મરીમાંથી પાઇપરિનનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

• પાઇપરિન મરીના દાણામાં જોવા મળતો જૈવસક્રિય પદાર્થ છે અને તેના ઔષધીય ગુણધર્મો માટે મૂલ્યવાન ગણાય છે.
• ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળું પાઇપરિન અલગ પાડવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એક કાર્યક્ષમ, સરળ અને ઝડપી તકનીક છે.
• અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એક વિશ્વસનીય અને પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે, જેનો ઔષધ અને ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં પહેલેથી જ વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા પાઇપરિનનું નિષ્કર્ષણ

પાઇપરિન એક મૂલ્યવાન જૈવસક્રિય સંયોજન છે, જે કર્ક્યુમિન, સેલેનિયમ, વિટામિન B12, બીટા-કેરોટિન અને અન્ય સંયોજનોનું શોષણ વધારવાની તેની સંભાવના માટે જાણીતું છે. તેથી, ઔષધ અને પોષણ ઉદ્યોગ ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા પાઇપરિનના ઝડપી અને સરળ નિષ્કર્ષણમાં ખૂબ રસ ધરાવે છે.
પાઇપરિન અને પાઇપરિડિનનું પરંપરાગત નિષ્કર્ષણ ઝેરી DMC (ડાઇક્લોરોમિથેન)નો ઉપયોગ કરીને સમય માંગી લેતી દ્રાવક નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિથી કરવામાં આવે છે. વધુ ઉપજ, બિનઝેરી દ્રાવકોનો ઉપયોગ (દા.ત. ઇથેનોલ) અને ઝડપી નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાને કારણે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પરંપરાગત દ્રાવક નિષ્કર્ષણ કરતાં ચડિયાતું છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રવાહીમાં કેવિટેશન ઉત્પન્ન કરે છે. ધ્વનિજન્ય અથવા અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન સ્થાનિક સ્તરે અતિશય પરિસ્થિતિઓ ઉત્પન્ન કરે છે, જેમ કે અત્યંત ઊંચા તાપમાન અને દબાણના તફાવતો, પ્રવાહીના જેટ અને કર્તન બળો. આ અલ્ટ્રાસોનિક બળો કોષભિત્તિઓને તોડે છે અને કોષના આંતરિક ભાગ તથા આસપાસના દ્રાવક વચ્ચે દ્રવ્યનું સ્થાનાંતરણ વધારે છે, જેથી જૈવસક્રિય પદાર્થો મુક્ત થાય છે. પીસેલા મરીમાંથી પાઇપરિન જેવા લક્ષિત સંયોજનો અલગ પાડવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એક પ્રમાણિત તકનીક છે (piper nigrum, piper longum).

સોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને નિષ્કર્ષણ માટેની શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ

અલ્ટ્રાસોનિક પૃથક્કરણના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ફાયદાઓમાંનો એક તમામ પ્રક્રિયા પરિમાણોનું ચોક્કસ નિયંત્રણ છે. ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા પાઇપરિનની સૌથી વધુ ઉપજ મેળવવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતા (કંપવિસ્તાર, શક્તિ, કાર્યચક્ર), નિષ્કર્ષણનો સમય, દ્રાવક, ઘન પદાર્થ અને દ્રાવકનો ગુણોત્તર તથા તાપમાનને શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ અનુસાર ગોઠવી શકાય છે.

અલ્ટ્રાસોનિક પાઇપરિન નિષ્કર્ષણ માટેની ઉદાહરણરૂપ કાર્યપદ્ધતિ

નાના પાયાના બીકર સેટઅપમાં, પાઇપરિનની મહત્તમ ઉપજ (5.8 mg/g) પીસેલા Piper longum માંથી શ્રેષ્ઠ રીતે ગોઠવેલી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પરિસ્થિતિઓમાં મળે છે, જે નીચે મુજબ હોવાનું જણાયું છે:
સોનિકેટર UP200St અથવા UP200Ht (200W, 26kHz)
અલ્ટ્રાસોનિક પરિમાણો: 100% કંપવિસ્તાર, 80% કાર્યચક્ર
સોનિકેશનનો સમય: આશરે 18 min.
દ્રાવક: ઇથેનોલ
ઘન પદાર્થ અને દ્રાવકનો ગુણોત્તર: 1:10
તાપમાન: 50°C

ચડિયાતાં પરિણામો

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પરંપરાગત બેચ અને દ્રાવક નિષ્કર્ષણની સરખામણીમાં નોંધપાત્ર ફાયદાઓ ધરાવે છે. Rathod (2014) દર્શાવે છે કે બેચ દ્રાવક નિષ્કર્ષણમાં લાગતા 8h અને સોક્સલેટ નિષ્કર્ષણમાં લાગતા 4hની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણમાં સમય ઘટીને 18 min. થાય છે. વધુમાં, અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પાઇપરિનની વધુ નિષ્કર્ષણ ઉપજ આપે છે. સોક્સલેટ નિષ્કર્ષણ અને બેચ નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓથી મળેલી પાઇપરિનની નિષ્કર્ષણ ઉપજ અનુક્રમે 1.67 mg/g અને 0.98 mg/g હોવાનું જણાયું હતું, જે અલ્ટ્રાસોનિક રીતે મળેલી 5.8mg/gની ઉપજ કરતાં ઘણી ઓછી હતી. Rathod (2014) તારણ આપે છે કે પાઇપરિન જેવા કુદરતી વનસ્પતિ ઘટકોનું અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી કરવામાં આવતું નિષ્કર્ષણ પરંપરાગત પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં ઓછી નિષ્કર્ષણક્ષમતા અને લાંબા નિષ્કર્ષણ સમયની સમસ્યા ઘટાડે છે.

કાળા મરીમાંથી સુગંધી ઉડનશીલ તેલોના નિષ્કર્ષણ માટે પણ અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ થાય છે. સુગંધી ઉડનશીલ તેલોના અલ્ટ્રાસોનિક જળનિસ્યંદન વિશે વધુ જાણવા માટે અહીં ક્લિક કરો!

પાઇપરિનના નિષ્કર્ષણ માટે શ્રેષ્ઠ સોનિકેટર શોધો

Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પ્રણાલીઓના ઉત્પાદનમાં લાંબો અનુભવ ધરાવે છે. અમારી ઉત્પાદન શ્રેણીમાં નાના, શક્તિશાળી પ્રયોગશાળાના અલ્ટ્રાસોનિકેટરથી લઈને મજબૂત બેન્ચ-ટોપ અને ઔદ્યોગિક પ્રણાલીઓ સુધીના ઉપકરણો સામેલ છે, જે જૈવસક્રિય પદાર્થોના કાર્યક્ષમ નિષ્કર્ષણ અને પૃથક્કરણ માટે ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રદાન કરે છે (દા.ત. પાઇપરિન, કર્ક્યુમિન વગેરે).
200W થી 16,000W સુધીનાં બધાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોમાં ડિજિટલ નિયંત્રણ માટે રંગીન ડિસ્પ્લે, આપમેળે ડેટા રેકોર્ડ કરવા માટે સંકલિત SD કાર્ડ, બ્રાઉઝર દ્વારા દૂરસ્થ નિયંત્રણ અને વપરાશકર્તાને અનુકૂળ એવી અન્ય ઘણી સુવિધાઓ છે. સોનોટ્રોડ અને ફ્લો સેલ (માધ્યમના સંપર્કમાં આવતા ભાગો)ને ઑટોક્લેવમાં નિર્જંતુક કરી શકાય છે અને તેમને સાફ કરવા સરળ છે.
અમારાં બધાં અલ્ટ્રાસોનિકેટર 24/7 કામગીરી માટે બનાવવામાં આવ્યાં છે, તેમને ઓછી જાળવણીની જરૂર પડે છે અને તેમનું સંચાલન સરળ અને સલામત છે.

નીચેનું કોષ્ટક અમારાં અલ્ટ્રાસોનિકેટરની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે:

સાહિત્ય/સંદર્ભો

• Leonardo Cristian Favre, Guido Rolandelli, Ndumiso Mshicileli, Lusani Norah Vhangani, Cristina dos Santos Ferreira, Jessy van Wyk, María del Pilar Buera (2020): લીલાં મરી (Piper nigrum)ની ઍન્ટિઑક્સિડન્ટ અને ગ્લાયકેશનરોધી ક્ષમતા: પ્રતિભાવ સપાટી પદ્ધતિ દ્વારા β-સાયક્લોડેક્સ્ટ્રિન આધારિત નિષ્કર્ષણનું ઇષ્ટતમીકરણ. Food Chemistry, ખંડ 316, 2020.
• Cao X.; Ye X.; Lu Y.; Mo W. (2009): સફેદ મરીમાંથી પાઇપરિનનું આયનિક પ્રવાહી આધારિત અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત નિષ્કર્ષણ. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47–51.
• Rathod S.S.; Rathod V.K. (2014): અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરીને Piper longumમાંથી પાઇપરિનનું નિષ્કર્ષણ. Industrial Crops and Products ખંડ 58, 2014. 259–264.
• Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને બોર (Ziziphus Jujube)નાં ફિનોલિક સંયોજનોના નિષ્કર્ષણને ઇષ્ટતમ બનાવો.
• Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): કેળા (Musa Sapientum L)ના ફૂલમાંથી પ્રોટીનનું નિષ્કર્ષણ અને લાક્ષણિકતા નિર્ધારણ તથા સૂક્ષ્મજીવરોધી પ્રવૃત્તિઓનું મૂલ્યાંકન. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): પરંપરાગત ગરમ પાણીની અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને લીલી ચામાંથી એપિગેલોકેટેચિન ગેલેટના નિષ્કર્ષણનાં પરિમાણોનું ઇષ્ટતમીકરણ. ફૂડ એન્ડ બાયોપ્રોડક્ટ્સ પ્રોસેસિંગ 111 (2018). 37-44.

જાણવા યોગ્ય તથ્યો

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

વનસ્પતિમાંથી જૈવસક્રિય પદાર્થોના અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણનો આધારભૂત સિદ્ધાંત છે ધ્વનિક કેવિટેશન. જ્યારે અત્યંત તીવ્ર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો (દા.ત. 20–26kHz અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા 100µmના ઊંચા કંપવિસ્તારવાળા તરંગો)ની ઊર્જા પ્રવાહીમાં સંયોજિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે ધ્વનિક કેવિટેશન થાય છે. કેવિટેશનથી ઉત્પન્ન થતાં કર્તન બળો વનસ્પતિ પદાર્થની કોષભિત્તિઓમાં છિદ્રો પાડે છે અને તેમને તોડી નાખે છે, તેમજ આસપાસના દ્રાવકને કોષની અંદર ધકેલે છે અને બહાર ખેંચે છે. નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા પછી દ્રાવકમાં લક્ષિત અણુઓ હોય છે, જેમને ત્યારબાદ અલગ કરી શકાય છે (દા.ત. અપકેન્દ્રણ દ્વારા). અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ અખંડ વનસ્પતિ અર્કોની ઊંચી ઉપજ આપવા માટે જાણીતું છે.

કોષોમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ: ફુદીના (Mentha piperita)ના ટોચના પ્રકાંડનો સૂક્ષ્મદર્શકીય આડો છેદ (TS) કોષોમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ દરમિયાન થતી ક્રિયાઓની કાર્યપદ્ધતિ દર્શાવે છે (આવર્ધન 2000x) [સ્રોત: Vilkhu et al. 2011]

પાઇપરિન

પાઇપરિન (1-piperyol-piperidine) મરીમાં જોવા મળતું મુખ્ય તીખું સંયોજન છે (piper nigrum / piper longum, Piperaceae). મરીનો સ્વાદ, તેની તીખાશ અને તેથી તેની ગુણવત્તા પાઇપરિનની માત્રા સાથે સંબંધિત છે. પાઇપરિનનું જળવિઘટન કરીને ગુણવત્તાના આ લક્ષણને બદલી શકાય છે, જેથી પાઇપરિડિનનું વલય વિભાજિત થાય છે.
પાઇપરિન વિવિધ ઔષધીય અસરો માટે જાણીતું છે, દા.ત. ફૂગરોધી, અતિસારરોધી, સોજારોધી તથા 5-લિપોક્સિજનેઝ અને સાયક્લોઑક્સિજનેઝ-1 અવરોધક પ્રવૃત્તિઓ. વધુમાં, પાઇપરિન કર્ક્યુમિનની જૈવઉપલબ્ધતા 2000% વધારે છે. તેથી, પાઇપરિન પૂરક આહારનાં ફોર્મ્યુલેશનમાં વપરાતો લોકપ્રિય પદાર્થ છે (દા.ત. BioPerine®).
પાઇપરિનનું નિષ્કર્ષણ કરી શકાય તેવી વનસ્પતિઓ છે Piper nigrum અને Piper longum.
પાઇપરિડિન એક ચક્રીય દ્વિતીયક એમાઇન છે, જે ઘણા વનસ્પતિ આલ્કલોઇડ્સમાં જોવા મળતી આણ્વિક સંરચના છે. પાઇપરિનના જલવિઘટનથી પાઇપરિડિન બને છે. પાઇપરિડિન અને તેનાં વ્યુત્પન્નો ઔષધિઓ અને સૂક્ષ્મ રસાયણોના સંશ્લેષણમાં સર્વત્ર વપરાતા મૂળભૂત રચનાત્મક ઘટકો છે.

મરી

Piper nigrum, કાળા મરી તરીકે ઓળખાતી, Piperaceae કુળની પુષ્પવાળી વેલ છે. તેનાં મરીનાં ફળો માટે તેની ખેતી કરવામાં આવે છે, જેને સામાન્ય રીતે સૂકવીને મસાલા અને સ્વાદવર્ધક તરીકે વાપરવામાં આવે છે. કાળા, લીલા અને સફેદ મરીના દાણા બધા કાળા મરીના છોડમાંથી મેળવવામાં આવે છે. આ જુદા જુદા રંગો મરીના દાણાની પ્રક્રિયા અને તૈયારીનું પરિણામ છે. કાચાં અષ્ઠિલ ફળોને ગરમ પાણીમાં ઉકાળીને અને ત્યારબાદ સૂકવીને કાળા મરીના દાણા મેળવવામાં આવે છે. સફેદ મરી માટે મરીના છોડનાં સંપૂર્ણ પાકેલાં ફળોની લણણી કરવામાં આવે છે; ત્યારબાદ પાકેલા ફળની ઘેરી છાલ દૂર કરવામાં આવે છે (રેટિંગ). લીલા મરીના દાણા કાચાં અષ્ઠિલ ફળોમાંથી બનાવવામાં આવે છે; તેમનાં લીલાં રંગદ્રવ્યો જાળવવા માટે તેમને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડથી ઉપચારિત કરવામાં આવે છે, ડબ્બાબંધ કરવામાં આવે છે અથવા હિમશુષ્કન કરવામાં આવે છે.

Piper longum Linn, જેને ભારતીય લાંબા મરી (પીપળી) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે Piper nigrum ની નજીકની સંબંધી છે અને તેનો સ્વાદ Piper nigrum જેવો છે, પરંતુ તેના કરતાં વધુ તીખો છે.
Piper longum નાં ફળોમાં આશરે 1% બાષ્પશીલ તેલ, રેઝિન, પાઇપરિન અને પાઇપરલોંગ્યુમિનિન નામના આલ્કલોઇડ્સ, મીણ જેવો આલ્કલોઇડ Nisobutyldeca-trans-2-trans-4-dienamide અને એક ટેર્પેનોઇડ પદાર્થ હોય છે. પાઇપરિડિન આલ્કલોઇડ પાઇપરિન મરીનાં ફળોના મસાલેદાર, તીખા સ્વાદ માટે જવાબદાર છે. પાઇપરલોંગ્યુમિન એક ઔષધીય રીતે સક્રિય પદાર્થ છે, જે પ્રોસ્ટેટ, સ્તન, ફેફસાં, બૃહદાંત્ર, લિમ્ફોમા, લ્યુકેમિયા, મગજની પ્રાથમિક ગાંઠો અને જઠરના કેન્સર સહિત ઘણાં કેન્સર સામે સક્રિયતા દર્શાવે છે.
વધુમાં, મરીનાં ફળોમાં ખનિજો નીચેના પ્રમાણમાં મળી શકે છે: 1230mg/100g કેલ્શિયમ, 190mg/100g ફોસ્ફરસ અને 62.1mg/100g લોહ. મૂળમાં પાઇપરિન, પાઇપરલોંગ્યુમિન અથવા પિપ્લાર્ટિન અને ડાઇહાઇડ્રોસ્ટિગ્માસ્ટેરોલ હોય છે.