Quillaja सैपोनिन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
- Quillaja saponaria Molina वृक्ष के सैपोनिन अर्क औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए सैपोनिन का मुख्य स्रोत हैं।
- Quillaja सैपोनिन के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण से उच्च गुणवत्ता वाले सैपोनिन प्राप्त होते हैं।
- अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण कम समय में Quillaja सैपोनिन अर्क की उच्च उपज प्राप्त करने की एक अत्यंत कुशल विधि है।
Quillaja सैपोनिन अर्क
Quillaja सैपोनिन अर्क (पर्यायवाची: क्विलाइया अर्क, पनामा की लकड़ी, पनामा छाल अर्क, क्विलाई अर्क, क्विलाय छाल अर्क, सोपबार्क अर्क) Quillaja Saponaria Molina (Q. saponaria) वृक्ष से निकाला गया एक पदार्थ है। Quillaja अर्क में 100 से अधिक ट्राइटरपेनॉइड सैपोनिन होते हैं। इसमें उपस्थित मुख्य सैपोनिन क्विलाइक अम्ल के ग्लाइकोसाइड हैं। अन्य प्रमुख घटक पॉलीफेनॉल और टैनिन हैं, तथा थोड़ी मात्रा में लवण और शर्कराएँ भी होती हैं। Quillaja अर्क, Quillaja saponaria वृक्ष के छँटे हुए तनों और शाखाओं की पीसी हुई भीतरी छाल या लकड़ी के जलीय निष्कर्षण से प्राप्त किया जाता है। चूँकि Quillaja सैपोनिन अर्क में पृष्ठसक्रिय पदार्थ और फेनोलिक यौगिक दोनों होते हैं, इसलिए संवेदनशील कार्यात्मक खाद्य अवयवों के सूत्रीकरण और ऑक्सीकरण से उनकी सुरक्षा के लिए ये असाधारण रूप से रुचिकर हैं।
संश्लेषित योजकों से मुक्त स्वास्थ्यकर, प्राकृतिक उत्पादों की बढ़ती माँग के कारण प्राकृतिक पायसीकारकों के रूप में सैपोनिन का उपयोग उल्लेखनीय रूप से बढ़ रहा है। Quillaja सैपोनिन O/W पायसों और नैनोपायसों के लिए उत्कृष्ट पायसीकारक हैं और इन्होंने पेय पदार्थों तथा तेल मिश्रणों जैसे विभिन्न सूत्रीकरणों में बहुत अच्छे प्रभाव दिखाए हैं। Quillaja सैपोनिन अर्क का एक सामान्य अनुप्रयोग है CBD तेलों, पारभासी पेय पदार्थों और झागयुक्त खाद्य उत्पादों का पायसीकरण। Quillaja सैपोनिन का उपयोग अकेले या अन्य पायसीकारी पदार्थों के साथ संयोजन में किया जा सकता है।
Q-Naturale® Quillaja की छाल के सैपोनिन पर आधारित एक खाद्य योजक है, जिसे FDA ने खाद्य और पेय पदार्थों के लिए एक प्रभावी पायसीकारक के रूप में अनुमोदित किया है। पायसीकारी पदार्थ के रूप में उपयोग के अलावा, Quillaja सैपोनिन का उपयोग उनके जीवाणुरोधी, विषाणुरोधी, कवकरोधी, परजीवीरोधी, अर्बुदरोधी, यकृत-संरक्षी और प्रतिरक्षा-सहायक गुणों के लिए औषधीय सूत्रीकरणों में किया जाता है।
- उत्कृष्ट उपज
- तीव्र गति से निष्कर्षण – कुछ ही मिनटों में
- उच्च गुणवत्ता वाले अर्क – सौम्य, गैर-तापीय
- पर्यावरण-अनुकूल विलायक (अर्थात पानी)
- लागत-प्रभावी
- आसान और सुरक्षित संचालन
- कम निवेश और संचालन लागत
- भारी कार्यभार के तहत 24/7 संचालन
- हरित, पर्यावरण-अनुकूल विधि
UIP2000hdT और विलोडक के साथ वानस्पतिक पदार्थों का 120L अल्ट्रासोनिक बैच निष्कर्षण
Quillaja से सैपोनिन के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का केस अध्ययन
उच्च गुणवत्ता वाला Quillaja अर्क तैयार करने के लिए, जो खाद्य और औषधीय योजक के रूप में वांछित कार्यात्मक गुण प्रदान करे, सक्रिय पादपरसायनों, अर्थात सैपोनिन, को पृथक करना आवश्यक है। Quillaja सैपोनिन एक ट्राइटरपीन सैपोनिन है, जिसे सोप ट्री की छाल से पृथक किया जाता है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन ठोस पदार्थों और द्रव के बीच संपर्क को बेहतर बनाकर और द्रव्यमान स्थानांतरण बढ़ाकर निष्कर्षण को बढ़ावा देता है।
Cares et al. अपने अध्ययन में स्पष्ट रूप से दर्शाते हैं कि अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण (UAE), Quillaja Saponaria Molina से जैवसक्रिय घटकों के निष्कर्षण की प्रक्रिया को बेहतर बना सकता है। उन्होंने Quillaja की लकड़ी और छाल के छोटे टुकड़ों का उपयोग किया तथा सोनिकेशन द्वारा पानी में सैपोनिन का निष्कर्षण किया, ताकि अंतिम उत्पाद में केवल प्राकृतिक अवयव और कच्चे माल शामिल हों तथा इसका उपयोग खाद्य निर्माण प्रक्रियाओं में किया जा सके। गैर-तापीय निष्कर्षण विधि के रूप में, अल्ट्रासोनिक उपचार के दौरान निष्कर्षण तापमान लगातार 20ºC (68ºF) पर बनाए रखा गया। सोनिकेशन की अवधि 10 से 30 मिनट तक बढ़ने के साथ निष्कर्षण की उपज उल्लेखनीय रूप से बढ़ी। अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण में 20ºC पर 20 मिनट में प्राप्त उपज, पारंपरिक विधि द्वारा 60ºC पर 3 घंटे के निष्कर्षण से प्राप्त उपज के तुलनीय थी।
अल्ट्रासोनिक उपकरणों का उपयोग लंबे समय तक स्थिर रहने वाले o/w पायस तैयार करने के लिए किया जाता है, जिनमें पायस को भौतिक और रासायनिक रूप से स्थिर करने के लिए Quillaja सैपोनिन अर्क का उपयोग किया जाता है। अल्ट्रासोनिक पायसीकरण के बारे में और पढ़ने के लिए यहाँ क्लिक करें!
उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक
Hielscher Ultrasonics वनस्पतियों से उच्च गुणवत्ता वाले अर्कों के उत्पादन के लिए उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक प्रोसेसरों के निर्माण में विशेषज्ञता रखता है।
Hielscher की व्यापक उत्पाद शृंखला में छोटे, शक्तिशाली प्रयोगशाला अल्ट्रासोनिकेटरों से लेकर मजबूत बेंच-टॉप और पूरी तरह औद्योगिक प्रणालियाँ शामिल हैं, जो जैवसक्रिय घटकों के कुशल निष्कर्षण और पृथक्करण के लिए उच्च तीव्रता वाला अल्ट्रासाउंड प्रदान करती हैं (जैसे क्वेरसेटिन, कैफीन, करक्यूमिन, टर्पीन आदि)। 200W से 16,000W तक के सभी अल्ट्रासोनिक उपकरणों में डिजिटल नियंत्रण के लिए रंगीन डिस्प्ले, स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग के लिए एकीकृत SD कार्ड, ब्राउज़र के माध्यम से रिमोट कंट्रोल और उपयोग में सुविधाजनक कई अन्य विशेषताएँ हैं। सोनोट्रोड और प्रवाह सेल (वे हिस्से जो माध्यम के संपर्क में आते हैं) को ऑटोक्लेव किया जा सकता है और इन्हें साफ करना आसान है। हमारे सभी अल्ट्रासोनिकेटर 24/7 संचालन के लिए बनाए गए हैं, इन्हें कम रखरखाव की आवश्यकता होती है और इनका संचालन आसान तथा सुरक्षित है।
