રસની જાળવણી અને પોષક તત્ત્વોમાં વૃદ્ધિ માટે સોનિકેશન
આધુનિક ખાદ્ય પ્રસંસ્કરણમાં, પોષણમૂલ્ય વધારવાની સાથે તાજગી જાળવવી એ એક મુખ્ય પડકાર છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળું અલ્ટ્રાસોનિકેશન – પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેટરોનો ઉપયોગ કરીને – એક શક્તિશાળી બિનતાપીય પ્રસંસ્કરણ પદ્ધતિ તરીકે પ્રચલિત બન્યું છે. આ લેખમાં એક વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસનાં તારણો રજૂ કરવામાં આવ્યાં છે, જેમાં Stevia rebaudiana વડે મીઠાશ અપાયેલા સ્ટ્રોબેરીના રસની પોષક રૂપરેખા Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો દ્વારા કેવી રીતે સુધરે છે તેની તપાસ કરવામાં આવી છે.
મુખ્ય તારણો: સોનિકેશન ફિનોલિક પદાર્થોનું પ્રમાણ, ફ્લેવોનોઇડ્સનું સ્તર અને એન્ટિઑક્સિડન્ટ ક્ષમતા વધારે છે – આ બધું ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે યોગ્ય અને મોટા પાયે વિસ્તારી શકાય તેવી પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે.
ગરમીને બદલે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ શા માટે કરવો?
પરંપરાગત પાશ્ચરીકરણ પોલિફિનોલ્સ અને ફ્લેવોનોઇડ્સ જેવા ઉષ્માસંવેદનશીલ સંયોજનોનું વિઘટન કરી શકે છે. તેની સરખામણીમાં, અલ્ટ્રાસોનિકેશન એક બિનતાપીય પ્રસંસ્કરણ તકનીક છે, જે ગરમીથી નુકસાન કર્યા વિના કોષોના વિઘટન અને અણુઓના પ્રસરણને વધારવા માટે ધ્વનિક કેવિટેશનનો ઉપયોગ કરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે રસની જાળવણી અને પોષક તત્ત્વોનું નિષ્કર્ષણ
Šic Žlabur અને સહલેખકો (2019) દ્વારા કરવામાં આવેલો તાજેતરનો સમકક્ષ સમીક્ષિત અભ્યાસ જર્નલ “Molecules” માં પ્રકાશિત થયો હતો. આ અભ્યાસ Hielscher સોનિકેટર મોડેલ UP400St નો ઉપયોગ કરીને Stevia rebaudiana વડે મીઠાશ અપાયેલા સ્ટ્રોબેરીના રસની પ્રક્રિયા કરવા માટે ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડની અસરકારકતાના મજબૂત પુરાવા આપે છે. ઉપયોગમાં લેવાયેલી Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમો સાથે પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓને રેખીય પ્રમાણમાં મોટા પાયે વિસ્તારી શકાય છે, તેથી આ તારણો ઔદ્યોગિક રસ પ્રસંસ્કરણ માટે નોંધપાત્ર મહત્ત્વ ધરાવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રસ પ્રસંસ્કરણના લાભો:
- જૈવસક્રિય સંયોજનોનું વધેલું નિષ્કર્ષણ
- સ્વાદ અને રંગની જાળવણી
- સૂક્ષ્મજીવોના ભારમાં ઘટાડો
- મોટા પાયે વિસ્તારી શકાય તેવી અને ઊર્જાકાર્યક્ષમ પદ્ધતિ
- ક્લીન-લેબલ, ઉમેરણમુક્ત પ્રક્રિયા
પ્રાયોગિક ગોઠવણ: રસનું સોનિકેશન
આ અભ્યાસમાં લીલા સ્ટીવિયા પાઉડરની હાજરીમાં સ્ટ્રોબેરીના રસની પ્રક્રિયા કરવા માટે Hielscher UP400St અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર (400 W, 24 kHz) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
સંશોધકોએ વિવિધ કંપનવિસ્તારો (50%, 75%, 100%), પ્રોબના વ્યાસો (7 mm ટિપના કદવાળો સોનોટ્રોડ S24d7 અને 22 mm ટિપના કદવાળો S24d22) અને સોનિકેશનના સમયગાળાઓ (15, 20 અને 25 મિનિટ) હેઠળ પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેશનની અસરોનું મૂલ્યાંકન કર્યું હતું. પરીક્ષણ કરાયેલી તમામ પરિસ્થિતિઓમાં, સૌથી તીવ્ર પ્રક્રિયા – 100% કંપનવિસ્તાર, 22 mm પ્રોબ, 25 મિનિટ – એ સૌથી નોંધપાત્ર પરિણામો આપ્યાં હતાં.
પરિણામોની ઝાંખી – અલ્ટ્રાસોનિક રસ પ્રસંસ્કરણ
કુલ ફિનોલિક પ્રમાણ (TPC) માં વૃદ્ધિ
સોનિકેશન કરેલા રસોમાં હળવા સોનિકેશનની સરખામણીમાં 23% સુધી વધુ TPC અને સ્ટીવિયા ધરાવતા સોનિકેશન ન કરેલા રસોની સરખામણીમાં 18% વધુ TPC જોવા મળ્યું હતું.
| નમૂનો | TPC (mg GAE/L) | ફ્લેવોનોઇડ્સ (mg GAE/L) | એન્ટિઑક્સિડન્ટ ક્ષમતા (mmol TE/L) |
|---|---|---|---|
| નિયંત્રણ નમૂનો | 927.3 ± 55.6 | 659.0 ± 39.6 | 3.77 ± 0.28 |
| JGSP | 1003.2 ± 13.6 | 685.2 ± 40.7 | 3.84 ± 0.09 |
| C18 | 1185.6 ± 0.2 | 791.5 ± 1.1 | 3.89 ± 1.15 |
C18: 22 mm પ્રોબ, 100% કંપનવિસ્તાર અને 25 મિનિટ સાથે સોનિકેશન કરેલું
કોષ્ટક: ફિનોલિક પ્રમાણ અને એન્ટિઑક્સિડન્ટ સક્રિયતા પર સોનિકેશનની અસર
સૌથી હળવા સોનિકેશનની સરખામણીમાં કુલ ફિનોલિક પ્રમાણ (TPC) માં 23% અને સ્ટીવિયા ધરાવતા સોનિકેશન ન કરેલા નમૂનાઓની સરખામણીમાં 18% વધારો થયો હતો.
જે મુખ્ય ફિનોલિક પદાર્થોના પ્રમાણમાં વધારો થયો તેમાં લ્યુટેઓલિન, એપિજેનિન, ક્વેર્સેટિન, માયરિસેટિન અને કેમ્ફેરોલનો સમાવેશ થતો હતો, જેમાં 3 થી 7 ગણો વધારો જોવા મળ્યો હતો.
એન્ટિઑક્સિડન્ટ ક્ષમતા (ABTS પરીક્ષણ દ્વારા) પણ વધી હતી, જે જૈવસક્રિય પદાર્થોમાં થયેલો વધારો દર્શાવે છે.
ફિનોલિક ઍસિડ્સ અને ફ્લેવોનોઇડ્સની રૂપરેખા
અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી પાયરોગેલોલ અને 4-મિથાઇલ-કેટેકોલ જેવા ફિનોલિક ઍસિડ્સનું વધુ સારું નિષ્કર્ષણ શક્ય બન્યું હતું. સૌથી તીવ્ર સોનિકેશન કરેલા રસમાં પાયરોગેલોલનું પ્રમાણ લગભગ 2 mg/g સુધી પહોંચ્યું હતું – જે સોનિકેશન ન કરેલા સમકક્ષ રસો કરતાં 3.5× થી વધુ હતું.
ધ્વનિક કેવિટેશન દરમિયાન હાઇડ્રોક્સિલ મુક્તમૂલકોનું નિર્માણ સંભવતઃ ફિનોલિક સંયોજનોના વધેલા હાઇડ્રોક્સિલેશન અને મુક્તિમાં ફાળો આપે છે, જે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણની કાર્યપદ્ધતિ અંગેના અગાઉના અભ્યાસો સાથે સુસંગત છે.
કાર્યાત્મક લાભો સાથે સુધારેલી મીઠાશ
નોંધપાત્ર રીતે, આ અભ્યાસમાં સ્ટીવિયોલ ગ્લાયકોસાઇડ્સ, ખાસ કરીને સ્ટીવિયોસાઇડ અને રિબાઉડિયોસાઇડ A (Reb A) ની તપાસ કરવામાં આવી હતી – જે Stevia rebaudiana માં રહેલા મુખ્ય મીઠાશ આપનારા પદાર્થો છે. સોનિકેશનથી તેમની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો હતો:
- સ્ટીવિયોસાઇડના પ્રમાણમાં 61% વધારો થયો હતો.
- Reb A નું પ્રમાણ બમણું થયું હતું (+114%).
