अल्ट्रासोनिक्स द्वारा टर्पीन निष्कर्षण

जानने योग्य तथ्य

कैरियोफिलीन

कैरियोफिलीन या (−)-β-कैरियोफिलीन एक प्राकृतिक द्विचक्रीय सेस्क्विटर्पीन है, जो कई आवश्यक तेलों में पाया जा सकता है। निम्नलिखित जड़ी-बूटियाँ कैरियोफिलीन के अच्छे स्रोत के रूप में जानी जाती हैं: कैनबिस, हेम्प (Cannabis sativa), काला जीरा (Carum nigrum), लौंग (Syzygium aromaticum), हॉप्स (Humulus lupulus), बेसिल (Ocimum spp.), ओरिगैनो (Origanum vulgare), काली मिर्च (Piper nigrum), लैवेंडर (Lavandula angustifolia), रोज़मेरी (Rosmarinus officinali, और कोपाइबा तेल (Copaifera spp.)। β-कैरियोफिलीन एक फाइटोकैनाबिनॉइड है, जिसकी कैनाबिनॉइड रिसेप्टर प्रकार 2 (CB 2) के प्रति प्रबल बंधन प्रवृत्ति होती है, लेकिन कैनाबिनॉइड रिसेप्टर प्रकार 1 (CB 1) के प्रति नहीं।

कैरियोफिलीन ऑक्साइड

कैरियोफिलीन ऑक्साइड (जिसे β-कैरियोफिलीन ऑक्साइड भी कहते हैं) β-कैरियोफिलीन का ऑक्सीकरण व्युत्पन्न है और यह लगभग 62°C गलनांक वाला एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस चूर्ण है।
इसे इसके सूजनरोधी, स्थानीय संवेदनाहारी और एंटीऑक्सीडेंट प्रभावों के लिए महत्व दिया जाता है। प्रारंभिक शोध से संकेत मिलता है कि कैरियोफिलीन ऑक्साइड कैंसर के उपचार के लिए भी एक संभावित औषधि हो सकता है। कैरियोफिलीन ऑक्साइड साइक्लोब्यूटेन वलय का हिस्सा है, जिसका उपयोग व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली कीमोथेरेपी औषधि कार्बोप्लैटिन के संश्लेषण हेतु चिकित्सा अनुसंधान में पहले से किया जा रहा है।
कैरियोफिलीन ऑक्साइड, जिसमें कैरियोफिलीन का ओलेफिन एक एपॉक्साइड में बदल चुका होता है, खाद्य पदार्थों में स्वाद प्रदान करने के लिए एक स्वीकृत घटक है।
β-कैरियोफिलीन और β-कैरियोफिलीन ऑक्साइड, दोनों की जल-विलेयता कम होती है, जो कोशिका में उनके अवशोषण में बाधा डालती है। इन सेस्क्विटर्पीनों का औषधियों या पोषण पूरकों के रूप में उपयोग करने के लिए, इन्हें लिपोसोम में संपुटित करने से जलीय द्रवों में इन सेस्क्विटर्पीनों की कम विलेयता की समस्या दूर होती है और जैवउपलब्धता तथा जैवसक्रियता सुनिश्चित होती है। जैवसक्रिय यौगिकों के अल्ट्रासोनिक संपुटन के बारे में अधिक जानने के लिए यहाँ क्लिक करें!

कैनबिस में कैरियोफिलीन ऑक्साइड

कैनबिस सैटिवा पौधे में कैरियोफिलीन ऑक्साइड एक सेस्क्विटर्पीन के रूप में पाया जाता है, जिसमें तीन आइसोप्रीन इकाइयाँ होती हैं। कैरियोफिलीन ऑक्साइड कैनबिस पौधे में पाए जाने वाले सबसे बड़े और सबसे प्रचुर टर्पीनों में से एक है और कैनबिस की विशिष्ट सुगंध और गंध के लिए उत्तरदायी है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का सफलतापूर्वक उपयोग करके पूर्ण स्पेक्ट्रम वाले कैनाबिडियोल तेल बनाए जाते हैं, जिससे विविध यौगिकों का संयुक्त सहक्रियात्मक प्रभाव (एंटूराज प्रभाव) प्राप्त होता है।

निष्कर्षण के लिए अल्ट्रासोनिक कैविटेशन

जब किसी द्रव में उच्च शक्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगें प्रविष्ट कराई जाती हैं, तो द्रव में संपीड़न और प्रसार (विरलन) के चक्र उत्पन्न होते हैं। विरलन के दौरान द्रव में रिक्तियाँ या तथाकथित कैविटेशन बुलबुले बनते हैं। ये कैविटेशन बुलबुले, जो सूक्ष्म निर्वात बुलबुले होते हैं, ऋणात्मक दाब लगने पर उत्पन्न होते हैं, जब द्रव की स्थानीय तनन सामर्थ्य पार हो जाती है। निर्वात बुलबुले कई संपीड़न / विरलन चक्रों के दौरान बढ़ते रहते हैं, जब तक कि वे और ऊर्जा अवशोषित नहीं कर पाते और कैविटेशन बुलबुला अंतःस्फोट के साथ ढह जाता है। इस परिघटना को कैविटेशन कहते हैं। प्रो. Suslick के शोध (1990) के अनुसार, कैविटेशन बुलबुलों में 5000 K तक तापमान, 1000 वायुमंडल दाब, 1010 K/s से अधिक तापन-शीतलन दर और 280m/s तक वेग वाली द्रव धाराओं जैसी चरम परिस्थितियाँ विद्यमान होती हैं, जो कैविटेशन क्षेत्र में अत्यधिक उच्च अपरूपण बल और विक्षोभ के रूप में प्रकट होती हैं। इन कारकों (दाब, ऊष्मा, अपरूपण और विक्षोभ) के संयोजन का उपयोग निष्कर्षण प्रक्रिया में द्रव्यमान स्थानांतरण को तेज़ करने के लिए किया जाता है। इसके अतिरिक्त, स्थानीय रूप से उत्पन्न होने वाली इन परिस्थितियों का उपयोग समांगीकरण, पायसीकरण या परिक्षेपण जैसी अल्ट्रासोनिक प्रक्रियाओं में भी किया जाता है।

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक कैविटेशन और उसके द्रवगतिकीय अपरूपण बलों पर आधारित है

टर्पीन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का सिद्धांत दो प्रभावों पर आधारित है, जो उच्च शक्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों की ऊर्जा किसी द्रव या स्लरी में संचारित करने पर उत्पन्न होते हैं:
पहला, विलायक (आसपास का द्रव माध्यम) कोशिका मैट्रिक्स में धकेला जाता है। कैविटेशन के आयाम और तीव्रता के आधार पर, द्रव के दाब से कोशिका भित्ति में छिद्र बनते हैं या वह विघटित हो जाती है।
दूसरा, विरलन चक्र के दौरान कोशिका की सामग्री (अर्थात अंतःकोशिकीय पदार्थ) कोशिका के भीतर से बहकर बाहर निकल जाती है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के बाद लक्षित यौगिक विलायक में होते हैं और उन्हें विलायक से अलग किया जा सकता है (उदाहरण के लिए विलायक को वाष्पित करके), जिससे अंततः एक शुद्ध अर्क प्राप्त होता है।
कच्चे माल की संरचना (जैसे नमी की मात्रा, भिगोकर नरम करने / पीसने की मात्रा और कण आकार, तथा चुना गया विलायक एक कुशल और प्रभावी अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रिया प्राप्त करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण कारक हैं। अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया के प्राचल भी आवश्यक हैं: सर्वोत्तम परिणामों के लिए आयाम, दाब, तापमान और सोनिकेशन समय निर्धारित और अनुकूलित किए जाने चाहिए।