जूस के संरक्षण और पोषक तत्त्वों में वृद्धि के लिए सोनिकेशन

आधुनिक खाद्य प्रसंस्करण में, पोषण मूल्य बढ़ाते हुए ताज़गी बनाए रखना एक प्रमुख चुनौती है। उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेशन ने – जिसमें प्रोब प्रकार के सोनिकेटरों का उपयोग होता है – एक शक्तिशाली गैर-तापीय प्रसंस्करण विधि के रूप में लोकप्रियता हासिल की है। यह लेख एक वैज्ञानिक अध्ययन के निष्कर्ष प्रस्तुत करता है, जिसमें जाँच की गई है कि Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसरों से Stevia rebaudiana द्वारा मीठे किए गए स्ट्रॉबेरी जूस की पोषण संरचना किस प्रकार बेहतर होती है।

प्रमुख निष्कर्ष: सोनिकेशन से फीनोलिक तत्त्वों की मात्रा, फ्लेवोनॉइड का स्तर और एंटीऑक्सिडेंट क्षमता बढ़ती है – और यह सब ऐसी परिस्थितियों में होता है जिन्हें औद्योगिक उपयोग के लिए उपयुक्त पैमाने तक बढ़ाया जा सकता है।

ताप के स्थान पर अल्ट्रासाउंड का उपयोग क्यों करें?

पारंपरिक पाश्चुरीकरण से पॉलीफीनॉल और फ्लेवोनॉइड जैसे ताप-अस्थिर यौगिकों का क्षरण हो सकता है। इसके विपरीत, अल्ट्रासोनिकेशन एक गैर-तापीय प्रसंस्करण तकनीक है, जो तापीय क्षति के बिना कोशिका विघटन और आणविक विसरण बढ़ाने के लिए ध्वनिक कैविटेशन का उपयोग करती है।

Šic Žlabur एवं सहकर्मियों (2019) द्वारा जर्नल “Molecules” में प्रकाशित एक हालिया समकक्ष-समीक्षित अध्ययन, Stevia rebaudiana द्वारा मीठे किए गए स्ट्रॉबेरी जूस के उपचार के लिए Hielscher सोनिकेटर मॉडल UP400St का उपयोग करते हुए उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड की प्रभावशीलता के ठोस प्रमाण प्रस्तुत करता है। इन निष्कर्षों के औद्योगिक जूस प्रसंस्करण के लिए महत्त्वपूर्ण निहितार्थ हैं, क्योंकि उपयोग की गई Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रणालियों के साथ प्रयोग की परिस्थितियों को रैखिक रूप से बड़े पैमाने पर लागू किया जा सकता है।

अल्ट्रासोनिक जूस प्रसंस्करण के लाभ:

• जैवसक्रिय यौगिकों का बेहतर निष्कर्षण
• स्वाद और रंग का संरक्षण
• सूक्ष्मजीवी भार में कमी
• बड़े पैमाने पर लागू करने योग्य और ऊर्जा-कुशल
• क्लीन-लेबल, योजक-मुक्त प्रक्रिया

प्रयोग की व्यवस्था: जूस का सोनिकेशन

अध्ययन में हरे स्टीविया पाउडर की उपस्थिति में स्ट्रॉबेरी जूस के उपचार के लिए Hielscher UP400St अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर (400 W, 24 kHz) का उपयोग किया गया।
शोधकर्ताओं ने विभिन्न आयामों (50%, 75%, 100%), प्रोब व्यासों (7 mm टिप आकार वाला सोनोट्रोड S24d7 और 22 mm टिप आकार वाला S24d22), और सोनिकेशन अवधियों (15, 20 और 25 मिनट) पर प्रोब प्रकार के सोनिकेशन के प्रभावों का मूल्यांकन किया। जाँची गई सभी परिस्थितियों में, सबसे तीव्र उपचार – 100% आयाम, 22 mm प्रोब, 25 मिनट – से सबसे स्पष्ट परिणाम मिले।

परिणामों का अवलोकन – अल्ट्रासोनिक जूस प्रसंस्करण

कुल फीनोलिक मात्रा (TPC) में वृद्धि

सोनिकेशन किए गए जूस में हल्के सोनिकेशन की तुलना में TPC 23% तक अधिक और स्टीविया युक्त, बिना सोनिकेशन वाले जूस की तुलना में 18% अधिक पाया गया।

C18: 22 mm प्रोब, 100% आयाम और 25 मिनट के साथ सोनिकेशन किया गया
तालिका: फीनोलिक मात्रा और एंटीऑक्सिडेंट सक्रियता पर सोनिकेशन का प्रभाव