આ વૃદ્ધિ માત્ર મીઠાશની દૃષ્ટિએ જ નહીં, પરંતુ સંવેદનાત્મક અને ચયાપચયની દૃષ્ટિએ પણ લાભદાયક છે. Reb A નું ઊંચું સ્તર સ્ટીવિયોસાઇડ સાથે ઘણીવાર સંકળાયેલી કડવાશ ઘટાડીને સ્વાદગ્રાહ્યતા સુધારે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રસ પ્રસંસ્કરણ: ઔદ્યોગિક પ્રાસંગિકતા અને મોટા પાયે વિસ્તરણક્ષમતા
Hielscher સોનિકેટરો પ્રક્રિયાના તમામ મહત્ત્વપૂર્ણ પરિમાણો પર ચોક્કસ નિયંત્રણ રાખવા દે છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરોની રચના મોટા પાયે વિસ્તરણ દરમિયાન ઊર્જાની તીવ્રતા સ્થિર રાખે છે, તેથી તમામ પરિણામોને રેખીય પ્રમાણમાં મોટા પાયે વિસ્તારી શકાય છે. આથી પ્રયોગશાળાના ટેબલ પર રાખી શકાય તેવી સિસ્ટમોમાંથી સતત કાર્ય કરતી ઔદ્યોગિક સિસ્ટમો તરફનું સંક્રમણ તકનીકી રીતે શક્ય અને આર્થિક રીતે આકર્ષક બને છે.
આ અભ્યાસ ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડને ટકાઉ, બિનતાપીય પ્રસંસ્કરણ પદ્ધતિ તરીકે સમર્થન આપતા વધતા જતા પુરાવાઓમાં ઉમેરો કરે છે. જોવા મળેલા સંયુક્ત લાભો – પોષક તત્ત્વોમાં વૃદ્ધિ, સુધારેલી એન્ટિઑક્સિડન્ટ ક્ષમતા અને શ્રેષ્ઠ બનાવેલા સંવેદનાત્મક ગુણધર્મો – કાર્યાત્મક પીણાંના વિકાસમાં તેનું મૂલ્ય ઉજાગર કરે છે.
તો ઉદ્યોગ માટે આનો શું અર્થ છે?
Hielscher જેવા મોટા પાયે વિસ્તારી શકાય તેવા તકનીકી પ્લેટફોર્મ સાથે, રસ ઉત્પાદકો હવે સોનિકેશનને માત્ર એક વિકલ્પ તરીકે નહીં, પરંતુ ઉત્પાદનની ગુણવત્તા અને ગ્રાહકના સ્વાસ્થ્ય બંનેમાં સુધારો કરનારી પદ્ધતિ તરીકે ગણી શકે છે.
- ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા
- અત્યાધુનિક તકનીક
- વિશ્વસનીયતા અને મજબૂતાઈ
- સમાયોજિત કરી શકાય તેવું, ચોક્કસ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ
- બેચ અને ઇનલાઇન
- કોઈપણ જથ્થા માટે
- બુદ્ધિશાળી સોફ્ટવેર
- સ્માર્ટ સુવિધાઓ (દા.ત., પ્રોગ્રામ કરી શકાય તેવી કાર્યક્ષમતા, ડેટાની નોંધણી, દૂરસ્થ નિયંત્રણ)
- ચલાવવામાં સરળ અને સલામત
- ઓછી જાળવણી
- CIP (સ્થાને જ સફાઈ)
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રસંસ્કરણ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચનું આયતન | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 થી 150L | 3 થી 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | વધુ | એકસાથે જોડાયેલાં ઉપકરણોનો સમૂહ: UIP16000hdT |
ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને પરામર્શ – જર્મનીમાં નિર્મિત ગુણવત્તા
Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો તેમની સર્વોચ્ચ ગુણવત્તા અને ડિઝાઇનનાં ધોરણો માટે જાણીતા છે. મજબૂતાઈ અને સરળ સંચાલન અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોને ઔદ્યોગિક એકમોમાં સરળતાથી એકીકૃત કરવા દે છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો કઠોર પરિસ્થિતિઓ અને પડકારજનક વાતાવરણનો સરળતાથી સામનો કરે છે.
Hielscher Ultrasonics એક ISO પ્રમાણિત કંપની છે અને અત્યાધુનિક તકનીક તથા વપરાશમાં સરળતા ધરાવતા ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટરો પર વિશેષ ભાર મૂકે છે. નિઃસંદેહ, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો CE અનુરૂપ છે અને UL, CSA તથા RoHs ની આવશ્યકતાઓ પૂર્ણ કરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક ખાદ્ય હોમોજેનાઇઝર UIP16000 ખાદ્ય પદાર્થો અને પીણાંના ઔદ્યોગિક પ્રસંસ્કરણ માટે.
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Šic Žlabur, J.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Barba, F.J.; Lorenzo, J.M.; Franco, D.; Atanasov, A.G.; Voća, S.; Rimac Brnčić, S. (2019): Evaluation of the Behavior of Phenolic Compounds and Steviol Glycosides of Sonicated Strawberry Juice Sweetened with Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). Molecules 2019, 24, 1202.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Mehmet Başlar, Mustafa F. Ertugay (2013): The effect of ultrasound and photosonication treatment on polyphenoloxidase (PPO) activity, total phenolic component and colour of apple juice. International Journal of Food Science and Technology, Volume 48, Issue 4, April 2013. 886–892.
- Morteza Rouhani (2019): Modeling and optimization of ultrasound-assisted green extraction and rapid HPTLC analysis of stevioside from Stevia Rebaudiana. Industrial Crops and Products, Volume 132, 2019. 226-235.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો
રસની જાળવણી કેવી રીતે કરવામાં આવે છે?
રસની જાળવણી સામાન્ય રીતે તાપીય પાશ્ચરીકરણ દ્વારા કરવામાં આવે છે, જેમાં ગરમી બગાડ પેદા કરતા સૂક્ષ્મજીવો અને ઉત્સેચકોને નિષ્ક્રિય કરે છે. વૈકલ્પિક પદ્ધતિઓમાં ઉચ્ચ દબાણવાળું પ્રસંસ્કરણ (HPP), સોનિકેશન, સ્પંદિત વિદ્યુત ક્ષેત્રો (PEF) અને સોર્બેટ્સ અથવા બેન્ઝોએટ્સ જેવા રાસાયણિક પરિરક્ષકોનો સમાવેશ થાય છે. આ પદ્ધતિઓનો હેતુ સલામતી અને સંવેદનાત્મક ગુણવત્તા જાળવી રાખીને સંગ્રહ આવરદા વધારવાનો છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે રસની જાળવણી વિશે વધુ વાંચો!
બિનતાપીય રસ પ્રસંસ્કરણ શા માટે લાભદાયક છે?
બિનતાપીય પ્રસંસ્કરણ – જેમ કે HPP, PEF અથવા અલ્ટ્રાસોનિકેશન – ગરમી પ્રત્યે સંવેદનશીલ પોષક તત્ત્વો, સ્વાદદ્રવ્યો અને જૈવસક્રિય સંયોજનોનું તાપીય વિઘટન ઓછામાં ઓછું કરે છે. તે પોષણની ગુણવત્તા અને સંવેદનાત્મક લાક્ષણિકતાઓ જાળવી રાખીને સૂક્ષ્મજીવોને નિષ્ક્રિય કરવાનું શક્ય બનાવે છે અને પરંપરાગત તાપીય પ્રક્રિયાઓની સરખામણીમાં વધુ ક્લીન-લેબલ વિકલ્પ આપે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી થતી HPP રસ જાળવણીના ફાયદાઓ વિશે વધુ જાણો!
શું સ્ટીવિયા ધરાવતાં પીણાં આરોગ્યપ્રદ છે?
Stevia rebaudiana માંથી મેળવવામાં આવતું સ્ટીવિયા એક કુદરતી, બિનપોષક મીઠાશકારક છે, જેને FDA દ્વારા સામાન્ય રીતે સલામત તરીકે માન્યતા (GRAS) આપવામાં આવી છે. તેમાં કૅલરીનું પ્રમાણ નગણ્ય હોય છે અને તે લોહીમાં ગ્લુકોઝ અથવા ઇન્સ્યુલિનનું સ્તર વધારતું નથી, તેથી તે ડાયાબિટીસ ધરાવતા લોકો અથવા ખાંડનું સેવન ઘટાડવા માગતા લોકો માટે યોગ્ય વિકલ્પ છે. જોકે, આરોગ્યલાભ પીણાની એકંદર રચના પર આધાર રાખે છે – સ્ટીવિયા વડે મીઠાશ અપાયેલાં પીણાંમાં હજી પણ ઉમેરણો હોઈ શકે છે અથવા પોષણમૂલ્યનો અભાવ હોઈ શકે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક સ્ટીવિયા નિષ્કર્ષણ વિશે વધુ વાંચો!
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરોનું ઉત્પાદન પ્રયોગશાળાના કદથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી કરે છે.