अल्ट्रासोनिक एंथोसायनिन निष्कर्षण

एंथोसायनिन व्यापक रूप से खाद्य उत्पादों में प्राकृतिक colorant और पोषण योज्य के रूप में उपयोग किया जाता है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उच्च गुणवत्ता वाले एंथोसायनिन प्राप्त करने के लिए एक अत्यधिक कुशल और सरल तकनीक है। जांच-प्रकार के सोनिकेटर का उपयोग पौधों से उच्च गुणवत्ता वाले एंथोसायनिन की रिहाई को बढ़ावा देता है जिसके परिणामस्वरूप उच्च पैदावार और एक तीव्र प्रक्रिया होती है। इसी समय, सोनिकेशन खाद्य और फार्मा-ग्रेड एंथोसायनिन के औद्योगिक उत्पादन के लिए एक हल्की, हरी और कुशल तकनीक है।

एंथोसायनिन – कैसे एक Sonicator का उपयोग उच्च गुणवत्ता Anthocyanins निकालने के लिए

खाद्य उद्योग में एंथोसायनिन का व्यापक रूप से प्राकृतिक रंगों के रूप में उपयोग किया जाता है। आणविक संरचना और पीएच मान के आधार पर उनके पास नारंगी से लाल से लेकर बैंगनी और नीले रंग तक रंग टोन का एक विस्तृत स्पेक्ट्रम है। एंथोसायनिन में रुचि न केवल उनके रंग प्रभाव पर आधारित है, बल्कि उनके स्वास्थ्य-लाभकारी गुणों के कारण भी है। सिंथेटिक रंगों के संबंध में बढ़ती पर्यावरण और स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं के कारण, प्राकृतिक रंजक खाद्य और औषधि उद्योग के लिए पर्यावरण के अनुकूल रंग के रूप में एक बढ़िया विकल्प हैं।

अल्ट्रासोनिक रूप से बेहतर एंथोसायनिन निष्कर्षण

अल्ट्रासाउंड के साथ एंथोसायनिन कैसे निकालें? – मामले का अध्ययन

अल्ट्रासोनिक Anthocyanin बैंगनी चावल Oryza Sativa एल से निष्कर्षण.

तनाव ओरिज़ा सैटिवा (जिसे वायलेट नोरी या वायलेट चावल के रूप में भी जाना जाता है) का बैंगनी चावल असाधारण रूप से फेनोलिक्स में समृद्ध है जैसे कि एंथोसायनिन के फेवोनोइड समूह। Turrini et al. (2018) ने कैरियोप्सिस (पूरे, भूरे और आधे उबले रूप में) और बैंगनी चावल की पत्तियों से एंथोसायनिन और एंटीऑक्सिडेंट जैसे पॉलीफेनोलिक्स को अलग करने के लिए अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का उपयोग किया। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक Hielscher का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया था UP200St (200W, 26kHz, तस्वीर। बाएं) और विलायक के रूप में इथेनॉल 60%।
एंथोसायनिन अखंडता को संरक्षित करने के लिए, अल्ट्रासोनिक अर्क -20 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत किए गए थे, जो उन्हें कम से कम तीन महीने तक स्टोर करने की अनुमति देता था।
साइनाइडिन -3 ग्लूकोसाइड (जिसे गुलदाउदी के नाम से भी जाना जाता है) अब तक 'वायलेट नोरी', 'आर्टेमाइड' और 'नेरोन' की खेती में प्रमुख पाया गया एंथोसायनिन था, जिसकी जांच ट्यूरिनी एट अल के अध्ययन में की गई थी, जबकि peonidin-3-glucoside और cyanidin-3-rutinoside (एंटीरिनिन भी) कम मात्रा में पाए गए थे।
ओरिज़ा सैटिवा की बैंगनी पत्तियां एंथोसायनिन और कुल फेनोलिक सामग्री (टीपीसी) का एक उत्कृष्ट स्रोत हैं। चावल और आटे की तुलना में लगभग 2-3 गुना अधिक मात्रा के साथ, ओरीज़ा के पत्ते एंथोसायनिन के निष्कर्षण के लिए एक सस्ता कच्चा माल पेश करते हैं। लगभग 4 किलोग्राम एंथोसायनिन/टी ताजा पत्तियों की अनुमानित उपज 1 किलोग्राम एंथोसायनिन/टी चावल की तुलना में काफी अधिक है, जिसकी गणना 100 किलोग्राम धान से लगभग 68 किलोग्राम चावल की उपज के लिए 'वायलेट नोरी' चावल (1300 माइक्रोग्राम/ग्राम चावल, साइनाइडिन-3-ग्लूकोसाइड के रूप में) में पाई गई मध्यम एंथोसायनिन मात्रा के आधार पर की जाती है।

लाल गोभी से अल्ट्रासोनिक एंथोसायनिन निष्कर्षण

रावणफर एट अल (2015) ने लाल गोभी से एंथोसायनिन के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण की दक्षता की जांच की है। अल्ट्रासोनिक प्रणाली का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रयोग किए गए थे UP100H (Hielscher अल्ट्रासोनिक्स , 30 kHz, 100 W). सोनोट्रोड एमएस 10 (10 मिमी टिप व्यास) एक तापमान नियंत्रित जैकेट ग्लास बीकर के केंद्र में डाला गया था।

इस प्रयोग के लिए 5 मिमी आयाम (घन आकार) और 92.11 ± 0.45% नमी सामग्री के ताजा कटे हुए लाल गोभी के टुकड़े का उपयोग किया गया था। एक जैकेट वाला ग्लास बीकर (मात्रा: 200 मिलीलीटर) 100 मिलीलीटर आसुत जल और 2 ग्राम लाल गोभी के टुकड़ों से भरा था। प्रक्रिया के दौरान वाष्पीकरण द्वारा विलायक (पानी) के नुकसान को रोकने के लिए बीकर एल्यूमीनियम पन्नी के साथ कवर किया गया था। सभी प्रयोगों में बीकर में तापमान थर्मास्टाटिक नियंत्रक का उपयोग कर बनाए रखा गया था. नमूने अंततः 4000rpm पर एकत्र, फ़िल्टर्ड और सेंट्रीफ्यूज किए गए थे और एंथोसायनिन उपज निर्धारित करने के लिए सुपरनेटेंट का उपयोग किया गया था। पानी के स्नान में निष्कर्षण नियंत्रण प्रयोग के रूप में किया गया था।
लाल गोभी से एंथोसायनिन की इष्टतम उपज 100 डब्ल्यू की शक्ति, 30 मिनट के समय और 15 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर निर्धारित की गई थी, जिसके परिणामस्वरूप एंथोसायनिन उपज लगभग 21 मिलीग्राम / एल थी।
पीएच मान और इसके तीव्र रंग पर इसके रंग परिवर्तन के कारण, लाल गोभी डाई का उपयोग क्रमशः दवा योगों में पीएच संकेतक के रूप में या खाद्य प्रणालियों में एंटीऑक्सिडेंट और कलरेंट के रूप में किया गया है।

अल्ट्रासोनिक्स पौधे सामग्री से एंथोसायनिन के निष्कर्षण को काफी तेज करता है।
स्रोत: रावणफर एट अल

 
अन्य अध्ययन ब्लूबेरी, ब्लैकबेरी, अंगूर, चेरी, स्ट्रॉबेरी और बैंगनी शकरकंद से एंथोसायनिन के सफल अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को प्रदर्शित करते हैं।

उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर्स

Hielscher Ultrasonics वनस्पति विज्ञान से उच्च गुणवत्ता वाले अर्क के उत्पादन के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर के निर्माण में विशेषज्ञता प्राप्त है।
Hielscher sonicators के व्यापक पोर्टफोलियो छोटे, शक्तिशाली प्रयोगशाला ultrasonicators मजबूत बेंच-टॉप और पूरी तरह से औद्योगिक प्रणालियों है, जो कुशल निष्कर्षण और bioactive पदार्थों के अलगाव के लिए उच्च तीव्रता अल्ट्रासाउंड प्रदान (जैसे anthocyanins, जिंजरोल, पिपेरिन, करक्यूमिन आदि)।
से सभी ultrasonicators 200डब्ल्यू तक 16,000 डब्ल्यू डिजिटल नियंत्रण के लिए एक रंगीन टच-डिस्प्ले, स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग के लिए एक एकीकृत एसडी कार्ड, ब्राउज़र रिमोट कंट्रोल और कई और उपयोगकर्ता के अनुकूल सुविधाओं की सुविधा है। सोनोरोड्स और प्रवाह कोशिकाओं (भागों, जो माध्यम के संपर्क में हैं) को आटोक्लेव किया जा सकता है और साफ करना आसान होता है।
Hielscher sonicators बहुत मजबूत हैं और पूर्ण भार के तहत 24/7 ऑपरेशन के लिए बनाए गए हैं, जबकि कम रखरखाव की आवश्यकता होती है और संचालित करने में आसान और सुरक्षित होता है। एक डिजिटल रंग डिस्प्ले अल्ट्रासोनिकेटर के उपयोगकर्ता के अनुकूल नियंत्रण की अनुमति देता है।
हमारे सिस्टम कम से बहुत उच्च आयामों तक पहुंचाने में सक्षम हैं। कैनबिनोइड्स और टेरपेन के निष्कर्षण के लिए, हम विशेष अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड्स (अल्ट्रासोनिक जांच या सींग के रूप में भी जाना जाता है) प्रदान करते हैं जो उच्च गुणवत्ता वाले सक्रिय पदार्थों के समझदार अलगाव के लिए अनुकूलित हैं। हमारे सभी सिस्टम का उपयोग कैनबिनोइड्स के निष्कर्षण और बाद में पायसीकरण के लिए किया जा सकता है। Hielscher sonicators की मजबूती भारी शुल्क पर और मांग वाले वातावरण में निरंतर संचालन (24/7) की अनुमति देती है।

अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया मापदंडों का सटीक नियंत्रण प्रजनन क्षमता और प्रक्रिया मानकीकरण सुनिश्चित करता है।
 

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

साहित्य/सन्दर्भ

• Chemat, Farid; Rombaut, Natacha; Sicaire, Anne-Gaëlle; Meullemiestre, Alice; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Abert-Vian, Maryline (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry 34 (2017) 540–560.
• Ravanfar, Raheleh; Tamadon, Ali Mohammad, Niakousari, Mehrdad (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of anthocyanins from red cabbage using Taguchi design method. J Food Sci Technol. 2015 Dec; 52(12): 8140–8147.
• Turrini, Federica; Boggia, Raffaella; Leardi, Riccardo; Borriello, Matilde; Zunin, Paola (2018): Optimization of the Ultrasonic-Assisted Extraction of Phenolic Compounds from Oryza Sativa L. ‘Violet Nori’ and Determination of the Antioxidant Properties of its Caryopses and Leaves. Molecules 2018, 23, 844.

जानने के योग्य तथ्य

अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड एक्सट्रैक्शन कैसे काम करता है?

एक तरल माध्यम में तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगों के आवेदन के परिणामस्वरूप गुहिकायन होता है। की घटना गुहिकायन स्थानीय रूप से अत्यधिक तापमान, दबाव, हीटिंग/शीतलन दर, दबाव अंतर और माध्यम में उच्च कतरनी बलों की ओर जाता है। जब कैविटेशन बुलबुले ठोस पदार्थों (जैसे कणों, पौधों की कोशिकाओं, ऊतकों आदि) की सतह पर फटना करते हैं, तो माइक्रो-जेट और इंटरपार्टिक्युलर टकराव सतह छीलने, कटाव और कण टूटने जैसे प्रभाव उत्पन्न करते हैं। इसके अतिरिक्त, तरल मीडिया में गुहिकायन बुलबुले की विविधता मैक्रो-अशांति और सूक्ष्म मिश्रण बनाती है।
पौधों की सामग्री का अल्ट्रासोनिक विघटन पौधों की कोशिकाओं के मैट्रिक्स को खंडित करता है और उसी के जलयोजन को बढ़ाता है। चेमैट एट अल (2015) ने निष्कर्ष निकाला है कि वनस्पति विज्ञान से बायोएक्टिव यौगिकों का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण विखंडन, क्षरण, केशिका, डिटेक्स्चरेशन और सोनोपोरेशन सहित विभिन्न स्वतंत्र या संयुक्त तंत्र का परिणाम है। ये प्रभाव सेल की दीवार को बाधित करते हैं, सेल में विलायक को धक्का देकर बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करते हैं और फाइटो-कंपाउंड लोडेड विलायक को चूसते हैं, और सूक्ष्म मिश्रण द्वारा तरल आंदोलन सुनिश्चित करते हैं।

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक cavitation और इसकी हाइड्रोडायनामिक कतरनी बलों पर आधारित है

पौधों की सामग्री का अल्ट्रासोनिक विघटन पौधों की कोशिकाओं के मैट्रिक्स को खंडित करता है और उसी के जलयोजन को बढ़ाता है। Chemat एट अल (2015) का निष्कर्ष है कि वनस्पति विज्ञान से bioactive यौगिकों के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण विखंडन, क्षरण, केशिका, detexturation, और sonoporation सहित विभिन्न स्वतंत्र या संयुक्त तंत्र का परिणाम है. ये प्रभाव सेल की दीवार को बाधित करते हैं, सेल में विलायक को धक्का देकर बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करते हैं और फाइटो-कंपाउंड लोडेड विलायक को चूसते हैं, और सूक्ष्म मिश्रण द्वारा तरल आंदोलन सुनिश्चित करते हैं।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण यौगिकों का एक बहुत तेजी से अलगाव प्राप्त करता है - कम प्रक्रिया समय, उच्च उपज और कम तापमान पर पारंपरिक निष्कर्षण विधियों से बेहतर प्रदर्शन करता है। हल्के यांत्रिक उपचार के रूप में, अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड निष्कर्षण बायोएक्टिव घटकों के थर्मल क्षरण से बचा जाता है और पारंपरिक विलायक निष्कर्षण, हाइड्रोडिस्टिलेशन या सॉक्सलेट निष्कर्षण जैसी अन्य तकनीकों की तुलना में उत्कृष्टता प्राप्त करता है, जो गर्मी-संवेदनशील अणुओं को नष्ट करने के लिए जाने जाते हैं। इन फायदों के कारण, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण वनस्पति विज्ञान से तापमान के प्रति संवेदनशील बायोएक्टिव यौगिकों की रिहाई के लिए पसंदीदा तकनीक है।

पौधों की कोशिकाओं से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण: सूक्ष्म अनुप्रस्थ खंड (टीएस) कोशिकाओं से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के दौरान क्रियाओं के तंत्र को दर्शाता है (आवर्धन 2000x) [संसाधन: विल्खू एट अल 2011]

एंथोसायनिन – एक मूल्यवान पौधा वर्णक

एंथोसायनिन वैक्यूलर प्लांट पिगमेंट हैं, जो लाल, बैंगनी, नीले या काले दिखाई दे सकते हैं। पानी में घुलनशील एंथोसायनिन पिगमेंट की रंग अभिव्यक्ति उनके पीएच मान पर निर्भर करती है। एंथोसायनिन कोशिका रिक्तिका में पाए जाते हैं, ज्यादातर फूलों और फलों में, लेकिन पत्तियों, तनों और जड़ों में भी, जहां वे ज्यादातर बाहरी कोशिका परतों जैसे एपिडर्मिस और परिधीय मेसोफिल कोशिकाओं में पाए जाते हैं।
प्रकृति में सबसे अधिक बार होने वाले साइनाइडिन, डेल्फ़िनिडिन, मालविडिन, पेलार्गोनिडिन, पेओनिडिन और पेटुनिडिन के ग्लाइकोसाइड होते हैं।
एंथोसायनिन से भरपूर पौधों के प्रमुख उदाहरणों में वैक्सीनियम प्रजातियां शामिल हैं, जैसे ब्लूबेरी, क्रैनबेरी और बिलबेरी; रूबस जामुन, जिसमें काले रास्पबेरी, लाल रास्पबेरी और ब्लैकबेरी शामिल हैं; ब्लैककरंट, चेरी, बैंगन, काले चावल, उबे, ओकिनावान शकरकंद, कॉनकॉर्ड अंगूर, मस्कैडिन अंगूर, लाल गोभी, और बैंगनी पंखुड़ियों। लाल-मांस वाले आड़ू और सेब में एंथोसायनिन होते हैं। केले, शतावरी, मटर, सौंफ़, नाशपाती और आलू में एंथोसायनिन कम प्रचुर मात्रा में होते हैं, और हरे आंवले की कुछ किस्मों में पूरी तरह से अनुपस्थित हो सकते हैं।

मुख्य एंथोसायनिन की संरचना

खाद्य उत्पादों में सिंथेटिक रंग एजेंटों को बदलने के लिए एंथोसायनिन एक बढ़िया विकल्प है। एंथोसायनिन को यूरोपीय संघ, ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड में खाद्य रंगों के रूप में उपयोग के लिए अनुमोदित किया गया है, जिसमें रंगीन कोड E163 है। एंथोसायनिन फलों और सब्जियों में पाए जाते हैं और इसे एक प्रकार के पानी में घुलनशील पौधे पिगमेंट के रूप में वर्णित किया जा सकता है। रासायनिक रूप से, एंथोसायनिन 2-फेनिलबेनज़ोफिरिलियम (फ्लेविलियम) संरचना के आधार पर एंथोसायनिडिन के ग्लाइकोसाइड हैं। 200 से अधिक विशिष्ट फाइटोकेमिकल्स हैं जो एंथोसायनिन की श्रेणी में आते हैं। जंगली फलों और जामुन में एक मुख्य रंग वर्णक के रूप में, कई स्रोत हैं जिनसे एंथोसायनिन निकाला जा सकता है। एंथोसायनिन का एक प्रमुख स्रोत अंगूर की त्वचा है। अंगूर की त्वचा में एंथोसायनिन पिगमेंट में मुख्य रूप से डी-ग्लूकोसाइड्स, मोनो-ग्लूकोसाइड, एसाइलेटेड मोनोग्लुकोसाइड्स के साथ-साथ पेओनिडिन, मालविडिन, साइनाइडिन, पेटुनिडिन और डेल्फिनिडिन के एसिलेटेड डी-ग्लूकोसाइड्स होते हैं। अंगूर में एंथोसायनिन सामग्री 30-750mg/100g से भिन्न होती है।
सबसे प्रमुख एंथोसायनिन साइनाइडिन, डेल्फिनिडिन, पेलार्गोनिडिन, पेओनिडिन, मालविडिन और पेटुनिडिन हैं।
उदाहरण के लिए एंथोसायनिन peonidin-3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside, peonidin-3- (6"-caffeoyl-6'''-feruloyl sophoroside)-5-glucoside, और cyanidin-3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside बैंगनी शकरकंद में पाए जाते हैं।

एंथोसायनिन – स्वास्थ्य सुविधाएं

प्राकृतिक खाद्य रंग के रूप में कार्य करने की उनकी महान क्षमता के अलावा, एंथोसायनिन उनके एंटीऑक्सीडेटिव प्रभावों के लिए अत्यधिक मूल्यवान हैं। इसलिए, एंथोसायनिन कई सकारात्मक स्वास्थ्य प्रभाव दिखाते हैं। शोध से पता चला है कि एंथोसायनिन कैंसर कोशिकाओं में डीएनए क्षति को रोक सकता है, पाचन एंजाइमों को रोक सकता है, पृथक अग्नाशयी कोशिकाओं में इंसुलिन उत्पादन को प्रेरित कर सकता है, भड़काऊ प्रतिक्रियाओं को कम कर सकता है, मस्तिष्क समारोह में उम्र से संबंधित गिरावट से बचा सकता है, केशिका रक्त वाहिकाओं की जकड़न में सुधार कर सकता है और थ्रोम्बोसाइट एकत्रीकरण को रोक सकता है।