 
कुल फीनोलिक मात्रा (TPC) सबसे हल्के सोनिकेशन की तुलना में 23% और स्टीविया युक्त, बिना सोनिकेशन वाले नमूनों की तुलना में 18% बढ़ी।
जिन प्रमुख फीनोलिक यौगिकों की मात्रा बढ़ी, उनमें ल्यूटिओलिन, एपिजेनिन, क्वेरसेटिन, माइरिसेटिन और कैम्पफेरॉल शामिल थे; इनकी मात्रा में 3 से 7 गुना तक वृद्धि हुई।
एंटीऑक्सिडेंट क्षमता (ABTS परीक्षण द्वारा) भी बढ़ी, जो जैवसक्रिय तत्त्वों में वृद्धि दर्शाती है।

फीनोलिक अम्ल और फ्लेवोनॉइड संरचना

अल्ट्रासाउंड से पाइरोगैलॉल और 4-मिथाइल-कैटेकॉल जैसे फीनोलिक अम्लों का बेहतर निष्कर्षण संभव हुआ; सबसे तीव्र सोनिकेशन किए गए जूस में पाइरोगैलॉल की मात्रा लगभग 2 mg/g तक पहुँच गई – जो बिना सोनिकेशन वाले समकक्ष जूस की तुलना में 3.5× से भी अधिक थी।

ध्वनिक कैविटेशन के दौरान हाइड्रॉक्सिल मूलकों का बनना संभवतः फीनोलिक यौगिकों के बढ़े हुए हाइड्रॉक्सिलीकरण और मुक्त होने में योगदान देता है, जो अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण की क्रियाविधि पर किए गए पिछले अध्ययनों के अनुरूप है।

कार्यात्मक लाभों के साथ बेहतर मिठास

विशेष रूप से, अध्ययन में स्टीवियोल ग्लाइकोसाइडों की जाँच की गई, खासकर स्टीवियोसाइड और रिबॉडियोसाइड A (Reb A) की – जो Stevia rebaudiana में प्रमुख मिठास प्रदान करने वाले पदार्थ हैं। सोनिकेशन ने उनकी सांद्रता में उल्लेखनीय वृद्धि की:

• स्टीवियोसाइड की मात्रा में 61% की वृद्धि हुई।
• Reb A की मात्रा दोगुनी हुई (+114%)।

यह वृद्धि केवल मिठास की दृष्टि से ही नहीं, बल्कि संवेदी और चयापचय की दृष्टि से भी लाभकारी है। Reb A का अधिक स्तर, स्टीवियोसाइड से अक्सर जुड़ी कड़वाहट को कम करके स्वादग्राह्यता में सुधार करता है।

अल्ट्रासोनिक जूस प्रसंस्करण: औद्योगिक प्रासंगिकता और पैमाना बढ़ाने की क्षमता

Hielscher सोनिकेटर सभी महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया मापदंडों पर सटीक नियंत्रण प्रदान करते हैं। इस प्रकार, Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसरों के डिज़ाइन के कारण सभी परिणामों को रैखिक रूप से बड़े पैमाने पर प्राप्त किया जा सकता है; ये प्रोसेसर पैमाना बढ़ाने के दौरान ऊर्जा की तीव्रता स्थिर बनाए रखते हैं। इससे बेंच-टॉप प्रणालियों से सतत औद्योगिक प्रणालियों में परिवर्तन तकनीकी रूप से संभव और आर्थिक रूप से आकर्षक बनता है।

यह अध्ययन उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड को एक टिकाऊ, गैर-तापीय प्रसंस्करण विधि के रूप में समर्थन देने वाले बढ़ते प्रमाणों में योगदान करता है। देखे गए संयुक्त लाभ – पोषक तत्त्वों में वृद्धि, बेहतर एंटीऑक्सिडेंट क्षमता और अनुकूलित संवेदी गुण – कार्यात्मक पेय पदार्थों के विकास में इसके महत्त्व को रेखांकित करते हैं।

तो, उद्योग के लिए इसका क्या अर्थ है?
Hielscher जैसे बड़े पैमाने पर लागू किए जा सकने वाले प्रौद्योगिकी प्लेटफ़ॉर्मों के साथ, जूस निर्माता अब सोनिकेशन को केवल एक विकल्प के रूप में ही नहीं, बल्कि उत्पाद की गुणवत्ता और उपभोक्ता स्वास्थ्य, दोनों में सुधार के रूप में देख सकते हैं।

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 प्रसिद्ध हैं। मज़बूती और आसान संचालन के कारण हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों को औद्योगिक संयंत्रों में सहजता से एकीकृत किया जा सकता है। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर कठोर परिस्थितियों और चुनौतीपूर्ण परिवेशों को आसानी से संभालते हैं।

Hielscher Ultrasonics एक ISO प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक प्रौद्योगिकी तथा उपयोग में आसानी वाले उच्च प्रदर्शन के अल्ट्रासोनिकेटरों पर विशेष ज़ोर देती है। स्वाभाविक रूप से, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर CE के अनुरूप हैं और UL, CSA तथा RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।