पौधों से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए सॉल्वैंट्स
- अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण में उच्च पैदावार, तेजी से निष्कर्षण दर, पर्यावरण-मित्रता और कम ऊर्जा खपत जैसे कई फायदे हैं।
- सबसे मजबूत लाभों में से एक निष्कर्षण माध्यम के रूप में पानी का उपयोग है। हालांकि, सोनीशन का उपयोग लक्षित अर्क के लिए बेहतर परिणाम देने के लिए कई गुना विलायक प्रणालियों के साथ किया जा सकता है।
- वनस्पति बायोएक्टिव्स के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए इष्टतम विलायक कच्चे माल के संबंध में चुना जाता है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
अल्ट्रासाउंड अच्छी तरह से सेल संरचनाओं को बाधित करने और बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करने के लिए जाना जाता है, इस प्रकार बायोकंपाउंड्स (जैसे फेनोलिक्स, कैरोटीनॉयड) की निष्कर्षण क्षमता में वृद्धि होती है।
चूंकि सोनिकेशन के यांत्रिक प्रभाव बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार के कारण निष्कर्षण प्रक्रिया को बढ़ाते हैं, इसलिए कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग अक्सर अनावश्यक होता है। इसका मतलब यह है कि अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए, पानी अक्सर एक पर्याप्त निष्कर्षण माध्यम होता है जिसमें सस्ती, गैर-खतरनाक, आसानी से उपलब्ध और पर्यावरण के अनुकूल होने जैसे कई लाभ होते हैं।
हालांकि, विशिष्ट बायोएक्टिव यौगिकों के लिए एक अस्थिर विलायक के साथ संयोजन में अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण द्वारा सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं।
सही विलायक चुनने के लिए, कच्चे माल (जैसे ताजा या सूखे, मैकरेटेड / पीस या पाउडर पौधे सामग्री) और लक्षित पदार्थों (जैसे लिपोफिलिक, हाइड्रोफिलिक) पर विचार किया जाना चाहिए।
UIP2000hdT sonicator बड़े बैचों या इनलाइन ऑपरेशन में वानस्पतिक निष्कर्षण के लिए
निम्न तालिका कई सॉल्वैंट्स को सूचीबद्ध करती है, जो अच्छी तरह से स्थापित निष्कर्षण सॉल्वैंट्स हैं और संयंत्र सामग्री से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए उपयोग किए जाते हैं।
| एथनॉल | वनस्पति निष्कर्षण के लिए सबसे आम सॉल्वैंट्स में से एक। ध्रुवीय विलायक के रूप में, इथेनॉल ध्रुवीय यौगिकों जैसे एल्कलॉइड और फ्लेवोनोइड्स को भंग कर देता है। |
| पानी | सार्वभौमिक विलायक, अक्सर पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन और कुछ ग्लाइकोसाइड जैसे हाइड्रोफिलिक यौगिकों को निकालने के लिए उपयोग किया जाता है। |
| जलीय इथेनॉल | इथेनॉल और पानी का मिश्रण, यह विलायक ध्रुवीय और मध्यम ध्रुवीय यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला निकाल सकता है, जो इथेनॉल की विलायक शक्ति और हाइड्रोफिलिक यौगिकों को निकालने के लिए पानी की क्षमता के बीच संतुलन प्रदान करता है। जलीय इथेनॉल को विभिन्न अनुपातों पर तैयार किया जा सकता है, यौगिकों को लक्षित करने के लिए घुलने की क्षमता को समायोजित किया जा सकता है। |
