અલ્ટ્રાસોનિક પોમેસ નિષ્કર્ષણ – જૈવસક્રિય સંયોજનોની ટકાઉ પુનઃપ્રાપ્તિ

ફળોના પ્રોસેસિંગની ઉપપેદાશો, ખાસ કરીને પોમેસ, જૈવસક્રિય સંયોજનોનો વણઉપયોગાયેલો ભંડાર છે, જેનો ન્યુટ્રાસ્યુટિકલ્સ, ખાદ્ય પોષકતત્ત્વ સંવર્ધન અને ઔષધોમાં સંભવિત ઉપયોગ થઈ શકે છે. તેમ છતાં, આ સંયોજનોની કાર્યક્ષમ અને ટકાઉ પુનઃપ્રાપ્તિ એક તકનીકી પડકાર બની રહે છે. ઉભરતી પર્યાવરણને અનુકૂળ નિષ્કર્ષણ તકનીકોમાં, પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેટર્સનો ઉપયોગ કરતું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત નિષ્કર્ષણ પુનઃપ્રાપ્તિની ઉત્કૃષ્ટ ઉપજ આપે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન સફરજનના પોમેસ જેવા વનસ્પતિ મેટ્રિક્સમાંથી ફિનોલિક સંયોજનો, ટ્રાઇટર્પેનિક એસિડ્સ અને અન્ય જૈવસક્રિય સંયોજનોનું ઝડપી અને દ્રાવકનો કાર્યક્ષમ ઉપયોગ કરતું નિષ્કર્ષણ શક્ય બનાવે છે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ નિષ્કર્ષણ વડે ફળોની ઉપપેદાશોનું કાર્યક્ષમ મૂલ્યવર્ધન

અલ્ટ્રાસોનિક પોમેસ નિષ્કર્ષણ એ રસ, વાઇન અને સાઇડરના ઉત્પાદનની ઉપપેદાશનું મૂલ્યવર્ધન કરવાની કાર્યક્ષમ રીત છે – તે ફળોના કચરાના મૂલ્યવર્ધન માટે વૈજ્ઞાનિક રીતે પ્રમાણિત, ઔદ્યોગિક સ્તરે વિસ્તારી શકાય તેવો અને અપનાવવામાં આવેલો, તેમજ આર્થિક રીતે લાભદાયી ઉકેલ છે. સોનિકેશન કાર્યક્ષમ અને બહુઉપયોગી હોવાથી, તે સફરજનના પોમેસ જેવી કૃષિ અને ખાદ્ય ક્ષેત્રની ઉપપેદાશોની સંભાવનાનો ઉપયોગ કરવા માટે પર્યાવરણને અનુકૂળ નિષ્કર્ષણ વ્યૂહરચના પૂરી પાડે છે.
તાજેતરના સંશોધનો દર્શાવે છે કે સોનિકેશનનો ટૂંકો સમય, ઇથેનોલની મધ્યમ સાંદ્રતા અને નિયંત્રિત કંપનવિસ્તારનું સંયોજન આરોગ્યને પ્રોત્સાહન આપતા સંયોજનોની પસંદગીયુક્ત અને કાર્યક્ષમ પુનઃપ્રાપ્તિ શક્ય બનાવે છે.
ચક્રીયતા હાંસલ કરવાના પ્રયાસમાં, સોનિકેશન માત્ર એક સાધન નથી – સોનિકેશન એટલે પ્રક્રિયાનું તીવ્રીકરણ અને કાર્યક્ષમતા.

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણનો ઉપયોગ કરીને પોમેસનું મૂલ્યવર્ધન

રસ અને વાઇનના ઉત્પાદનની ઉપપેદાશ એવા ફળોના પોમેસમાં છાલ, ગૂદો, બીજ અને ડાંડીનો સમાવેશ થાય છે. પરંપરાગત રીતે પોમેસનો પૂરતો ઉપયોગ થતો નહોતો અથવા તેનો ઉપયોગ પશુઆહાર કે બાયોમાસ જેવા ઓછા મૂલ્યવાળા હેતુઓ પૂરતો મર્યાદિત હતો, પરંતુ હવે તેને પોલિફિનોલ્સ (દા.ત., ક્વેર્સેટિન ગ્લાયકોસાઇડ્સ, ફ્લોરિડ્ઝિન), ફ્લેવોનોઇડ્સ, ડાઇહાઇડ્રોચાલ્કોન્સ અને ટ્રાઇટર્પેનિક એસિડ્સ (ખાસ કરીને ઉર્સોલિક એસિડ)ના મૂલ્યવાન સ્ત્રોત તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ અણુઓ એન્ટિઓક્સિડન્ટ, સોજા વિરોધી અને સૂક્ષ્મજીવ વિરોધી ગુણધર્મો સાથે સંકળાયેલા છે.
અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ આ જૈવસક્રિય પદાર્થોને કાર્યક્ષમ રીતે મુક્ત કરવાનું શક્ય બનાવીને પોમેસના મૂલ્યવર્ધન માટે પરિવર્તનકારી અભિગમ પૂરો પાડે છે. પરંપરાગત નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં, અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ નીચેના લાભો આપે છે:

• પ્રોસેસિંગનો ઓછો સમય
• દ્રાવકનો ઓછો વપરાશ
• વધુ ઉપજ
• નિષ્કર્ષણની વધુ સૌમ્ય પરિસ્થિતિઓ, જે ગરમી પ્રત્યે સંવેદનશીલ સંયોજનોને જાળવી રાખે છે

અલ્ટ્રાસોનિક પોમેસ નિષ્કર્ષણ વિશે વિજ્ઞાન શું કહે છે

બે ઉદાહરણરૂપ અભ્યાસો સફરજનના પોમેસ માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત નિષ્કર્ષણ (UAE)ના લાભોને વૈજ્ઞાનિક રીતે દર્શાવે છે.

અભ્યાસ 1: Pando Bedriñana et al., 2024
સેન્ટ્રલ કમ્પોઝિટ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરીને, સંશોધકોએ Hielscher UP200Ht સોનિકેટર વડે સાઇડર ઉદ્યોગના પોમેસમાંથી કુલ પોલિફિનોલ્સ અને ઉર્સોલિક એસિડના એકસાથે નિષ્કર્ષણને શ્રેષ્ઠ બનાવ્યું. શ્રેષ્ઠ બનાવેલી પરિસ્થિતિઓમાં (5.1 min, 68% ઇથેનોલ, 90% કંપનવિસ્તાર), સફરજનના સમગ્ર પોમેસમાંથી નીચેની ઉપજ મળી:

• ફ્લેવોનોલ્સની ~1300 µg/g ઉપજ
• ડાઇહાઇડ્રોચાલ્કોન્સની ~1200 µg/g ઉપજ
• ઉર્સોલિક એસિડની ~4200 µg/g ઉપજ

ખાસ નોંધપાત્ર બાબત એ છે કે સફરજનની છાલના અંશમાં સાંદ્રતા હજી વધુ જોવા મળી હતી, જેમાં ઉર્સોલિક એસિડનું પ્રમાણ શુષ્ક પદાર્થ દીઠ 8500 µg/g સુધી પહોંચ્યું હતું. અર્કોની એન્ટિઓક્સિડન્ટ સક્રિયતા પોલિફિનોલ્સના પ્રમાણ સાથે મજબૂત સહસંબંધ ધરાવતી હતી, અને ગાણિતિક મોડેલિંગે નિષ્કર્ષણની કાર્યક્ષમતાની પુષ્ટિ કરી હતી.

અભ્યાસ 2: Razola-Díaz et al., 2022
આ કાર્યમાં બે પ્રબળ એન્ટિઓક્સિડન્ટ ડાઇહાઇડ્રોચાલ્કોન્સ – ફ્લોરેટિન અને ફ્લોરિડ્ઝિન – ના નિષ્કર્ષણને શ્રેષ્ઠ બનાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. Hielscher UP400St પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેટરનો ઉપયોગ કરીને નીચેની નિષ્કર્ષણ ઉપજ પ્રાપ્ત થઈ:

• ફ્લોરેટિનની ~13 µg/g ઉપજ
• ફ્લોરિડ્ઝિનની ~67 µg/g ઉપજ
• શુષ્ક વજન દીઠ કુલ ફિનોલિક સંયોજનોની ~1878 µg/g ઉપજ
• એન્ટિઓક્સિડન્ટ સક્રિયતા (FRAP): 3.58 mg TE/g સુધી

