सोनिकेशन द्वारा हॉप्स के अर्क का कुशल उत्पादन
हॉप्स और हॉप्स के अर्क बीयर के उत्पादन के लिए आवश्यक सामग्री हैं। अल्फा-अम्ल a-caryophyllene (humulone) और beta-caryophyllene (humulene) महत्वपूर्ण स्वाद यौगिक हैं, जो बीयर को उसका कड़वापन देते हैं और उसकी सुगंध, झाग की संरचना तथा सूक्ष्मजैविक स्थिरता में योगदान करते हैं। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण हॉप्स के कोशिकीय मैट्रिक्स से जैवसक्रिय यौगिकों को मुक्त करके स्वाद से भरपूर और संपूर्ण हॉप्स अर्क बनाने की एक अत्यंत कुशल तकनीक है।
हॉप्स से कड़वे अम्लों का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
हॉप्स से कड़वे अम्लों का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक अत्यंत कुशल और विश्वसनीय तकनीक है, जिसका उपयोग बीयर निर्माण उद्योग, स्वाद और सुगंध के उत्पादन तथा अनुसंधान केंद्रों में हॉप्स के शंकुओं से कड़वाहट के लिए उत्तरदायी यौगिकों और स्वाद यौगिकों को कुशलतापूर्वक और प्रभावी ढंग से निकालने के लिए किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक कैविटेशन के कार्य सिद्धांत का उपयोग करता है। द्रवों में कम आवृत्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों से ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक कैविटेशन उत्पन्न होता है। अल्ट्रासाउंड तरंगों के बारी-बारी से आने वाले उच्च-दाब / निम्न-दाब चक्र विलायक में सूक्ष्म कैविटेशन बुलबुले बनाते हैं। इन बुलबुलों के तेजी से बनने और ढहने से तीव्र स्थानीय बल उत्पन्न होते हैं, जो कोशिका भित्तियों को तोड़ते हैं और हॉप्स सामग्री से कड़वे अम्लों जैसे लक्षित यौगिकों को मुक्त करते हैं। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन हॉप्स से humulone, cohumulone और adhumulone जैसे कड़वे अम्लों को मुक्त करने में बहुत प्रभावी है। ये यौगिक बीयर में प्रयुक्त स्वाद यौगिकों के रूप में सबसे अधिक जाने जाते हैं, जहाँ वे बीयर की कड़वाहट और विशिष्ट स्वाद प्रोफ़ाइल में योगदान करते हैं।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का एक प्रमुख लाभ इसकी दक्षता और गति है। पारंपरिक विधियों की तुलना में सोनिकेशन निष्कर्षण का समय काफी कम कर देता है, जिससे यह बीयर निर्माताओं और स्वाद पदार्थों के निर्माताओं के लिए एक आकर्षक विकल्प बन जाता है।
चूँकि सोनिकेशन का समय, तापमान, विलायक की सांद्रता और हॉप्स सामग्री तथा विलायक का अनुपात जैसे विभिन्न मापदंडों को समायोजित करके अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रिया को अनुकूलित किया जा सकता है, इसलिए प्रक्रिया को हॉप्स अर्क की लक्षित स्वाद प्रोफ़ाइल के अनुसार समायोजित किया जा सकता है। अनुकूलन वांछित बीयर स्वाद बनाए रखते हुए कड़वे अम्लों का अधिकतम निष्कर्षण सुनिश्चित करता है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के दौरान तापमान का उचित नियंत्रण बनाए रखना आवश्यक है। अधिक तापमान से कड़वे अम्लों का विघटन हो सकता है और अवांछित स्वाद बन सकते हैं।