| ग्लिसरीन | एक अत्यधिक ध्रुवीय विलायक जो ध्रुवीय यौगिकों को निकालने के लिए उपयोगी है और अन्य ध्रुवीय सॉल्वैंट्स के लिए एक सुरक्षित विकल्प हो सकता है, जिसका उपयोग अक्सर आंतरिक खपत के लिए टिंचर और अर्क में किया जाता है। सोनिकेशन का उपयोग करके ग्लिसरीन में फाइटोकेमिकल्स निकालने के बारे में और पढ़ें! |
| मेथनॉल | एक अत्यधिक ध्रुवीय विलायक जो फेनोलिक्स, फ्लेवोनोइड्स और कुछ एल्कलॉइड सहित पौधों के यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला को निकालने में प्रभावी है। |
| हेक्सेन | एक गैर-ध्रुवीय विलायक जिसका प्रयोग मुख्यतः गैर-ध्रुवीय यौगिकों जैसे लिपिड, मोम और आवश्यक तेलों के निष्कर्षण के लिए किया जाता है. |
| ऐसीटोन | एक ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक, एसीटोन वनस्पति यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला को निकालने के लिए प्रभावी है, विशेष रूप से वे जो पानी या मेथनॉल द्वारा निकाले गए लोगों की तुलना में कम ध्रुवीय हैं। |
| आइसोप्रोपेनॉल | इथेनॉल के समान एक ध्रुवीय विलायक, आमतौर पर आवश्यक तेलों, रेजिन, और कुछ उपक्षारों को निकालने के लिए उपयोग किया जाता है। |
| क्लोरोफ़ार्म | एक गैर-ध्रुवीय विलायक जो एल्कलॉइड, टेरपेनोइड और कुछ ग्लाइकोसाइड निकालने में प्रभावी है। इसकी विषाक्तता के कारण इसका आमतौर पर कम उपयोग किया जाता है। |
| एथिल एसीटेट | एक मामूली ध्रुवीय विलायक जिसका प्रयोग फ्लेवोनोइड्स, एल्कलॉइड और फेनोलिक्स सहित यौगिकों की एक श्रृंखला निकालने के लिए किया जाता है। |
| टोल्यूनि | एक गैर-ध्रुवीय विलायक जिसका प्रयोग आवश्यक तेलों, टेरपेन और मोम जैसे गैर-ध्रुवीय यौगिकों को निकालने के लिए किया जाता है। |
| बुटानॉल | कुछ ग्लाइकोसाइड और सैपोनिन सहित मध्यम-ध्रुवीयता यौगिकों को निकालने में प्रभावी एक मामूली ध्रुवीय विलायक। |
| पेट्रोलियम ईथर | एक गैर-ध्रुवीय विलायक जिसका प्रयोग मुख्यतः पादप सामग्री से वसा, तेल और अन्य गैर-ध्रुवीय यौगिक निकालने के लिए किया जाता है. |
शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड तरंगें जैविक संरचनाओं के सेल मैट्रिक्स को बाधित करती हैं और बायोएक्टिव यौगिकों को छोड़ती हैं। संयंत्र सामग्री और विलायक के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण तेज है। इन तंत्रों के कारण, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण वनस्पति निष्कर्षण के लिए अत्यधिक कुशल है।
UP400ST अल्ट्रासोनिक homogenizer हर्बल निष्कर्षण के लिए अपनी पसंद के विलायक का उपयोग करने की अनुमति देता है।
निष्कर्षण के लिए अल्ट्रासोनिकेटर
प्रयोगशाला और बेंच-टॉप अल्ट्रासोनिक उपकरणों से लेकर पूर्ण-औद्योगिक अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणाली तक – Hielscher Ultrasonics आप लंबे समय से अनुभवी साथी है, जब यह सफल निष्कर्षण प्रक्रियाओं के लिए शक्तिशाली और विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक उपकरणों की बात आती है।
हमारे अल्ट्रासोनिक सिस्टम व्यापक रूप से जैव रासायनिक प्रयोगशालाओं और दवा उत्पादन संयंत्रों में उपयोग किया जाता है। अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड्स और रिएक्टर ऑटोक्लेवबल हैं और दवा उत्पादन के मानकों को पूरा करते हैं।
