सोनिकेटर का उपयोग करके ग्रेपफ्रूट के छिलके से पेक्टिन का निष्कर्षण

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षकों का उपयोग करके छिलकों या गूदे जैसे फलों के उप-उत्पादों से अत्यधिक कुशलता से पेक्टिन निकाले जाते हैं। पेक्टिन निष्कर्षण की एक विश्वसनीय, सरल और सुरक्षित संचालन वाली विधि के रूप में, सोनिकेशन उत्पादन की गति बढ़ाने के साथ पेक्टिन की प्राप्त मात्रा और गुणवत्ता भी बढ़ाता है। नीचे, हम ग्रेपफ्रूट के छिलके से अल्ट्रासोनिक पेक्टिन निष्कर्षण की प्रभावी तकनीक प्रदर्शित करते हैं।

अल्ट्रासोनिक पेक्टिन निष्कर्षण की चरणबद्ध विधि

अल्ट्रासोनिक पेक्टिन निष्कर्षण का अर्थ कच्चे माल (जैसे फलों के छिलके, खट्टे फलों के उप-उत्पाद) से पेक्टिन की मुक्ति को बढ़ावा देने के लिए उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड का उपयोग करना है। कोशिका भित्तियों को तोड़ने और पादप सामग्री से पेक्टिन मुक्त करने के लिए सोनिकेशन एक सुस्थापित तकनीक है।
प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर का उपयोग करके ग्रेपफ्रूट के छिलकों से अल्ट्रासोनिक पेक्टिन निष्कर्षण और उसके बाद एथेनॉल द्वारा अवक्षेपण का निम्नलिखित प्रोटोकॉल:


प्रयुक्त सामग्री:

• 50gr ग्रेपफ्रूट का छिलका
• 200mL शुद्ध जल
• 400mL एथेनॉल
• सोनिकेटर UP200St + सोनोट्रोड S26d14
• काँच के बीकर

कच्चे माल की तैयारी:

• कच्चे माल के रूप में खट्टे फल का छिलका लें। इस प्रोटोकॉल में हम ग्रेपफ्रूट के छिलकों का उपयोग करते हैं।
• किसी भी गंदगी या मलबे को हटाने के लिए खट्टे फल के छिलके को अच्छी तरह धोएँ।
• निष्कर्षण के लिए सतह क्षेत्र बढ़ाने हेतु खट्टे फल के छिलके को छोटे टुकड़ों में काटें।

विलायक का चयन:
निष्कर्षण के लिए जल पसंदीदा विलायक है, जो सस्ता और गैर-विषैला है। पेक्टिन को बिना विघटित किए घोलने की क्षमता के कारण पेक्टिन निष्कर्षण में सामान्यतः जल का उपयोग किया जाता है। विलायक के रूप में प्रयुक्त जल में थोड़ी मात्रा में अम्ल (जैसे साइट्रिक अम्ल, एसिटिक अम्ल, नाइट्रिक या हाइड्रोक्लोरिक अम्ल) मिलाने से पादप सामग्री से पेक्टिन को घोलने में सहायता मिलती है और निष्कर्षण प्रक्रिया बेहतर होती है। विलायक का pH लगभग 2–3 pH पर समायोजित करना एक अच्छा मार्गदर्शक मान है।
 
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रिया:

• खट्टे फल के बारीक कटे छिलके के लगभग 50 gr टुकड़े किसी बीकर या फ्लास्क में डालें।
• खट्टे फल के छिलके में चुने गए विलायक का लगभग 200 ml मिलाएँ।
• मिश्रण को अल्ट्रासोनिक तरंगों से उपचारित करने के लिए प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर का उपयोग करें। हम सोनोट्रोड S26d14 से सुसज्जित UP200Ht, 200 watts शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक का उपयोग करते हैं। आयाम को 100% पर सेट करें।
• इष्टतम निष्कर्षण प्राप्त होने तक मिश्रण का लगभग 10 min तक सोनिकेशन करें।

निस्यंदन:
सोनिकेशन के बाद, निकाले गए पेक्टिन के विलयन को ठोस अवशेष, अर्थात ग्रेपफ्रूट के छिलके के कणों से अलग करने के लिए पहले से गीली की गई महीन जाली या छानने के कपड़े से मिश्रण को छानें। इस निस्यंदन चरण को कई बार दोहराने से सभी ठोस अवशेषों का हटना सुनिश्चित होता है।
 

एथेनॉल द्वारा अवक्षेपण:

• निकाले गए विलयन से पेक्टिन का अवक्षेपण करने के लिए सामान्यतः एथेनॉल का उपयोग अवक्षेपक या प्रक्रिया रोकने वाले कारक के रूप में किया जाता है।
• छने हुए पेक्टिन विलयन को एक साफ पात्र में स्थानांतरित करें।
• लगातार हिलाते हुए पेक्टिन विलयन में धीरे-धीरे एथेनॉल मिलाएँ। एथेनॉल और पेक्टिन विलयन का अनुपात अलग-अलग होता है, लेकिन सामान्यतः आयतन के अनुसार लगभग 2:1 (एथेनॉल: विलयन) होता है।
• विलयन में एथेनॉल की अंतिम सांद्रता लगभग 70–80% होने तक एथेनॉल मिलाते रहें। यह सांद्रता पेक्टिन के अवक्षेपण को बढ़ावा देती है।
• अवक्षेपण को सुगम बनाने के लिए मिश्रण को पर्याप्त समय तक, सामान्यतः कई घंटों या रात भर, स्थिर रहने दें।
• अवक्षेपण के बाद, अपकेंद्रीकरण या निस्यंदन द्वारा अवक्षेपित पेक्टिन एकत्र करें।
• अशुद्धियाँ और अवशिष्ट विलायक हटाने के लिए अवक्षेपित पेक्टिन को एथेनॉल से धोएँ।
• अंत में, बची हुई नमी हटाने के लिए शुद्ध किए गए पेक्टिन को निर्वात में या कम तापमान पर सुखाएँ।

चूँकि पेक्टिन की मात्रा और फल-आधारित कच्चे माल में प्राकृतिक भिन्नताएँ होती हैं, इसलिए निष्कर्षण प्रक्रिया को तदनुसार समायोजित करना पड़ सकता है। इसका अर्थ है कि खट्टे फल के छिलके के प्रकार, पकने की अवस्था, प्राप्त पेक्टिन की मात्रा और पेक्टिन के वांछित गुणों के आधार पर निष्कर्षण और अवक्षेपण की विशिष्ट स्थितियों को अनुकूलित करने की आवश्यकता हो सकती है। पेक्टिन की मात्रा निर्धारित करने और निष्कर्षण की दक्षता का आकलन करने के लिए भारमितीय विश्लेषण या स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विधियों जैसी विश्लेषणात्मक तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है।

1000x आवर्धन पर अवशिष्ट चुकंदर गूदे की SEM छवियाँ: (a) निष्कर्षण से पहले, और (b) Xylanasae (250 U/g), (c) Cellulase (300 U/g), (d) Xylanasae+Cellulase (1:1), और (e) Xylanasae+Cellulase (1:1.5), और (f) Xylanasae+Cellulase (1:2) का उपयोग करके पेक्टिन के निष्कर्षण के बाद।
(अध्ययन और छवियाँ: Abou-Elseoud et al., 2021)

Hielscher सोनिकेटरों से औद्योगिक पेक्टिन निष्कर्षण

ऊपर प्रदर्शित अल्ट्रासोनिक पेक्टिन निष्कर्षण की इसी प्रक्रिया का औद्योगिक इनलाइन उत्पादन तक रैखिक रूप से विस्तार किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल रिएक्टर का उपयोग निरंतर इनलाइन उपचार में फलों के उप-उत्पादों की बड़ी मात्रा का प्रसंस्करण संभव बनाता है।
Hielscher Ultrasonics पेक्टिन उत्पादन के लिए फल और सब्जी सामग्री के प्रसंस्करण हेतु औद्योगिक सोनिकेटरों की एक उन्नत श्रृंखला प्रदान करता है।
 
सोनिकेशन का उपयोग पेक्टिन निष्कर्षण के साथ-साथ फलों की रस-निष्कर्षण के बाद बची खली, गूदे, छिलकों और बीजों से पॉलीफेनॉल को अलग करने के लिए भी किया जाता है। यहाँ और पढ़ें!
 

नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

डिज़ाइन, विनिर्माण और परामर्श – जर्मनी में निर्मित गुणवत्ता

Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपनी उच्चतम गुणवत्ता और डिज़ाइन मानकों के लिए सुविख्यात हैं। मजबूती और आसान संचालन हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों को औद्योगिक संयंत्रों में सुगमता से एकीकृत करना संभव बनाते हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर कठिन परिस्थितियों और चुनौतीपूर्ण परिवेशों में आसानी से काम करते हैं।

Hielscher Ultrasonics एक ISO प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक तकनीक तथा उपयोगकर्ता-अनुकूलता वाले उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटरों पर विशेष ज़ोर देती है। निस्संदेह, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर CE के अनुरूप हैं और UL, CSA तथा RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।