે છે. આ પરપોટા વનસ્પતિ કોષોની નજીક અંદરની તરફ તૂટી પડે છે, જેથી તીવ્ર કાતર બળો અને સૂક્ષ્મ જેટ પ્રવાહો ઉત્પન્ન થાય છે, જે નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે. પરિણામે, અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પરંપરાગત પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં અનેક ફાયદા આપે છે, જેમાં નિષ્કર્ષણ માટે ઓછો સમય, દ્રાવકનો ઓછો વપરાશ અને નિષ્કર્ષણની વધુ ઊંચી ઉપજનો સમાવેશ થાય છે.

અલ્ટ્રાસોનિક પોલિફેનોલ નિષ્કર્ષણના ફાયદા:

પોલિફેનોલ્સને અલગ કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણનો ઉપયોગ અનેક ફાયદા આપે છે:

1. નિષ્કર્ષણની વધેલી કાર્યક્ષમતા: અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો યાંત્રિક પદ્ધતિઓ કરતાં વનસ્પતિ પેશીઓમાં વધુ અસરકારક રીતે પ્રવેશે છે, જેના પરિણામે નિષ્કર્ષણની કાર્યક્ષમતા વધે છે અને પોલિફેનોલ્સની વધુ ઉપજ મળે છે.
2. પ્રક્રિયા સમય ઘટાડે છે: પરંપરાગત તકનીકોની સરખામણીમાં, અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ નિષ્કર્ષણના સમયમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે, જેથી વધુ ઝડપી ઉત્પાદન અને એકમ સમયમાં વધુ સામગ્રીની પ્રક્રિયા શક્ય બને છે.
3. જૈવસક્રિયતાની જાળવણી: અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણની સૌમ્ય પ્રકૃતિ પોલિફેનોલ્સનું તાપીય વિઘટન અને ઑક્સિડેશન ન્યૂનતમ રાખે છે, જેથી તેમના જૈવસક્રિય ગુણધર્મો જળવાય છે અને અર્કની ગુણવત્તા વધે છે.
4. પર્યાવરણને અનુકૂળ: વધુ દ્રાવકની જરૂર પડતી પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં, અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણમાં દ્રાવકનો ન્યૂનતમ ઉપયોગ જરૂરી બને છે અને ઝેરી કાર્બનિક દ્રાવકોની જરૂરિયાત દૂર થાય છે, જે તેને પર્યાવરણીય રીતે ટકાઉ અને આર્થિક રીતે વ્યવહારુ બનાવે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક પોલિફેનોલ નિષ્કર્ષણના ઉપયોગો:

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણની બહુમુખી ઉપયોગિતાને કારણે ઔષધો, ન્યુટ્રાસ્યુટિકલ્સ, ખાદ્યપદાર્થો અને પીણાં, સૌંદર્યપ્રસાધનો તથા વનસ્પતિ આધારિત ઔષધોના ઉદ્યોગો સહિત વિવિધ ઉદ્યોગોમાં તેનો વ્યાપક સ્વીકાર થયો છે. કેટલાક સામાન્ય ઉપયોગોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• આહારપૂરકો અને કાર્યાત્મક ખાદ્યપદાર્થો માટે પોલિફેનોલ્સથી સમૃદ્ધ અર્કોનું ઉત્પાદન
• ખાદ્ય સંરક્ષણ અને સૌંદર્યપ્રસાધનોમાં ઉપયોગ માટે કુદરતી એન્ટીઑક્સિડન્ટ્સનો વિકાસ
• ઔષધીય ફોર્મ્યુલેશનો માટે ઔષધીય વનસ્પતિઓમાંથી જૈવસક્રિય સંયોજનોનું નિષ્કર્ષણ
• ફ્લેવોનોઇડ્સ, ફિનોલિક એસિડ્સ અને ટેનિન્સ જેવા પોલિફેનોલ્સના ચોક્કસ ઉપવર્ગો માટે નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓનું શ્રેષ્ઠીકરણ

 
સંદર્ભો:

• Aznar-Ramos, M.J.; Razola-Díaz, M.d.C.; Verardo, V.; Gómez-Caravaca, A.M. (2022): કેરીની છાલની આડપેદાશોમાંથી ફિનોલિક સંયોજનોના અલ્ટ્રાસોનિક બાથ અને સોનોટ્રોડ દ્વારા નિષ્કર્ષણ વચ્ચેની સરખામણી. Horticulturae 2022, 8, 1014.
• Sara Marçal, Manuela Pintado (2021): ખાદ્ય ઘટક / ઉમેરણ તરીકે કેરીની છાલ: પોષણમૂલ્ય, પ્રક્રિયા, સલામતી અને ઉપયોગો. Trends in Food Science & Technology, ખંડ 114, 2021. 472–489.