Hielscher औद्योगिक sonicators सेल matrices को बाधित करने और लक्षित पदार्थों को जारी करने के क्रम में बहुत उच्च आयाम वितरित कर सकते हैं. 200μm तक के आयाम आसानी से 24/7 ऑपरेशन में लगातार चलाए जा सकते हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर की शक्ति और मजबूती उच्च पैदावार, तेजी से निष्कर्षण दर और अधिक पूर्ण निष्कर्षण सुनिश्चित करती है – पारंपरिक निष्कर्षण प्रक्रियाओं को उत्कृष्ट।
हमारे अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर को पारंपरिक निष्कर्षण विधियों के साथ जोड़ा जा सकता है जैसे कि सोक्सलेट निष्कर्षण या सुपरक्रिटिकल CO2 निष्कर्षण। मौजूदा उत्पादन लाइनों में रेट्रोफिटिंग आसानी से पूरा किया जा सकता है।
साहित्य/सन्दर्भ
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
जानने के योग्य तथ्य
Cavitation द्वारा अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगें उत्पन्न होती हैं तरल पदार्थों में ध्वनिक गुहिकायन. कैविटेशनल कतरनी बल कोशिका की दीवार और झिल्ली को तोड़ते हैं ताकि इंट्रासेल्युलर सामग्री जारी हो। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक वनस्पति ऊतक में विलायक की अधिक पैठ प्राप्त करता है और बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करता है। इस प्रकार, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण निष्कर्षण प्रक्रिया को तेज करता है जिसके परिणामस्वरूप उच्च पैदावार, तेज निष्कर्षण दर और अधिक पूर्ण निष्कर्षण होता है।
विलायक प्रणाली
वनस्पति सामग्री से बायोएक्टिव यौगिकों के निष्कर्षण के लिए विभिन्न विलायक प्रणाली उपलब्ध हैं। हाइड्रोफिलिक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए, ज्यादातर ध्रुवीय सॉल्वैंट्स जैसे मेथनॉल, इथेनॉल या एथिल-एसीटेट को चुना जाता है, जबकि लिपोफिलिक यौगिकों (जैसे लिपिड) के निष्कर्षण के लिए, डाइक्लोरोमेथेन या डाइक्लोरोमेथेन / मेथनॉल (वी / वी 1: 1) जैसे विलायक प्रणालियों को प्राथमिकता दी जाती है। हेक्सेन का उपयोग अक्सर क्लोरोफिल निष्कर्षण के लिए विलायक के रूप में किया जाता है।
बायोएक्टिव यौगिक क्या हैं?
बायोएक्टिव यौगिकों या फाइटोकेमिकल्स को पदार्थों के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिनका जीवित जीवों, ऊतकों या कोशिकाओं पर प्रभाव पड़ता है। जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों में एंटीबायोटिक्स, एंजाइम और विटामिन शामिल हैं। कैरोटीनॉयड और पॉलीफेनोल जैसे बायोएक्टिव पदार्थों को फलों, पत्तियों और सब्जियों से निकाला जा सकता है, जबकि फाइटोस्टेरॉल वनस्पति तेलों में पाए जाते हैं।
पौधे से व्युत्पन्न बायोएक्टिव यौगिकों में फ्लेवोनोइड्स, कैफीन, कैरोटीनॉयड, कोलीन, डाइथियोल्थियोन्स, फाइटोस्टेरॉल, पॉलीसेकेराइड, फाइटोएस्ट्रोजेन, ग्लूकोसाइनोलेट्स, पॉलीफेनोल और एंथोसायनिन शामिल हैं। कई बायोएक्टिव पदार्थ एंटीऑक्सिडेंट के रूप में कार्य करने के लिए मूल्यवान हैं और इसलिए स्वास्थ्य फायदेमंद माना जाता है।
मैं सर्वश्रेष्ठ निष्कर्षण विलायक का चयन कैसे करूं?