सोनिकेटर UIP4000hdT से उच्च गुणवत्ता वाले हॉप्स अर्क का इनलाइन उत्पादन
अल्ट्रासोनिक पूर्ण-स्पेक्ट्रम हॉप्स अर्क
अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार किए गए हॉप्स अर्क पूर्ण-स्पेक्ट्रम अर्क होते हैं, जो हॉप्स के शंकुओं में मौजूद सक्रिय घटकों की पूरी शृंखला प्रदान करते हैं। अल्फा-अम्ल a-caryophyllene (humulone) और beta-caryophyllene (humulene) के अलावा, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण linalool और farnesene जैसे अन्य टरपीनों तथा पॉलीफेनॉल और फ्लेवोनॉइड जैसे अन्य पादप-रसायनों को भी मुक्त करता है। पूर्ण-स्पेक्ट्रम अर्क को उनके तथाकथित एंटूराज प्रभाव के लिए महत्व दिया जाता है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के दौरान हॉप्स और अन्य जड़ी-बूटियों जैसी पादप सामग्री को सौम्य तापमान पर संसाधित किया जाता है, जिससे तापीय विघटन सीमित रहता है। सोनिकेशन सौम्य, सुरक्षित और पर्यावरण के अनुकूल विलायकों का उपयोग संभव बनाता है – जिससे विषैले विलायकों के उपयोग से बचा जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण की उच्च प्रभावशीलता से पहले इस्तेमाल किए जा चुके हॉप्स से भी हॉप्स अर्क बनाना संभव होता है। तीव्र अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रिया पहले इस्तेमाल किए जा चुके हॉप्स से शेष प्रकाश-संबंधी यौगिकों को मुक्त करती है और उनसे सभी मूल्यवान पदार्थों को पूरी तरह निकालने में मदद करती है, ताकि कोई भी जैवसक्रिय पदार्थ व्यर्थ न जाए।
हॉप्स में कड़वे अम्ल
हॉप्स के कड़वे अम्लों को α- और β-अम्लों में विभाजित किया जाता है। कड़वे α-अम्ल तीन मुख्य घटकों से बने होते हैं: n-humulone, ad-humulone और co-humulone। इसी प्रकार, कड़वे β-अम्लों में n-lupulone, ad-lupulone और co-lupulone शामिल होते हैं। ब्रुअरी और बीयर उत्पादन के लिए α-अम्ल आवश्यक अम्ल रूप हैं। हल्की अम्लीय परिस्थितियों में उबालने पर अल्फा-अम्लों का समावयवीकरण होता है और वे iso-α-अम्लों में परिवर्तित हो जाते हैं। समावयवीकरण से पानी में कम घुलनशील अल्फा-अम्ल अधिक घुलनशील आइसो-रूप में बदल जाते हैं, जिसमें विशिष्ट इंद्रियग्राह्य कड़वाहट होती है। β-अम्ल, जो α-अम्लों से भी कम जल-घुलनशील होते हैं, ब्रुअरी उत्पादन के लिए कम महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वर्ट को उबालते समय बीटा-अम्लों की समावयवीकरण दर बहुत कम होती है।
स्वाद प्रदान करने वाले घटक के रूप में उपयोग के अलावा, हॉप्स अपने स्वास्थ्यवर्धक गुणों के लिए भी जाना जाता है, जिनमें एंटीऑक्सीडेंट, शामक, सूजनरोधी, कैंसररोधी और एस्ट्रोजेनिक प्रभाव शामिल हैं। उदाहरण के लिए, हॉप्स में पाया जाने वाला प्रेनिलफ्लेवोनॉइड xanthohumol अपने प्रबल एंटीऑक्सीडेंट प्रभावों के लिए जाना जाता है। हॉप्स के इन प्राकृतिक पदार्थों का उपयोग स्वास्थ्य को सहारा देने या रोगों के उपचार के लिए पूरकों और औषधीय उत्पादों में किया जाता है।
हॉप्स के शंकु
हॉप्स अर्क का उपयोग क्यों करें?
स्वाद प्रदान करने वाले घटक के रूप में उपयोग करने पर, अर्क कड़वाहट और सुगंध की मात्रा को अत्यंत सटीक ढंग से निर्धारित करना संभव बनाते हैं, क्योंकि हॉप्स अर्क को अल्फा-अम्लों की विशिष्ट मात्राओं और संघटनों के अनुसार मानकीकृत किया जाता है। इससे समान स्वाद प्रोफ़ाइल और इस प्रकार ग्राहकों की अपेक्षाओं को पूरा करने वाले निरंतर उच्च गुणवत्ता के उत्पाद का उत्पादन संभव होता है।
पूरकों और औषधीय उत्पादों में सक्रिय घटक के रूप में उपयोग करने पर, हॉप्स अर्क अत्यधिक सांद्र मात्रा में जैवसक्रिय पदार्थ, जैसे टर्पीन और फ्लेवोनॉइड, प्रदान करते हैं। इससे लक्षित प्रभाव प्राप्त करने के लिए सक्रिय प्रकाशीय यौगिक की अधिक मात्रा का सेवन करना संभव होता है।
अल्ट्रासोनिक हॉप्स अर्क का गैस क्रोमैटोग्राफी विश्लेषण, जिसे अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र UP100H से तैयार किया गया है: β-caryophyllene oxide, α-caryophyllene, α-pinene, mycrene, limonene, α-caryophylene और caryophylene oxide तथा अन्य।
हॉप्स का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
अल्ट्रासाउंड द्वारा त्वरित विलायक निष्कर्षण हॉप्स से कड़वे अम्ल निकालने की एक सरल, तेज़ और सुरक्षित विधि है। कम तापमान पर किए जाने वाले उपचार के रूप में, हॉप्स का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण कम प्रक्रिया समय में उच्च उपज देता है, जो हॉप्स से कड़वे अम्लों के पारंपरिक निष्कर्षण की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ हैं।
कम प्रसंस्करण तापमान, उच्च उपज, अर्क की उत्कृष्ट गुणवत्ता (अर्थात पूर्ण स्वाद / पूर्ण स्पेक्ट्रम वाले अर्क) और बहुत कम प्रसंस्करण समय हॉप्स के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के मुख्य लाभ हैं।
हॉप्स का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण – लाभ:
- अधिक पूर्ण निष्कर्षण
- अधिक उपज
- पूर्ण स्वाद प्रोफ़ाइल
- किस्म-विशिष्ट सुगंध संरक्षित
- एकसमान कड़वाहट / स्वाद प्रदान करना
- बैच और इनलाइन प्रसंस्करण
- सुरक्षित और संचालन में आसान
- किफ़ायती, निवेश पर तेज़ प्रतिफल
SonoStation – 2x 2kW अल्ट्रासोनिकेटरों, हिलाने की व्यवस्था वाले टैंक और पंप से युक्त एक अल्ट्रासोनिक प्रणाली – निष्कर्षण के लिए उपयोग में आसान प्रणाली है।
उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक
Hielscher Ultrasonics को दुनिया भर की प्रतिष्ठित कंपनियों और अनुसंधान संस्थानों के लिए छोटे से लेकर बड़े औद्योगिक पैमाने तक के उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक निष्कर्षकों के डिज़ाइन, निर्माण और आपूर्ति का दीर्घकालिक अनुभव है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण छोटे प्रयोगशाला सेटअप से लेकर बड़े औद्योगिक तंत्रों तक किसी भी पैमाने पर किया जा सकता है, जिससे निर्माता अपनी उत्पादन आवश्यकताओं के अनुसार हॉप्स की निष्कर्षण प्रक्रिया को अनुकूलित कर सकते हैं।
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर उच्च शक्ति वाला अल्ट्रासाउंड प्रदान करते हैं, मज़बूत होते हैं और भारी भार के तहत आसानी से 24/7 चल सकते हैं। इससे Hielscher अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक खाद्य, औषधि और रासायनिक उद्योगों में निरंतर काम करने वाले भरोसेमंद उपकरण बनते हैं।
सभी डिजिटल अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर रंगीन टच-डिस्प्ले से सुसज्जित हैं, जिसके माध्यम से आप प्रक्रिया मापदंडों को आसानी से और सटीक रूप से निर्धारित तथा नियंत्रित कर सकते हैं। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक चालू करते ही सभी प्रक्रिया मापदंड अंतर्निर्मित SD-कार्ड पर स्वचालित रूप से रिकॉर्ड होने लगते हैं।
Hielscher के बैच और इनलाइन सोनिकेशन सेटअप के परिष्कृत डिज़ाइन का व्यापक परीक्षण किया गया है और इसे उपयोग में आसानी तथा उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद के लिए अनुकूलित किया गया है। प्रवाह सेल रिएक्टर विभिन्न आकारों और अलग-अलग ज्यामितियों में उपलब्ध हैं। विभिन्न आकृतियों, आकारों और लंबाइयों वाले सोनोट्रोड (अल्ट्रासोनिक प्रोब) की विस्तृत शृंखला तथा अतिरिक्त सहायक उपकरण आपकी निष्कर्षण प्रक्रिया और पादप सामग्री के अनुरूप आपके अल्ट्रासोनिक सिस्टम का आदर्श विन्यास संभव बनाते हैं।
Hielscher Ultrasonics के औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर का एक अन्य लाभ 200µm तक के अत्यधिक उच्च आयाम प्रदान करना है, जिन पर आसानी से और लगातार 24/7 संचालन किया जा सकता है। इससे भी अधिक आयामों के लिए अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड उपलब्ध हैं। आयाम पर सटीक नियंत्रण और अत्यंत कम से अत्यंत उच्च आयामों पर संचालन का विकल्प एक इष्टतम और प्रभावी प्रक्रिया संभव बनाता है। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरणों की मज़बूती भारी कार्यभार और कठिन परिवेश में 24/7 संचालन संभव बनाती है।
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नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | अधिक | समूह जिसमें शामिल हैं UIP16000 |
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साहित्य/संदर्भ
- Maša Knez Hrnčič; Eva Španinge; Iztok Jože Košir; Željko Knez; Urban Bre (2019): हॉप्स के यौगिक: निष्कर्षण तकनीकें, रासायनिक विश्लेषण, एंटीऑक्सीडेंट, रोगाणुरोधी और कैंसररोधी प्रभाव। Nutrients 2019, 11, 257.