डिजिटल रंगीन डिस्प्ले अल्ट्रासोनिक उपकरण का सुविधाजनक नियंत्रण संभव बनाता है। हमारी प्रणालियाँ कम से लेकर बहुत उच्च आयाम तक प्रदान करने में सक्षम हैं। एस्टैक्सैन्थिन जैसे रासायनिक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए हम विशेष अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड (जिन्हें अल्ट्रासोनिक प्रोब या हॉर्न भी कहा जाता है) प्रदान करते हैं, जिन्हें उच्च गुणवत्ता वाले सक्रिय पदार्थों के संवेदनशील पृथक्करण के लिए अनुकूलित किया गया है। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरणों की मजबूती भारी कार्यभार और कठिन परिस्थितियों में 24/7 संचालन संभव बनाती है।
अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया के मापदंडों का सटीक नियंत्रण परिणामों की पुनरुत्पादकता और प्रक्रिया का मानकीकरण सुनिश्चित करता है। Hielscher की औद्योगिक पैमाने की स्वचालित अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणालियाँ उत्कृष्ट गुणवत्ता वाले अर्कों के उच्च उत्पादन की क्षमता के लिए डिज़ाइन की गई हैं, साथ ही ये श्रम, लागत और ऊर्जा की खपत घटाती हैं।
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों 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 |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | इससे अधिक | समूह में जुड़े UIP16000 |
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साहित्य/संदर्भ
- M. G. Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): Quillaja Saponaria Molina से जैवसक्रिय घटकों का अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण। International Congress on Ultrasonics, Universidad de Santiago de Chile, January 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, E. A. Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): Quillaja saponaria और Quillaja brasiliensis के सैपोनिन: विशिष्ट रासायनिक विशेषताएँ और जैविक गतिविधियाँ। Molecules. 2019 Jan; 24(1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, S.K. Mehta (2015): अल्ट्रासोनिक विधि द्वारा सैपोनिन से स्थिरित नैनोइमल्शन का निर्माण और UV प्रकाश से quercitin के क्षरण को रोकने में इसकी भूमिका। Ultrasonics Sonochemistry 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): सैपोनिनों का निष्कर्षण और पृथक्करण। इसमें: Satyajit D. Sarker और Lutfun Nahar (संपादक), Natural Products Isolation, Methods in Molecular Biology, खंड 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. Arancibia (2019): पायसीकारक मिश्रणों वाले नैनोइमल्शनों की भौतिक स्थिरता: tween 80 के स्थान पर quillaja सैपोनिन का उपयोग। LWT – Food Science and Technology 111, 2019. 760-766.
जानने योग्य तथ्य
Quillaja वृक्ष और उसके सैपोनिनों के बारे में
Quillaja Saponaria Molina वृक्ष, जिसे दक्षिण अमेरिकी साबुन वृक्ष भी कहा जाता है, चिली में प्राकृतिक रूप से व्यापक पैमाने पर उगता है। Quillaja Saponaria वृक्ष (कुल Rosaceae) मोटी छाल वाला एक बड़ा सदाबहार वृक्ष है, जो कई दक्षिण अमेरिकी देशों, विशेष रूप से बोलीविया, चिली और पेरू का मूल निवासी है।
Quillaja सैपोनिन अर्क में मुख्यतः सैपोनिन होते हैं, लेकिन इसमें पॉलीफेनॉल, टैनिन तथा थोड़ी मात्रा में लवण और शर्कराएँ भी होती हैं। Quillaja सैपोनिन ऐसे अणु हैं जिनकी संरचना में एक ट्राइटरपेनिक केंद्रक और दो शर्करा शृंखलाएँ होती हैं। ये शर्करा शृंखलाएँ सैपोनिन को जलस्नेही गुण (= पानी में घुलनशील) प्रदान करती हैं, जबकि ट्राइटरपेनिक केंद्रक जलविरागी (= जल-विकर्षक) होता है। इन गुणों के कारण यह एक “amphotic tenside” है, जो सैपोनिन को गैर-आयनिक पृष्ठसक्रिय पदार्थ बनाता है, जिससे पृष्ठ तनाव में कमी, जलीय विलयनों में जलविरागी उत्पादों का विलेयीकरण तथा सूक्ष्म-/नैनो-इमल्शन का निर्माण संभव होता है।
Quillaja वृक्ष की छाल में लगभग 5% सैपोनिन होते हैं, जो इसकी सबसे अधिक मात्रा है, जबकि लकड़ी में सैपोनिन की मात्रा लगभग 2% होती है।
चूँकि सैपोनिन अच्छे झाग बनाने वाले और पायसीकारी गुणों वाले प्राकृतिक पदार्थ हैं, इसलिए इनका उपयोग अक्सर खाद्य, पेय और बीयर उद्योग में झाग बनाने वाले कारकों के रूप में, सौंदर्य प्रसाधनों में पृष्ठसक्रिय पदार्थ के रूप में, कृषि रसायनों और पशु आहार में योजकों के रूप में तथा टीकों में सहायक कारकों के रूप में किया जाता है।
Quillaja अर्क का उत्पादन जलीय निष्कर्षण द्वारा किया जाता है; इसके उत्पादन में किसी अन्य विलायक का उपयोग नहीं होता है। अंतिम उत्पाद, चाहे वह अपरिष्कृत या शुद्ध अर्क हो और तरल या चूर्ण रूप में हो, केवल प्राकृतिक अवयवों और कच्चे माल से बना होता है, जिनके खाद्य निर्माण प्रक्रियाओं में उपयोग की अनुमति है। (Cares et al. 2009)
सैपोनिन क्या हैं?
सैपोनिन शब्द लैटिन शब्द sapo से बना है, जिसका अर्थ साबुन है। सैपोनिन पादप रसायन हैं, जो मुख्यतः पौधों में पाए जाते हैं, हालाँकि केवल पौधों तक सीमित नहीं हैं। इनमें झाग बनाने के गुण होते हैं और ये एक या अधिक शर्करा पार्श्व शृंखलाओं से जुड़े बहुचक्रीय एग्लाइकोन से बने होते हैं। एग्लाइकोन भाग, जिसे सैपोजेनिन भी कहा जाता है, या तो एक स्टेरॉयड (C27) या एक ट्राइटरपीन (C30) होता है। सैपोनिन की झाग बनाने की क्षमता एक जलविरागी (वसा में घुलनशील) सैपोजेनिन और एक जलस्नेही (पानी में घुलनशील) शर्करा भाग के संयोजन के कारण होती है। [Majinda, 2012: p. 515] सैपोनिन की अधिक मात्रा वाली पादप सामग्रियों का उपयोग परंपरागत रूप से पायसीकारी कारकों के रूप में किया जाता रहा है। सैपोनिन से भरपूर पौधों के प्रमुख उदाहरण सोपबार्क (Quillaja saponaria; Rosaceae), सोपवर्ट (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) और शिकाकाई चूर्ण (Gleditsia sinensis; Leguminosae) हैं। सैपोनिन उच्च आणविक भार वाले एम्फीपैथिक ग्लाइकोसाइड हैं, जिनकी संरचना में एक या अधिक जलस्नेही ग्लाइकोसाइड अंश होते हैं, जो एक वसास्नेही ट्राइटरपीन व्युत्पन्न से जुड़े होते हैं। विशेष रूप से औषधि उद्योग में, सैपोनिन ने अपने विविध जैविक गुणों के कारण बहुत ध्यान आकर्षित किया है, जिनमें प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को उत्तेजित करने की क्षमता भी शामिल है। यह क्षमता इन्हें सहायक कारकों के लिए प्रमुख उम्मीदवार बनाती है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के बारे में वह सब जो आपको जानना चाहिए
अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण (UAE), जिसे सोनो-निष्कर्षण भी कहा जाता है, पादप मैट्रिक्स से प्रोटीन, विटामिन, पॉलीफेनॉल, प्राकृतिक वर्णक, लिपिड आदि जैवसक्रिय पदार्थों को पृथक करने की एक अत्यंत कुशल, पर्यावरण-अनुकूल निष्कर्षण विधि है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक कैविटेशन के कार्य सिद्धांत पर आधारित है।
जब द्रव प्रणालियों पर तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगें लागू की जाती हैं, तो ध्वनिक कैविटेशन होता है, जो निर्वात बुलबुलों के बनने, बढ़ने और अंततः ढहने की परिघटना है (नीचे चित्र देखें)। अल्ट्रासाउंड तरंगों के प्रसार के दौरान, निर्वात बुलबुले दोलन करते हैं और तब तक बढ़ते हैं जब तक वे ऐसी अवस्था में नहीं पहुँच जाते जहाँ वे और अधिक ऊर्जा अवशोषित नहीं कर सकते। अपनी वृद्धि के चरम पर वे प्रचंड रूप से ढह जाते हैं, जिससे स्थानीय स्तर पर तापीय, यांत्रिक और रासायनिक प्रभाव उत्पन्न होते हैं। यांत्रिक प्रभावों में 1000atm तक के उच्च दाब, विक्षोभ और तीव्र अपरूपण बल शामिल हैं। ये बल कोशिका भित्तियों को तोड़ते हैं और कोशिका के आंतरिक भाग तथा विलायक के बीच द्रव्यमान अंतरण को बढ़ावा देते हैं, जिससे जैवसक्रिय यौगिक आसपास के द्रव (अर्थात विलायक) में मुक्त होते हैं।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक कैविटेशन और उसके द्रवगतिकीय अपरूपण बलों पर आधारित है
वानस्पतिक सामग्री और कोशिकीय ऊतक से यौगिकों के अल्ट्रासोनिक ठोस-द्रव निष्कर्षण पर व्यापक शोध किया गया है। अत्यंत तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगों का प्रयोग निष्कर्षण प्रक्रियाओं को काफी बढ़ावा देता है। प्रक्रिया के तीव्रीकरण के अलावा – जिसके परिणामस्वरूप अधिक उपज और कम निष्कर्षण समय मिलता है – तापीय अपघटन और तापमान-संवेदनशील घटकों की हानि को रोका जाता है, क्योंकि सोनिकेशन एक गैर-तापीय उपचार है। इसके अतिरिक्त, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण में निवेश और परिचालन लागत कम होती है, यह विलायकों का उपयोग घटाता है और/या अधिक पर्यावरण-अनुकूल विलायकों के उपयोग की अनुमति देता है, जिससे यह एक किफायती और पर्यावरण-अनुकूल निष्कर्षण तकनीक बन जाता है। पारंपरिक निष्कर्षण विधियों से बेहतर प्रदर्शन करने वाला अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण (UAE) आर्थिक लाभ के साथ जैवसक्रिय पदार्थों का उत्पादन करने के लिए खाद्य उद्योग से अपनाया गया है।
पादप कोशिकाओं से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण: सूक्ष्मदर्शीय अनुप्रस्थ काट (TS) कोशिकाओं से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के दौरान होने वाली क्रियाओं की कार्यविधि दर्शाती है (आवर्धन 2000x) [स्रोत: Vilkhu et al. 2011]
प्रयोगशाला से पायलट और औद्योगिक पैमाने तक के उच्च-शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर।