पावर अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके रोज़मेरी का निष्कर्षण
रोज़मेरी एक सुगंधित, सदाबहार जड़ी-बूटी है, जो जैवसक्रिय यौगिकों और एसेंशियल ऑयल से भरपूर होती है। इनका उपयोग औषधीय, खाद्य और कॉस्मेटिक उत्पादों में किया जाता है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण रोज़मेरी और अन्य जड़ी-बूटियों से जैवसक्रिय यौगिकों और एसेंशियल ऑयल को अलग करने की एक सौम्य, फिर भी अत्यधिक कुशल तकनीक है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण कम प्रसंस्करण समय में अधिक उपज और बेहतर गुणवत्ता वाला अर्क देता है।
अल्ट्रासोनिकेशन से रोज़मेरी अर्क का उत्पादन
वानस्पतिक अर्क के उत्पादन में अल्ट्रासोनिकेटर अत्यधिक कुशल होते हैं। अल्ट्रासाउंड एक सौम्य, गैर-तापीय निष्कर्षण तकनीक है, जो पौधों से संवेदनशील जैवसक्रिय अणुओं का सौम्य प्रसंस्करण और पृथक्करण संभव बनाती है। चूँकि सोनिकेशन में केवल विशुद्ध रूप से यांत्रिक बल लगाए जाते हैं, इसलिए ताप-संवेदनशील अणुओं को क्षति से बचाया जाता है। इससे अनेक जैवसक्रिय यौगिकों वाला पूर्ण-स्पेक्ट्रम अर्क तैयार किया जा सकता है। ये यौगिक एक-दूसरे के साथ अंतःक्रिया करते हैं और तथाकथित एंटूराज प्रभाव उत्पन्न करते हैं। उदाहरण के लिए, अल्ट्रासोनिक रोज़मेरी अर्क में कार्नोसिक अम्ल, कार्नोसोल, रोज़मेरिनिक अम्ल, ओलियानोलिक अम्ल, उर्सोलिक अम्ल, कपूर, 1,8-cineole, p-कौमारिक अम्ल और कैफिक अम्ल जैसे जैवसक्रिय अणु अधिक मात्रा में होते हैं।
रोज़मेरी अर्क बनाने के लिए, रोज़मेरी के पौधे (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis) की सुई जैसी पत्तियों से जैवसक्रिय यौगिकों को अलग किया जाता है। इसका उपयोग आम तौर पर खाद्य और कॉस्मेटिक उद्योगों में प्राकृतिक परिरक्षक और स्वाद प्रदान करने वाले पदार्थ के रूप में किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक UP400St रोज़मेरी से जैवसक्रिय यौगिकों के निष्कर्षण के लिए।
रोज़मेरी अर्क में कई जैवसक्रिय यौगिक होते हैं, जिनमें कार्नोसिक अम्ल और रोज़मेरिनिक अम्ल जैसे एंटीऑक्सीडेंट शामिल हैं। इनमें सूजनरोधी, रोगाणुरोधी और कैंसररोधी गुण पाए गए हैं। इन गुणों के कारण रोज़मेरी अर्क खाद्य उत्पादों की ताज़गी और गुणवत्ता बनाए रखने के साथ-साथ आहार पूरकों और प्राकृतिक उपचारों में संभावित स्वास्थ्य लाभ प्रदान करने के लिए उपयोगी है।
खाद्य उद्योग में, रोज़मेरी अर्क को अक्सर प्रसंस्कृत मांस, बेक किए गए उत्पादों और स्नैक खाद्य पदार्थों में उनकी भंडारण अवधि बढ़ाने और ऑक्सीकरण रोकने के लिए मिलाया जाता है। इसका उपयोग सॉस, ड्रेसिंग और मैरिनेड में प्राकृतिक स्वाद प्रदान करने वाले पदार्थ के रूप में भी किया जाता है।
कॉस्मेटिक उद्योग में, रोज़मेरी अर्क का उपयोग इसके एंटीऑक्सीडेंट और सूजनरोधी गुणों के कारण त्वचा और बालों की देखभाल के उत्पादों में किया जाता है। ये गुण त्वचा और बालों की रक्षा करने तथा उन्हें पोषण देने में मदद कर सकते हैं। कुछ कॉस्मेटिक उत्पादों में इसका उपयोग प्राकृतिक सुगंध और रंग प्रदान करने वाले पदार्थ के रूप में भी किया जाता है।
- अधिक उपज
- गैर-तापीय, सौम्य निष्कर्षण
- कम प्रसंस्करण समय
- विषैले रसायनों के उपयोग से बचाव
- विलायकों की कम खपत
- अपनी पसंद के विलायक का उपयोग करें
- ऊर्जा की बचत
- पर्यावरण के अनुकूल
कोशिका भित्ति के विघटन की क्रियाविधि (a) कैविटेशन के कारण कोशिका भित्ति का टूटना। (b) कोशिका संरचना में विलायक का विसरण।
(चित्र Shirsath et al., 2012 से अनुकूलित)
प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके रोज़मेरी अर्क का उत्पादन कैसे किया जाता है?
प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके रोज़मेरी अर्क के उत्पादन में आम तौर पर निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:
- रोज़मेरी की तैयारी: रोज़मेरी की पत्तियों को साफ किया जाता है, सुखाया जाता है और पीसकर महीन पाउडर बनाया जाता है।
- निष्कर्षण: पिसे हुए रोज़मेरी पाउडर को एथेनॉल या पानी जैसे विलायक के साथ मिलाया जाता है और प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके मिश्रण का सोनिकेशन किया जाता है। अल्ट्रासोनिकेटर उच्च-आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगों का उपयोग करके कैविटेशन बुलबुले उत्पन्न करता है, जो पादप सामग्री को तोड़ने और सक्रिय यौगिकों को मुक्त करने में मदद करते हैं।
- निस्यंदन: बची हुई पादप सामग्री को हटाने के लिए मिश्रण को छाना जाता है, जिससे तरल अर्क शेष रह जाता है।
- सांद्रण: सक्रिय यौगिकों की सांद्रता बढ़ाने के लिए रोटरी वाष्पित्र या किसी अन्य उपयुक्त विधि का उपयोग करके तरल अर्क को सांद्र किया जाता है।
- सुखाना: सूखे पाउडर के रूप में अर्क प्राप्त करने के लिए सांद्र अर्क को स्प्रे ड्राइंग या फ्रीज़ ड्राइंग (लायोफिलाइज़ेशन) जैसी उपयुक्त विधि का उपयोग करके सुखाया जाता है।
- पैकेजिंग: इसके बाद सूखे पाउडर को पैक करके उपयोग के लिए तैयार होने तक ठंडी, सूखी जगह पर संग्रहीत किया जाता है।
निष्कर्षण प्रक्रिया में प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग रोज़मेरी की पत्तियों से सक्रिय यौगिकों का अधिक दक्ष और प्रभावी निष्कर्षण संभव बनाता है, जिससे लाभकारी यौगिकों की अधिक सांद्रता वाला उच्चतर गुणवत्ता का अर्क प्राप्त होता है। इसके अतिरिक्त, इस विधि का उपयोग बड़े पैमाने पर किया जा सकता है, जिससे यह व्यावसायिक उत्पादन के लिए उपयुक्त बनती है। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर प्रक्रिया मापदंडों के सटीक नियंत्रण और निष्कर्षण प्रक्रिया को किसी भी वांछित आयतन तक रैखिक रूप से बढ़ाने की सुविधा देते हैं।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक UIP1000hdT रोज़मेरी के बैच निष्कर्षण के लिए।
अल्ट्रासोनिक रोज़मेरी निष्कर्षण की वैज्ञानिक रूप से सिद्ध श्रेष्ठता
अपनी वैज्ञानिक शोध रिपोर्ट में, Dhoubi et al. (2020) Rosmarinus officinalis L. के अर्कों की रासायनिक संरचना और एंटीऑक्सीडेंट क्षमता पर विभिन्न निष्कर्षण विधियों के प्रभाव की जाँच करते हैं। वे तीन निष्कर्षण विधियों की तुलना करते हैं: सुपरक्रिटिकल द्रव निष्कर्षण, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर UIP1000hdT का उपयोग करके अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण (UAE), और माइक्रोवेव-सहायित निष्कर्षण (MAE)।
अध्ययन के मुख्य निष्कर्ष:
- लेखकों ने पाया कि निष्कर्षण विधि ने रोज़मेरी के अर्कों की रासायनिक संरचना और एंटीऑक्सीडेंट क्षमता को उल्लेखनीय रूप से प्रभावित किया। अन्य दोनों निष्कर्षण तकनीकों, सुपरक्रिटिकल द्रव निष्कर्षण और माइक्रोवेव निष्कर्षण, की तुलना में अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण ने सर्वोत्तम परिणाम दिए।
- एथेनॉल के साथ प्राप्त रोज़मेरी का अल्ट्रासोनिक अर्क पॉलीफेनॉल से अत्यधिक समृद्ध था।
- सोनिकेशन से कम समय के निष्कर्षण (10 mins) में अधिक एंटीऑक्सीडेंट क्षमता देखी गई।
अल्ट्रासोनिक रोज़मेरी निष्कर्षण की कार्यविधि
अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण एक प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर में सोनोट्रोड (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, नीचे चित्र देखें) का उपयोग करके किया गया। रोज़मेरी के पाउडर और निर्जल एथेनॉल (1:3 w/v) के मिश्रण को दोहरी जैकेट वाले रिएक्टर में रखा गया और 10 min तक 750 W पर अल्ट्रासाउंड के संपर्क में रखा गया। निष्कर्षण तापमान को 25°C पर नियंत्रित रखा गया। अल्ट्रासोनिक अर्क को 10 min तक 4000 rpm पर अपकेंद्रित किया गया। अधिप्लवी द्रव को निकालकर रोटरी वैक्यूम वाष्पित्र का उपयोग करते हुए निर्वात में सांद्रित किया गया।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण सेटअप, जिसमें वानस्पतिक पदार्थों के बैच निष्कर्षण के लिए Hielscher प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर UIP1000hdT का उपयोग किया जाता है।
(चित्र: © Petigny et al., 2013)
विशेष रूप से, मैसरेशन की तुलना में अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण से प्राप्त अर्कों में कुल फेनोलिक यौगिकों, फ्लेवोनॉइड और कैरोटिनॉइड की सांद्रता अधिक थी और एंटीऑक्सीडेंट सक्रियता भी अधिक थी। इसके अतिरिक्त, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण अधिक दक्ष विधि थी, जिससे कम समय में अर्क की अधिक उपज प्राप्त हुई।
लेखकों का निष्कर्ष है कि खाद्य, सौंदर्य प्रसाधन और औषधि उद्योगों में उपयोग के लिए रोज़मेरी के अर्कों का उत्पादन करते समय निष्कर्षण विधि का चयन एक महत्वपूर्ण विचारणीय कारक है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक आशाजनक निष्कर्षण विधि है, जिससे अधिक उपज के साथ अधिक शक्तिशाली और दक्ष अर्क प्राप्त हो सकते हैं।
शोध दल ने निष्कर्ष निकाला कि “अध्ययन किए गए अर्कों में, अल्ट्रासोनिक रूप से निष्कर्षित रोज़मेरी ने एंटीऑक्सीडेंट सक्रियता के दोनों परीक्षणों के अनुसार अधिक एंटीऑक्सीडेंट सक्रियता प्रदर्शित की। यह कुल फेनोलिक सामग्री की अधिक मात्रा और विशेष रूप से कार्नोसिक अम्ल तथा रोज़मैरिनिक अम्ल की अधिक मात्रा से संबंधित था। इसके अलावा, ऑक्सीडेटिव तनाव के संपर्क में लाई गई मानव फाइब्रोब्लास्ट कोशिकाओं में परीक्षण किए जाने पर, हमारे अल्ट्रासोनिक अर्क ने गैलिक अम्ल और N-एसिटाइल सिस्टीन की तुलना में प्रबल एंटीऑक्सीडेंट सक्रियता प्रदर्शित की। इसलिए, सिंथेटिक एंटीऑक्सीडेंट के स्थान पर विकल्प प्रदान करने के उद्देश्य से, अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार हमारा रोज़मेरी अर्क, जो एंटीऑक्सीडेंट का एक प्राकृतिक स्रोत है, कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए रुचिकर हो सकता है।”
रोज़मेरी के अर्कों की एंटीऑक्सीडेंट सक्रियता। नीले स्तंभ: आसुत जल का उपयोग करके 60°C पर; नारंगी स्तंभ: अल्ट्रासोनिक उपचार के बाद।
(अध्ययन और ग्राफ़िक: Suchkova et al., 2021)
रोज़मेरी और जड़ी-बूटियों के निष्कर्षण के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर
Hielscher Ultrasonics किसी भी शक्ति और आकार के उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर बनाती है और उनकी आपूर्ति करती है। हमारे अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र और निष्कर्षक हाथ में पकड़े जाने वाले, पोर्टेबल उपकरणों से लेकर व्यावसायिक पैमाने पर बड़ी मात्राओं के इनलाइन प्रसंस्करण के लिए पूरी तरह औद्योगिक उत्पादन प्रणालियों तक उपलब्ध हैं।
डिज़ाइन, निर्माण और परामर्श – जर्मनी में निर्मित गुणवत्ता
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपनी उच्चतम गुणवत्ता और डिज़ाइन मानकों के लिए प्रसिद्ध हैं। मज़बूती और आसान संचालन के कारण हमारे अल्ट्रासोनिकेटर औद्योगिक सुविधाओं में सुगमता से एकीकृत किए जा सकते हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर कठोर परिस्थितियों और चुनौतीपूर्ण परिवेश में आसानी से काम करते हैं।
Hielscher Ultrasonics एक ISO प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक तकनीक तथा उपयोगकर्ता-अनुकूलता वाले उच्च प्रदर्शन के अल्ट्रासोनिकेटर पर विशेष ज़ोर देती है। बेशक, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर CE के अनुरूप हैं और UL, CSA तथा RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
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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 |
| 15 से 150L | 3 से 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | अधिक | इन उपकरणों का समूह: UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर मिश्रण के अनुप्रयोगों, परिक्षेपण, पायसीकरण और निष्कर्षण के लिए उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र बनाती है।
साहित्य / संदर्भ
- Dhouibi, N.; Manuguerra, S.; Arena, R.; Messina, C.M.; Santulli, A.; Kacem, S.; Dhaouadi, H.; Mahdhi, A. (2023): Impact of the Extraction Method on the Chemical Composition and Antioxidant Potency of Rosmarinus officinalis L. Extracts. Metabolites 2023, 13, 290.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
- Suchkova, E.; Hussaineh, R. (2021): Study of the antioxidant properties of some aromatic plant extracts. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021.
- Dhouibi, N.; Manuguerra, S.; Arena, R.; Mahdhi, A.; Messina, C.M.; Santulli, A.; Dhaouadi, H. (2020): Screening of Antioxidant Potentials and Bioactive Properties of the Extracts Obtained from Two Centaurea L. Species (C. kroumirensis Coss. and C. sicula L. subsp sicula). Applied Science 2020, 10, 2267.
Hielscher Ultrasonics उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र बनाती है, जिनका आकार प्रयोगशाला स्तर से औद्योगिक स्तर तक होता है।