- Steffen Arctander (2019): प्राकृतिक उत्पत्ति की इत्र और स्वाद सामग्री। Orchard Innovations; October 2019.
- Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Sambucus nigra L. के फूल और पत्ती के अर्कों का पादप रासायनिक प्रोफाइल निर्धारण तथा बादाम के वृक्ष के रोगजनकों के विरुद्ध उनकी रोगाणुरोधी क्षमता। International Journal of Molecular Sciences, 2023.
जानने योग्य तथ्य
हॉप्स में जैवसक्रिय यौगिक
सामान्य हॉप्स पौधा Humulus lupulus प्रकाश-रसायनों से भरपूर होता है, जिनका उपयोग खाद्य पदार्थों और पेय पदार्थों में स्वाद देने वाली सामग्री के रूप में (जैसे बीयर में कड़वाहट लाने के लिए) तथा इत्र और सुगंधों में किया जाता है। आहार अनुपूरकों और औषधीय उत्पादों में हॉप्स के अर्कों का उपयोग स्वास्थ्य को सहारा देने तथा रोगों को ठीक करने या उनकी तीव्रता कम करने के लिए किया जाता है। नीचे हॉप्स के सबसे प्रमुख पादप यौगिकों का विवरण दिया गया है:
अल्फा अम्ल
अल्फा अम्ल या humulones हॉप्स में सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिक हैं। वॉर्ट को उबालने के दौरान humulones का ऊष्मीय समावयवीकरण होकर वे आइसो-अल्फा अम्लों या isohumulones में बदल जाते हैं, जो बीयर के कड़वे स्वाद के लिए ज़िम्मेदार हैं।
बीटा अम्ल
हॉप्स में तथाकथित बीटा अम्ल या lupulones होते हैं। इन यौगिकों को मुख्यतः बीयर की सुगंध में उनके योगदान के लिए महत्व दिया जाता है।
वाष्पशील तेल
हॉप्स के वाष्पशील तेलों के मुख्य घटक टर्पीन हाइड्रोकार्बन हैं, जिनमें myrcene, humulene और caryophyllene शामिल हैं। Myrcene ताज़े हॉप्स को उसकी तीखी गंध देता है। Humulene और उसके ऑक्सीकरण अभिक्रिया उत्पाद बीयर में हॉप्स की प्रमुख सुगंध में योगदान देते हैं। Myrcene, humulene और caryophyllene मिलकर हॉप्स के वाष्पशील तेलों की कुल मात्रा का 80 से 90% हिस्सा बनाते हैं।
फ्लेवोनॉइड
Xanthohumol हॉप्स में मुख्य फ्लेवोनॉइड है। अन्य सुविस्तृत रूप से अध्ययन किए गए और महत्वपूर्ण प्रेनिलफ्लेवोनॉइड 8-prenylnaringenin और isoxanthohumol हैं। यद्यपि xanthohumol के गुणों और प्रभावों पर अभी शोध चल रहा है, प्रेनिलफ्लेवोनॉइड 8-prenylnaringenin पहले से ही एक शक्तिशाली फाइटोएस्ट्रोजन के रूप में जाना जाता है।