બહુઉપયોગિતા – પોમેસ, રસ અને સ્મૂધીઝ માટે સોનિકેશન

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ માત્ર સફરજનના પોમેસ પૂરતું મર્યાદિત નથી; ફળોના વિવિધ પ્રકારના મેટ્રિક્સ પર તેનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. નારંગી જેવાં ફળોના ગરભમાં, સોનિકેશન પોલિફેનોલ્સ, ફ્લેવોનોઇડ્સ અને એન્ટીઑક્સિડન્ટ્સની કાર્યાત્મક અખંડિતતા જાળવી રાખીને તેમના મુક્ત થવાનું વધારે છે. તેવી જ રીતે, ગ્રેપફ્રૂટ, લીંબુ અને નારંગી સહિતનાં ખાટાં ફળોની છાલ પેક્ટિન્સ અને ફિનોલિક સંયોજનોથી સમૃદ્ધ હોય છે, જેને કેવિટેશનથી થતા કોષભિત્તિના વિઘટન દ્વારા કાર્યક્ષમ રીતે મુક્ત કરી શકાય છે. પોલિફિનોલિક ઘટકોની ઊંચી સાંદ્રતા (દા.ત., કેટેચિન્સ અને પ્રોએન્થોસાયનિડિન્સ) માટે જાણીતા દ્રાક્ષના બીજ પણ અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારને સારો પ્રતિસાદ આપે છે, જેનાથી ઊંચી સાંદ્રતામાં એન્ટીઑક્સિડન્ટ્સ મળે છે. વિવિધ વનસ્પતિ પેશીઓમાં આ બહુમુખી ઉપયોગક્ષમતા સોનિકેશનને વિવિધ કૃષિ-ઔદ્યોગિક ઉપપેદાશોમાંથી જૈવસક્રિય ઘટકોના પર્યાવરણને અનુકૂળ નિષ્કર્ષણ માટેના એક સક્ષમ સાધન તરીકે પ્રસ્થાપિત કરે છે.

વધુમાં, Hielscher સોનિકેટર્સની બહુમુખી ઉપયોગક્ષમતા વિવિધ ઉત્પાદનો અને ઉપયોગો સુધી વિસ્તરે છે:

• રસ અને પ્યુરીમાં પ્રવાહી અવસ્થામાં નિષ્કર્ષણ
• વનસ્પતિ આધારિત પીણાં અને ઇમલ્શન્સનું સમાનાંગીકરણ
• ઉષ્માથી નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના સંગ્રહ આયુષ્ય વધારવા માટે સૂક્ષ્મજીવો અને ઉત્સેચકોનું નિષ્ક્રિયકરણ

રસ અને સ્મૂધીના ઉત્પાદનમાં, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળું સોનિકેશન નીચેની બાબતો સુનિશ્ચિત કરે છે:

• રેસા અને ઘન પદાર્થોનું સ્થિર વિખેરણ
• મોઢામાં અનુભવાતી રચનામાં સુધારો
• ફિનોલિક સંયોજનોની વધેલી જૈવઉપલબ્ધતા
• સંવેદનાત્મક અને પોષક ગુણધર્મોની જાળવણી

Hielscher સોનિકેટર્સનો બહુમુખી ઉપયોગ પોમેસ અને રસના પ્રોસેસિંગ વચ્ચેનું અંતર સરળતાથી દૂર કરે છે – એક જ અલ્ટ્રાસોનિક સેટઅપ વડે નિષ્કર્ષણ, સમાનાંગીકરણ અને પાશ્ચ્યુરીકરણ શક્ય બનાવે છે.

ટકાઉપણું કેન્દ્રસ્થાને

ફળોના પ્રોસેસિંગની એવી ઉપપેદાશો, જે અન્યથા વૈશ્વિક ખાદ્ય કચરામાં વધારો કરતી હોત, તેમાંથી જૈવસક્રિય સંયોજનોની ઉચ્ચ મૂલ્યવાળી પુનઃપ્રાપ્તિ શક્ય બનાવીને અલ્ટ્રાસોનિકેશન ટકાઉપણામાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપે છે. રસ ઉદ્યોગના સંદર્ભમાં, જ્યાં લણણી પછી અથવા પ્રોસેસિંગ દરમિયાન 25% સુધીનાં ફળો અને શાકભાજી ફેંકી દેવામાં આવે છે, ત્યાં સોનિકેશન એક લક્ષિત, કાર્યક્ષમ ઉકેલ આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, નારંગીના ગરભ–છાલના મિશ્રણો પર અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારથી આહારીય રેસાના મુખ્ય ગુણધર્મોમાં સુધારો થતો હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જે નવા ખાદ્ય ઘટકો તરીકે તેમના પુનઃઉપયોગને ટેકો આપે છે. મૂલ્યવર્ધનનો આ માર્ગ કૃષિ-ખાદ્ય કચરાનો પર્યાવરણીય બોજ ઘટાડવા ઉપરાંત સંયુક્ત રાષ્ટ્રના ટકાઉ વિકાસ લક્ષ્ય 12 સાથે પણ સુસંગત છે – જે જવાબદાર વપરાશ અને ઉત્પાદનને પ્રોત્સાહન આપે છે.
નોંધપાત્ર રીતે, સોનિકેશન ઊર્જા કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ ટેકનોલોજી છે – તેને ઓછી ઊર્જાની જરૂર પડે છે અને તે પાણી, જલીય ઇથેનોલ અને NADES સાથે કાર્ય કરતી હોવાથી કઠોર નિષ્કર્ષણ દ્રાવકોનો ઉપયોગ ઘટાડે છે.
કચરાના પ્રવાહોને કાર્યાત્મક ઘટકોમાં રૂપાંતરિત કરીને, સોનિકેશન ચક્રીય અર્થતંત્રમાં યોગદાન આપે છે અને ખાદ્ય પ્રોસેસિંગ ક્ષેત્રમાં પર્યાવરણીય અને આર્થિક બંને પ્રકારના ટકાઉપણામાં સુધારો કરે છે.

Hielscher સોનિકેટર્સ વડે તમારી પોમેસ પ્રક્રિયામાં સુધારો કરો

Hielscher Ultrasonics પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક બંને ઉપયોગો માટે રચાયેલી ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓનું અગ્રણી ઉત્પાદક છે. તેમના ઔદ્યોગિક સોનિકેટર્સ – જેમ કે UIP2000hdT, UIP4000hdT, UIP6000hdT અને UIP16000hdT – નીચેની સુવિધાઓ આપે છે:

• જરૂર મુજબ વધારી શકાય તેવી પ્રોસેસિંગ ક્ષમતા (પ્રતિ કલાક લિટરથી ટન સુધી)
• કંપનવિસ્તારનું ચોક્કસ નિયંત્રણ
• પડકારજનક પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં 24/7 સંચાલન
• દબાણ હેઠળ રાખી શકાય એવા અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર્સ
• ઇનલાઇન સતત પ્રોસેસિંગ સાથે સુસંગતતા
• (હાલની) ઉત્પાદન લાઇનોમાં સરળ એકીકરણ

પ્રકાશિત સંશોધનમાં પોલિફેનોલ્સ, એન્ટીઑક્સિડન્ટ્સ અને અન્ય જૈવસક્રિય સંયોજનોના નિષ્કર્ષણ માટે Hielscher સોનિકેટર્સની માન્યતા પહેલેથી જ સ્થાપિત થઈ ચૂકી છે, અને તેમની કાર્યક્ષમતા તથા પુનરુત્પાદકતા સાબિત થયેલી છે.

નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:

ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને પરામર્શ – જર્મનીમાં નિર્મિત ગુણવત્તા

Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ તેમની સર્વોચ્ચ ગુણવત્તા અને ડિઝાઇનનાં ધોરણો માટે જાણીતા છે. મજબૂતાઈ અને સરળ સંચાલનને કારણે અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સને ઔદ્યોગિક સુવિધાઓમાં સરળતાથી સંકલિત કરી શકાય છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ કઠોર પરિસ્થિતિઓ અને પડકારજનક વાતાવરણમાં સરળતાથી કાર્ય કરે છે.

Hielscher Ultrasonics એક ISO પ્રમાણિત કંપની છે અને અત્યાધુનિક ટેકનોલોજી તથા વપરાશની સરળતા ધરાવતા ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ પર વિશેષ ભાર મૂકે છે. અલબત્ત, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ CE અનુરૂપ છે અને UL, CSA અને RoHs ની આવશ્યકતાઓ પૂરી કરે છે.

સાહિત્ય / સંદર્ભો

• Razola-Díaz, M.d.C.; Aznar-Ramos, M.J.; Guerra-Hernández, E.J.; García-Villanova, B.; Gómez-Caravaca, A.M.; Verardo, V. (2022): Establishment of a Sonotrode Ultrasound-Assisted Extraction of Phenolic Compounds from Apple Pomace. Foods 2022, 11, 3809.
• Pando Bedriñana, R.; Rodríguez Madrera, R.; Loureiro Rodríguez, M.D.; López-Benítez, K.; Picinelli Lobo, A. (2024): Green Extraction of Bioactive Compounds from Apple Pomace from the Cider Industry. Antioxidants 2024, 13, 1230.
• Dalmau, E.; Rosselló, C.; Eim, V.; Ratti, C.; Simal, S. (2020): Ultrasound-Assisted Aqueous Extraction of Biocompounds from Orange Byproduct: Experimental Kinetics and Modeling. Antioxidants 2020, 9, 352.
• Razola-Díaz, M.d.C.; Guerra-Hernández, E.J.; Rodríguez-Pérez, C.; Gómez-Caravaca, A.M.; García-Villanova, B.; Verardo, V. (2021): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction via Sonotrode of Phenolic Compounds from Orange By-Products. Foods 2021, 10, 1120.