દ્રાક્ષ અને વાઇનની આડપેદાશોમાંથી સક્રિય સંયોજનોનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

દ્રાક્ષ (Vitis vinifera), દ્રાક્ષવેલ અને વાઇનની આડપેદાશોમાં પોલિફેનોલ્સ તથા અન્ય જૈવસક્રિય પદાર્થો ભરપૂર હોય છે, જે ઔષધીય અને પોષક પૂરકોના ઉત્પાદન માટે મૂલ્યવાન સંયોજનો છે. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણથી દ્રાક્ષ અને દ્રાક્ષવેલમાંથી મળતાં સંયોજનોનું સરળ અને અત્યંત કાર્યક્ષમ અલગીકરણ શક્ય બને છે (દા.ત., દ્રાક્ષનો કૂચો, બીજ, પાંદડાં, ડાંઠો, વાઇનનો કાંપ). અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત નિષ્કર્ષણ ઝડપી અને વિશ્વસનીય છે તથા વધુ ઉપજ, વધુ સૌમ્ય નિષ્કર્ષણ પરિસ્થિતિઓ, ઓછો નિષ્કર્ષણ સમય અને ઓછા ખર્ચને કારણે અન્ય નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ કરતાં ચડિયાતું છે.

દ્રાક્ષ અને દ્રાક્ષવેલમાંથી વનસ્પતિરસાયણોનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

દ્રાક્ષની વાડીઓ અને વાઇન બનાવવાની પ્રક્રિયામાંથી મળતી આડપેદાશોમાં દ્રાક્ષનો ગર, કૂચો (છાલ અને બીજ), વાઇનનો કાંપ, દ્રાક્ષનાં પાંદડાં, ડાંઠો અને વેલની કાષ્ઠમય ડાળીઓનો સમાવેશ થાય છે, જે 30−40% w/w સુધીના ઘન પદાર્થો બને છે અને મોટાભાગે ઉપયોગ કર્યા વિના કચરા તરીકે ફેંકી દેવામાં આવે છે. દ્રાક્ષ અને વાઇનની આ આડપેદાશોમાં પોલિફેનોલ્સ અને અન્ય જૈવસક્રિય સંયોજનોની સમૃદ્ધિ જાણવા મળતાં, ઉદ્યોગ મૂલ્યવાન અર્કોના ઉત્પાદન માટે આ વનસ્પતિજન્ય સામગ્રીનો વધુ ને વધુ ઉપયોગ કરી રહ્યો છે. દ્રાક્ષ અને દ્રાક્ષવેલ (Vitis vinifera)માં મળતાં રેસ્વેરાટ્રોલ, એન્થોસાયનિડીન્સ, પ્રોએન્થોસાયનિડિન, quercitin અને અન્ય પદાર્થોનો ઔષધીય અને પોષક પૂરકો તરીકે પહેલેથી જ વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. સ્વાસ્થ્યવર્ધક સંયોજનોના સ્ત્રોત તરીકે, Vitis viniferaની આડપેદાશોના અર્કોનો ઔષધ અને ખાદ્ય ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગ થાય છે, અને સાથે સાથે ટકાઉ કૃષિને પણ સમર્થન મળે છે. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ દ્રાક્ષ અને તેની આડપેદાશોમાંથી જૈવસક્રિય સંયોજનો મુક્ત થવામાં મદદ કરે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત નિષ્કર્ષણ એ ઔષધીય અને ખાદ્ય સંયોજનો માટે લાંબા સમયથી પ્રસ્થાપિત નિષ્કર્ષણ તકનીક છે. તે ટૂંકી નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયામાં અર્કની ખૂબ ઊંચી ઉપજ આપે છે અને કોઈપણ દ્રાવક સાથે કાર્ય કરે છે (દા.ત., પાણી, ઇથેનોલ, આઇસોપ્રોપેનોલ, હેક્ઝેન વગેરે).