नीचे दिए गए दिशानिर्देश आपको अल्ट्रासोनिक वनस्पति निष्कर्षण के लिए एक उपयुक्त विलायक का चयन करने में मदद करते हैं। चूंकि सोनिकेशन किसी भी मानक विलायक के साथ संगत है, आप अपने संयंत्र कच्चे माल, लक्षित फाइटोकेमिकल्स और लागत-दक्षता के लिए सबसे आदर्श विलायक का चयन कर सकते हैं।
- वरणक्षमता: एक विलायक का चयन करें जो अवांछित घटकों को पीछे छोड़ते हुए विशेष रूप से वांछित यौगिकों को भंग कर देता है। उदाहरण के लिए, ध्रुवीय यौगिकों जैसे एल्कलॉइड और फ्लेवोनोइड्स के लिए इथेनॉल का उपयोग करें।
- विलेयता: सिद्धांत के आधार पर “जैसे घुल जाता है,” विलेय के समान ध्रुवीयता के साथ एक विलायक चुनें। ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (जैसे, पानी, इथेनॉल) ध्रुवीय यौगिकों को भंग करते हैं, जबकि गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (जैसे, हेक्सेन) लिपिड और तेल जैसे गैर-ध्रुवीय यौगिकों को भंग कर देते हैं।
- क़ीमत: विलायक की लागत-प्रभावशीलता पर विचार करें। कुछ सॉल्वैंट्स अधिक महंगे हो सकते हैं लेकिन समग्र निष्कर्षण लागत को संतुलित करते हुए उच्च पैदावार या बेहतर चयनात्मकता प्रदान करते हैं।
- सुरक्षा: सुनिश्चित करें कि विलायक उपयोग और हैंडलिंग के लिए सुरक्षित है। कारकों में विषाक्तता, ज्वलनशीलता और पर्यावरणीय प्रभाव शामिल हैं। उदाहरण के लिए, क्लोरोफॉर्म या टोल्यूनि की तुलना में पानी और इथेनॉल सुरक्षित विकल्प हैं।
ध्रुवीयता और विलायक चयन
समानता और अंतःक्रियाशीलता के नियम के अनुसार, विलेय की ध्रुवीयता के निकट ध्रुवीयता मान वाले सॉल्वैंट्स के बेहतर प्रदर्शन करने की संभावना है। यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं:
- ध्रुवीय सॉल्वैंट्स: पानी, इथेनॉल, मेथनॉल – ध्रुवीय यौगिकों जैसे एल्कलॉइड, फ्लेवोनोइड्स, ग्लाइकोसाइड और प्रोटीन निकालने के लिए उपयोग किया जाता है।
- मध्यम ध्रुवीय सॉल्वैंट्स: एसीटोन, एथिल एसीटेट, आइसोप्रोपानॉल – यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला निकालने के लिए उपयुक्त, phenolics और कुछ उपक्षारों सहित.
- गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स: हेक्सेन, टोल्यूनि, पेट्रोलियम ईथर – गैर-ध्रुवीय यौगिकों जैसे लिपिड, मोम, टेरपेन और आवश्यक तेलों को निकालने के लिए आदर्श।
विलायक उपयोग के उदाहरण
- एथनॉल: वनस्पति निष्कर्षण के लिए सबसे आम सॉल्वैंट्स में से एक। ध्रुवीय विलायक के रूप में, इथेनॉल ध्रुवीय यौगिकों जैसे एल्कलॉइड और फ्लेवोनोइड्स को भंग कर देता है।
- पानी: सार्वभौमिक विलायक, अक्सर पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन और कुछ ग्लाइकोसाइड जैसे हाइड्रोफिलिक यौगिकों को निकालने के लिए उपयोग किया जाता है।
- मेथनॉल: एक अत्यधिक ध्रुवीय विलायक जो फेनोलिक्स, फ्लेवोनोइड्स और कुछ एल्कलॉइड सहित पौधों के यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला को निकालने में प्रभावी है।
- हेक्सेन: एक गैर-ध्रुवीय विलायक जिसका प्रयोग मुख्यतः गैर-ध्रुवीय यौगिकों जैसे लिपिड, मोम और आवश्यक तेलों के निष्कर्षण के लिए किया जाता है.
- ऐसीटोन: एक ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक, एसीटोन वनस्पति यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला को निकालने के लिए प्रभावी है, विशेष रूप से वे जो पानी या मेथनॉल द्वारा निकाले गए लोगों की तुलना में कम ध्रुवीय हैं।
- आइसोप्रोपेनॉल: इथेनॉल के समान एक ध्रुवीय विलायक, आमतौर पर आवश्यक तेलों, रेजिन, और कुछ उपक्षारों को निकालने के लिए उपयोग किया जाता है।
- क्लोरोफ़ार्म: एक गैर-ध्रुवीय विलायक जो एल्कलॉइड, टेरपेनोइड और कुछ ग्लाइकोसाइड निकालने में प्रभावी है। इसकी विषाक्तता के कारण इसका आमतौर पर कम उपयोग किया जाता है।
- एथिल एसीटेट: एक मामूली ध्रुवीय विलायक जिसका प्रयोग फ्लेवोनोइड्स, एल्कलॉइड और फेनोलिक्स सहित यौगिकों की एक श्रृंखला निकालने के लिए किया जाता है।
- टोल्यूनि: एक गैर-ध्रुवीय विलायक जिसका प्रयोग आवश्यक तेलों, टेरपेन और मोम जैसे गैर-ध्रुवीय यौगिकों को निकालने के लिए किया जाता है।
- बुटानॉल: कुछ ग्लाइकोसाइड और सैपोनिन सहित मध्यम-ध्रुवीयता यौगिकों को निकालने में प्रभावी एक मामूली ध्रुवीय विलायक।
- पेट्रोलियम ईथर: एक गैर-ध्रुवीय विलायक जिसका प्रयोग मुख्यतः पादप सामग्री से वसा, तेल और अन्य गैर-ध्रुवीय यौगिक निकालने के लिए किया जाता है.
विशिष्ट पौधों की सामग्री और फाइटोकेमिकल्स के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण की जांच करने वाले शोध अध्ययनों में निम्नलिखित सॉल्वैंट्स का परीक्षण किया गया था।
| विलायक | पौधा | ऊतक का प्रकार |
|---|---|---|
| एसिटिक एसिड / यूरिया / सीटाइलट्रिम-एथिलमोनियम ब्रोमाइड | चावल | चोकर |
| जलीय इथेनॉल | डिस्टिलर का अनाज | दाना |
| जलीय आइसोप्रोपानॉल | सोयाबीन, रेपसीड | बीज |
| एथनॉल | सैकरीना जपोनिका | – |
| ग्लेशियल एक्टिक एसिड | चारा | – |
| फिनोल | टमाटर/आलू/एलोवेरा/सोयाबीन | पराग/कंद/पत्ती/बीज |
| फिनोल/अमोनियम एसीटेट | जौ/केला | जड़/पत्ती |
| फिनोल/अमोनियम एसीटेट | एवोकैडो / टमाटर / नारंगी / केला / नाशपाती / अंगूर / सेब / स्ट्रॉबेरी | फल |
| फिनोल/मेथनॉल-अमोनियम एसीटेट | शंकुधारी/केला/सेब/आलू | बीज/फल |
| सोडियम डोडेसिल सल्फेट/एसीटोन | शंकुधारी / आलू | बीज/कंद |
| सोडियम डोडेसिल सल्फेट/टीसीए/एसीटोन | सेब/केला | टिशू पेपर |
| टीसीए | फली | परागकोश |
| टीसीए/एसीटोन | साइट्रस/सोयाबीन/एलोवेरा | पत्ते |
| टीसीए/एसीटोन | सोयाबीन / | बीज |
| टीसीए/एसीटोन | टमाटर | पराग कण |
| टीसीए/एसीटोन/फिनोल | जैतू/बांस/अंगूर/नींबू | पत्ते |
| टीसीए/एसीटोन/फिनोल | सेब/नारंगी/टमाटर | फल |
| थायोरिया/यूरिया | सोयाबीन | बीज |
| थायोरिया/यूरिया | सेब/केला | ऊतकों |
| ट्रिस-एचसीएल बफर | टमाटर | पराग कण |
कार्बनिक सॉल्वैंट्स क्या हैं?
एक कार्बनिक विलायक एक प्रकार का वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी) है। वीओसी कार्बनिक रसायन होते हैं जो कमरे के तापमान पर वाष्पीकृत होते हैं।
सॉल्वैंट्स के रूप में उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक यौगिकों में शामिल हैं:
- सुगंधित यौगिक, जैसे बेंजीन और टोल्यूनि
- अल्कोहल, जैसे मेथनॉल
- एस्टर और ईथर
- केटोन्स, जैसे एसीटोन
- अमाइन्स
- नाइट्रेटेड और हलोजनयुक्त हाइड्रोकार्बन
कई कार्बनिक सॉल्वैंट्स को विषाक्त या कार्सिनोजेनिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। गलत हैंडलिंग के मामले में, वे मनुष्यों के लिए खतरनाक हो सकते हैं और हवा, पानी और मिट्टी को दूषित कर सकते हैं। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के शक्तिशाली तंत्र के कारण, कार्बनिक सॉल्वैंट्स के उपयोग से बचा जा सकता है, उन्हें हल्के, गैर विषैले सॉल्वैंट्स के साथ बदल दिया जा सकता है।
