अल्ट्रासाउंड से विलायक-मुक्त स्टेविया निष्कर्षण

Stevia rebaudiana से स्टेवियोग्लाइकोसाइड जैसे मीठे घटकों के पारंपरिक निष्कर्षण में विषैले विलायकों का उपयोग होता है। एक स्वास्थ्यकर, उच्च गुणवत्ता वाला खाद्य उत्पाद प्राप्त करने के लिए विलायक-मुक्त निष्कर्षण विधि आवश्यक है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तकनीक विलायकों के उपयोग से बचते हुए कम प्रसंस्करण समय में बहुत अधिक निष्कर्षण प्राप्ति देती है। इस प्रकार, अल्ट्रासोनिक स्टेविया निष्कर्षण अपनी उत्कृष्ट दक्षता और पर्यावरण के अनुकूल होने के कारण श्रेष्ठ है।

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण से स्वास्थ्यकर अर्क

स्टेविया मिठासकारकों को Stevia rebaudiana Bertoni नामक जड़ी-बूटी की पत्तियों से बना स्वास्थ्य के लिए लाभकारी उत्पाद माना जाता है और इनका उपयोग शून्य-कैलोरी मिठासकारक के रूप में किया जाता है। यह मिठास डाइटरपीनिक ग्लाइकोसाइडों के कारण होती है, जो सुक्रोज़ से लगभग 300 गुना अधिक मीठे होते हैं।
stevia rebaudiana Bertoni के ग्लाइकोसाइड घटकों में स्टेवियोसाइड (5–10%), रिबॉडियोसाइड A (2–4%), रिबॉडियोसाइड C (1–2%), डल्कोसाइड A (0.5–1%), रिबॉडियोसाइड B, रिबॉडियोसाइड D और रिबॉडियोसाइड E शामिल हैं। अन्य ग्लाइकोसाइडों के विपरीत, rebaudiana A की विशेषता इसका कड़वाहट रहित होना है। इसलिए, स्टेविया की पत्तियों से प्राप्त किए जाने वाले यौगिकों में rebaudiana A सबसे अधिक लक्षित यौगिक है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उच्च शुद्धता वाले स्टेवियोसाइडों और रिबॉडियोसाइडों के निष्कर्षण में सहायता करता है। स्टेवियोल ग्लाइकोसाइडों का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पानी में आसानी से किया जा सकता है और इससे बहुत उच्च निष्कर्षण दर पर अधिक प्राप्ति मिलती है। अपेक्षाकृत कम निष्कर्षण तापमान (60°C से 80°C के बीच) सौम्य होता है, जिससे अर्कों का अपघटन रोका जाता है।

स्टेविया को मिठासकारक के रूप में स्वीकृति मिलने के बाद से, चीनी के इस प्राकृतिक, कैलोरी-मुक्त विकल्प की माँग में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। माँग के अनुसार स्टेविया उत्पाद उपलब्ध कराने के लिए वाणिज्यिक उत्पादन क्षमता का विस्तार आवश्यक है। अल्ट्रासाउंड एक प्रमाणित विधि है, जिससे निष्कर्षण तीव्रीकरण किया जाता है.

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लाभ:

• विलायक-मुक्त, जैसे पानी में
• अधिक प्राप्ति
• उच्च निष्कर्षण दरें
• समय की बचत
• लागत की बचत
• सुरक्षित
• पर्यावरण के अनुकूल
• बैच या इनलाइन प्रसंस्करण

अल्ट्रासोनिक स्टेविया निष्कर्षण: शोध के परिणाम

Carbonell-Capella et al. (2016) ने स्टेवियोसाइडों और रिबॉडियोसाइडों के निष्कर्षण के लिए विभिन्न निष्कर्षण तकनीकों की तुलना की। विलायक के रूप में पानी का उपयोग करते हुए UP400S (बाईं ओर चित्र देखें) से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण करने पर स्टेवियोसाइड की सर्वाधिक प्राप्ति हुई, जो पारंपरिक विसरण विधि की तुलना में 3.5 गुना और पिसे हुए स्टेविया नमूनों की तुलना में 1.5 गुना अधिक थी। इस अध्ययन में, स्टेविया की पत्तियों (6 g) को 208C पर पानी (180 g) में 1:30 (w/w) के ठोस/द्रव अनुपात पर निलंबित किया गया। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए निम्न उपकरण का उपयोग किया गया: अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UP400S (Hielscher GmbH, जर्मनी), जो 400 W और 24 kHz आवृत्ति पर संचालित था। प्रयोगों के लिए, Carbonell-Capella की शोध टीम ने निरंतर सोनिकेशन मोड के साथ आयाम को 100% पर सेट किया। नमूने में अल्ट्रासाउंड तरंगों का युग्मन करने के लिए 22 mm व्यास और 100 mm लंबाई वाला टाइटेनियम सोनोट्रोड H22 लगाया गया। संकीर्ण गर्दन वाले काँच के फ्लास्क (धारण क्षमता 1,000 mL) में 180 g पानी या एथेनॉल/पानी (50%) में निलंबित 6 g स्टेविया पत्तियों वाले मिश्रण में प्रोब डुबोया गया। सोनिकेशन से उत्पन्न गर्मी से बचाने के लिए नमूनों को शीतलन स्नान में डुबोया गया और तापमान हमेशा 50ºC से कम रखा गया)। कुल विशिष्ट ऊर्जा निवेश (W_spec, kJ/kg में) की गणना जनरेटर की शक्ति (400 J/s) (शक्ति) को कुल उपचार अवधि (sec) से गुणा करके और उत्पाद के द्रव्यमान (kg) से भाग देकर की गई। अल्ट्रासाउंड ऊर्जा 178 kJ/kg थी (t_US = 80 sec. के लिए)
(देखें Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) ने स्टेविया की पत्तियों से अन्य कार्यात्मक घटकों के साथ स्टेवियोल ग्लाइकोसाइडों के निष्कर्षण की जाँच की और निष्कर्ष निकाला कि अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पर्यावरण के अनुकूल तकनीक है, जिसका उपयोग पारंपरिक निष्कर्षण की तुलना में उल्लेखनीय रूप से कम उपचार समय और कम ऊर्जा खपत के साथ स्टेविया की पत्तियों से कार्यात्मक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए किया जा सकता है।

Liu et al. (2010) ने Stevia rebaudiana Bertoni से कुल कार्बोहाइड्रेटों के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण की जाँच की। Stevia rebaudiana Bertoni से कुल कार्बोहाइड्रेटों की प्राप्ति अधिकतम करने के लिए LUYU-131 प्रकार के स्टेविया को नमूनों के रूप में उपयोग किया गया। अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण की परिस्थितियों को अनुकूलित करने के लिए प्रतिक्रिया सतह पद्धति (RSM) का उपयोग किया गया। परिणामों से पता चला कि इष्टतम निष्कर्षण परिस्थितियाँ 68°C का निष्कर्षण तापमान, 60 W की ध्वनिक शक्ति और 32 min का निष्कर्षण समय थीं। अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण का उपयोग करने पर अर्कों की प्राप्ति 1.5 गुना बढ़ी और निष्कर्षण तापमान कम रहा (68°C), तथा पारंपरिक निष्कर्षण की तुलना में निष्कर्षण का समय (32 min.) काफी कम हो गया। अपरिष्कृत अर्कों के घटक विश्लेषण से पता चला कि पारंपरिक प्रक्रिया से प्राप्त अर्कों की तुलना में अल्ट्रासाउंड-सहायित अर्कों में रिबॉडियोसाइड A की सापेक्ष मात्रा बढ़ी और अल्ट्रासाउंड-सहायित अर्कों की गुणवत्ता बेहतर थी।
Alupului and Lavric (2008) अपने अध्ययन में अल्ट्रासोनिक स्टेविया निष्कर्षण की श्रेष्ठ दक्षता की पुष्टि करते हुए बताते हैं कि Stevia rebaudiana से अल्ट्रासाउंड-प्रेरित स्टेवियोसाइड निष्कर्षण के परिणामस्वरूप पारंपरिक भिगोने की विधि की तुलना में उत्पादकता दो सौ गुना बेहतर होती है और उपचार समय भी कम होता है। (देखें Alupului A., Lavric V., 2008)

स्टेवियोसाइडों का अल्ट्रासोनिक पश्च-प्रसंस्करण

अल्ट्रासाउंड मिश्रण, सम्मिश्रण और समांगीकरण के लिए एक विश्वसनीय विधि है, इसलिए अंतिम उत्पाद के सूत्रण और संघटन के दौरान अक्सर अल्ट्रासाउंड का उपयोग किया जाता है। जब स्टेविया अर्क को किसी द्रव में घोलना होता है, तब श्यानता चाहे जितनी भी हो, अल्ट्रासाउंड एक समांगी मिश्रण तैयार करने की तेज़ और कुशल तकनीक है। अल्ट्रासोनिक विलयन से अत्यधिक संतृप्त और यहाँ तक कि अतिसंतृप्त विलयन भी तैयार किए जा सकते हैं।

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणालियाँ

Hielscher की उत्पाद शृंखला आपकी आवश्यकताओं को पूरा करती है – चाहे आप विश्लेषण और शोध के लिए छोटी और मध्यम मात्राओं में निष्कर्षण करना चाहते हों या बड़े वाणिज्यिक उत्पादन पैमाने पर। हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की उत्पाद शृंखला में शामिल हैं: अल्ट्रासोनिक प्रयोगशाला उपकरण, बेंच-टॉप प्रणालियाँ जो अनुसंधान एवं विकास और पायलट संयंत्रों के लिए हैं, तथा औद्योगिक उच्च-शक्ति वाली अल्ट्रासोनिक प्रणालियाँ, जिनकी प्रति इकाई शक्ति 16,000 वाट तक होती है और जिन्हें आसानी से समूहों में जोड़ा तथा कंटेनरों में स्थापित किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक सहायक उपकरणों का हमारा व्यापक चयन, जिसमें सोनोट्रोड, प्रवाह सेल, रिएक्टर और बूस्टर शामिल हैं, हमारे ग्राहकों की आवश्यकताओं से पूरी तरह मेल खाने वाली प्रणाली का इष्टतम विन्यास संभव बनाता है।

निवेश

Hielscher के सभी अल्ट्रासोनिक उपकरण 24/7 संचालन के लिए बनाए गए हैं, अर्थात् हमारे उपकरण निवेश पर तेज़ प्रतिफल (RoI) प्राप्त करना संभव बनाते हैं। Alupului et al. (2009) ने अपने शोध में पाया कि उच्च-तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड के अनुप्रयोग के आर्थिक औचित्य की अनदेखी नहीं की जानी चाहिए, क्योंकि यह अपेक्षाकृत कम लागत वाली विधि है। इसके अतिरिक्त, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक प्रभावशाली तकनीक है, क्योंकि इसका उपयोग सरल है और इसकी दक्षता उल्लेखनीय है.