દ્રાક્ષનાં બીજમાંથી પોલિફેનોલ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

દ્રાક્ષનાં બીજમાં પ્રોએન્થોસાયનિડીન્સ ભરપૂર હોય છે અને તેથી તે ઔષધીય અને પોષક પૂરકો માટે પ્રોએન્થોસાયનિડિનના અર્કોના ઉત્પાદનનો ઉત્તમ સ્ત્રોત છે. Thilakarathna અને Rupasinghe (2022) નિયંત્રિત ઊંચા તાપમાને અલ્ટ્રાસોનિકેશનની ચડિયાતી કાર્યક્ષમતા દર્શાવી શક્યા હતા, જેના પરિણામે પ્રોએન્થોસાયનિડિનની વધુ ઉપજ અને નોંધપાત્ર રીતે ઓછો નિષ્કર્ષણ સમય પ્રાપ્ત થયો હતો (અલ્ટ્રાસાઉન્ડ 53 min. સામે પરંપરાગત દ્રાવક નિષ્કર્ષણ 150 h!).
ઉષ્મા અને અલ્ટ્રાસોનિકેશનના ઉપયોગથી નિષ્કર્ષણ સમય (53 minનો સોનિકેશન સમય) અને જલીય ઇથેનોલની જરૂરિયાત (10.14:1 v:w) નોંધપાત્ર રીતે ઘટ્યાં, જ્યારે PACની ઉપજમાં ઘણો વધારો થયો (16.1 mg CE/g FW સામે અનુમાનિત 26.6 mg CE/g FW). અંતિમ શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ 47% ઇથેનોલ, 10:1 s:s ગુણોત્તર (v:w), 53 minનો સોનિકેશન સમય અને 60◦C નિષ્કર્ષણ તાપમાન હતી.

સોનિકેશન વડે દ્રાક્ષનાં પાંદડાંના અર્કનું કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન

સામાન્ય દ્રાક્ષવેલ (Vitis vinifera)નાં પાંદડાંમાં રેસ્વેરાટ્રોલ, એન્થોસાયનિડીન્સ, ક્વેર્સેટિન, આઇસોક્વેર્સેટિન તથા અન્ય ઘણાં જૈવસક્રિય સંયોજનો ભરપૂર હોય છે, જે ઔષધીય અને સ્વાસ્થ્યલક્ષી હેતુઓ માટે ઘણીવાર અર્કના સ્વરૂપમાં આપવામાં આવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ દ્રાક્ષનાં પાંદડાંમાંથી સંયોજનોના સંપૂર્ણ વ્યાપવાળા અર્કની ઊંચી ઉપજ આપે છે તે દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જેનાથી નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા અત્યંત કાર્યક્ષમ બને છે. દ્રાક્ષવેલના અર્કો માટે જલીય ઇથેનોલ વધુ યોગ્ય દ્રાવક હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, કારણ કે તેમાં લક્ષિત અણુઓને ઓગાળવાની ઉત્તમ ક્ષમતા છે અને તેમાં કોઈ વિષાક્તતા નથી. અલ્ટ્રાસોનિક્સનો ઉપયોગ કરતી નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયામાં માત્ર થોડી મિનિટો લાગે છે અને તેને બેચ પ્રક્રિયા તેમજ સતત પ્રવાહ પદ્ધતિમાં ચલાવી શકાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે, દ્રાક્ષનાં પાંદડાંમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક રીતે નિષ્કર્ષિત રેસ્વેરાટ્રોલને મધ્યમ કદનાં રંધ્રો ધરાવતા કાર્બનના કૉલમ વડે શુદ્ધ કરી શકાય છે, જે રેસ્વેરાટ્રોલની શુદ્ધતા 2.1થી વધારીને 20.6% કરે છે. (જુઓ Sun et al., 2018)

દ્રાક્ષની ડાંઠોમાંથી સ્ટિલ્બેનોઇડ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

Piñeiro et al. (2013)ની અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ કાર્યવિધિથી ટ્રાન્સ-રેસ્વેરાટ્રોલ, ε-વિનિફેરિન, પિસિએટેનોલ અને વિટિસિન B જેવા સ્ટિલ્બીન્સની ઊંચી પુનઃપ્રાપ્તિ થાય છે, જે મુખ્યત્વે દ્રાક્ષવેલની કાષ્ઠમય ડાળીઓ અને દ્રાક્ષની ડાંઠોમાં હાજર હોય છે.

દ્રાક્ષની ડાંઠોમાંથી સ્ટિલ્બેનોઇડ્સના અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ અંગેના અભ્યાસનો આલેખીય સારાંશ.
(અભ્યાસ અને ચિત્ર: Piñeiro et al., 2013)

અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP200S (200W, 24kHz) વડે, નિષ્કર્ષણ તાપમાન 75°C રાખીને અને નિષ્કર્ષણ દ્રાવક તરીકે 80% ઇથેનોલનો ઉપયોગ કરીને દ્રાક્ષની ડાંઠોમાં મળતાં મુખ્ય સ્ટિલ્બેનોઇડ્સને 15 minમાં નિષ્કર્ષિત કરી શકાય છે, અને કાર્બનિક દ્રાવક વડે સફાઈના કોઈ તબક્કાની જરૂર પડતી નથી. શ્રેષ્ઠ બનાવેલી આ પદ્ધતિથી દ્રાક્ષની ડાંઠોના 22 નમૂનાઓમાં સ્ટિલ્બેનોઇડ્સના પ્રમાણનું સરળ અને અસરકારક વિશ્લેષણ શક્ય બન્યું.

વિવિધ પરિમાણો લાગુ કરીને UP200S વડે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ દ્વારા સરેરાશ પુનઃપ્રાપ્તિ (ક્ષેત્રફળ 10.000−1) પર થતી મુખ્ય અસરોનો આલેખ: પિસિએટેનોલ (a), ટ્રાન્સ-રેસ્વેરાટ્રોલ (b), ε-વિનિફેરિન (c) અને વિટિસિન-B (d).
(અભ્યાસ અને આલેખો: Piñeiro et al., 2013)

સ્ટિલ્બેનોઇડ્સથી સમૃદ્ધ સંદર્ભ અર્કને અનુરૂપ HPLC-DAD ક્રોમેટોગ્રામ.
(અભ્યાસ અને આલેખો: Piñeiro et al., 2013)

દ્રાક્ષ અને દ્રાક્ષવેલના નિષ્કર્ષણ માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ

કોઈપણ વનસ્પતિ સામગ્રી કે દ્રાવકનો ઉપયોગ થતો હોય, Hielscher Ultrasonics નાં નિષ્કર્ષકો વનસ્પતિજન્ય નિષ્કર્ષણના ક્ષેત્રમાં સુસ્થાપિત છે. અર્ક ઉત્પાદકો – વિશિષ્ટ બૂટીક અર્ક ઉત્પાદકો તેમજ મોટા પાયે જથ્થાબંધ ઉત્પાદન કરનારાઓ બંને – Hielscher નાં ઉપકરણોની વિશાળ શ્રેણીમાં તેમની ઉત્પાદન જરૂરિયાતો માટે આદર્શ અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ ઉપકરણ મેળવે છે. બેચ તેમજ સતત ઇનલાઇન પ્રક્રિયાની ગોઠવણો સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ છે અને તે જ દિવસે રવાના કરી શકાય છે.

Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ વડે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળું નિષ્કર્ષણ

Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષકો વનસ્પતિ કોષોને કાર્યક્ષમ રીતે વિઘટિત કરે છે, દ્રાવકના પ્રવેશ માટે વનસ્પતિ સામગ્રીનું સપાટી ક્ષેત્રફળ વધારે છે અને દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ પણ સુધારે છે, જેના પરિણામે વનસ્પતિરસાયણો (દ્વિતીયક ચયાપચયજ પદાર્થો) ઝડપથી અને સંપૂર્ણપણે મુક્ત થાય છે. ઉપયોગની સરળતાને ધ્યાનમાં રાખીને રચાયેલાં Hielscher નિષ્કર્ષકો ઝડપથી સ્થાપિત થાય છે અને તેમને સલામત રીતે તથા સહજ સમજથી ચલાવી શકાય છે.
 
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે: