استخلاص الأوريجانو – زيادة المحاصيل باستخدام المعالجة بالموجات الصوتية!
الأوريجانو عشبة عطرية تحتوي على نسبة عالية من المركبات الفينولية والزيوت العطرية، والتي تُستخدم في المنتجات الغذائية والطبية والتجميلية. ويُعد الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية تقنية لطيفة، لكنها عالية الكفاءة في عزل المركبات النشطة بيولوجيًا والزيوت العطرية من الأوريجانو والأعشاب الأخرى. وتوفر المعالجة بالموجات فوق الصوتية عوائد أعلى وجودة استخلاص فائقة خلال فترة معالجة قصيرة.
مستخلصات الأوريجانو – عوائد أعلى بفضل المعالجة بالموجات الصوتية
تعمل أجهزة الموجات فوق الصوتية من Hielscher بكفاءة في إنتاج المستخلصات النباتية. وتُعد الموجات فوق الصوتية تقنية استخلاص غير حرارية، لذا يتم عزل الجزيئات النشطة بيولوجيًا الحساسة من المصفوفة النباتية دون تعرضها لأي حمل حراري. ويستخدم الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية قوى ميكانيكية بحتة، مما يمنع تدهور المركبات الحساسة للحرارة. وهذا يجعل من الممكن تحضير مستخلص كامل الطيف من الأوريجانو يحتوي على العديد من الجزيئات النشطة بيولوجيًا التي تتفاعل مع بعضها البعض، وهو ما يُعرف باسم «تأثير المرافقة». عادةً ما يحتوي مستخلص الأوريجانو بالموجات فوق الصوتية على الكارفاكرول، والثيمول، و p-cymene، وγ-terpinene، واللينالول، وterpinen-4-ol، وهيدرات السابينين من جزء الزيت العطري، إلى جانب حمض الروزمارينيك، ومشتقات حمض السيناميك وحمض الكافيين، وكافويول ولوتولين-7-أو-جلوكوزيد، وأبيجينين، ونارينجينين، والأحماض التريتيربينية مثل حمض الأورسوليك وحمض الأوليانوليك. ويؤثر اختيار المذيب على قابلية ذوبان المركبات القطبية وغير القطبية.
فيما يتعلق بمستخلص الأوريجانو، يتم عزل المركبات النشطة بيولوجيًا من أوراق وأزهار نبات Origanum vulgare L. (عائلة الشفويات)، بما في ذلك الأصناف المزروعة والأنواع ذات الصلة مثل Origanum majorana والأوريجانو اليوناني. يُستخدم مستخلص الأوريجانو كعامل منكه وكمكون طبيعي مضاد للميكروبات ومضاد للأكسدة في صناعات الأغذية والأعلاف ومستحضرات التجميل والأدوية.
سونياتور UP200Ht لاستخلاص الأوريجانو
كيف يتم إنتاج مستخلص الأوريجانو باستخدام جهاز صوتي من نوع المسبار؟
يتضمن إنتاج مستخلص الأوريجانو باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار عادةً الخطوات التالية:
- طريقة تحضير الأوريغانو: تُنظف أوراق الأوريجانو، ثم تُجفف، وتُطحن إلى مسحوق ناعم.
- إستخلاص: تُخلط أوراق الأوريجانو المطحونة بمذيب مثل الإيثانول المائي أو الإيثانول أو الماء، ثم يُعالج الخليط بالموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز فوق صوتي من نوع المسبار. يستخدم جهاز الموجات فوق الصوتية موجات فوق صوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد لتوليد فقاعات تجويف، مما يسهل تكسير المادة النباتية وإطلاق المركبات النشطة بيولوجيًا (مثل الكارفاكرول والثيمول).
- الترشيح: يتم ترشيح الخليط لإزالة أي مادة نباتية متبقية ، تاركا وراءه مستخلصا سائلا.
- تركيز: يتركز المستخلص السائل باستخدام مبخر دوار أو طريقة أخرى مناسبة ، لزيادة تركيز المركبات النشطة.
- تجفيف: يتم تجفيف المستخلص المركز باستخدام طريقة مناسبة ، مثل التجفيف بالرذاذ أو التجفيف بالتجميد (التجفيد) من أجل إنتاج مستخلص في شكل مسحوق جاف.
- التغليف: ثم يتم تعبئة المسحوق الجاف وتخزينه في مكان بارد وجاف حتى يصبح جاهزا للاستخدام.
الترشيح بالتفريغ بالقمع بوشنر بعد الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية
يؤدي استخدام جهاز الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار في عملية الاستخلاص إلى تكسير الخلايا بشكل فعال، مما يتيح إطلاق النطاق الكامل للمركبات الكيميائية النباتية من أوراق الأوريغانو. وهذا يجعل المعالجة بالموجات فوق الصوتية التقنية المثالية لإنتاج مستخلصات عالية الجودة – تحضير المركبات النشطة بيولوجيًا بتركيزات عالية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع، مما يجعلها مناسبة للإنتاج التجاري. تتيح أجهزة الموجات فوق الصوتية من Hielscher التحكم الدقيق في معلمات العملية والتوسيع الخطي لعملية الاستخلاص إلى أي حجم مرغوب فيه.
تسهل المعالجة بالموجات فوق الصوتية تكسير الخلايا من خلال قوى القص الناتجة عن التكهف، مما يؤدي إلى تسريع عملية نقل الكتلة بشكل ملحوظ وزيادة كفاءة الاستخلاص إلى أقصى حد — دون الحاجة إلى استخدام مذيبات قوية أو معالجة مطولة. والنتيجة: صبغة قوية ونقية من أوراق الهندباء ذات محتوى كيميائي نباتي معزز.
شاهد هذه العملية في الوقت الفعلي ولاحظ كيف يعمل التكهف بالموجات فوق الصوتية الخاضع للتحكم على تحويل مادة نباتية بسيطة إلى مستخلص عالي الجودة وذو نشاط بيولوجي.
مثبت علميًا: استخلاص الأوريجانو بالموجات فوق الصوتية
في تقريرهم البحثي العلمي، يبحث Psichoudaki وآخرون (2025) في طريقة استخلاص صديقة للبيئة، تعتمد على الموجات فوق الصوتية بنمط النبضات، لاستخلاص الكارفاكرول والمركبات الفينولية الإجمالية والفلافونويدات الإجمالية من أوريغانو مشكوك في صحته. وباستخدام تصميم تجريبي من نوع «بوكس-بهنكن» ومنهجية سطح الاستجابة، قاموا بتقييم وقت الاستخلاص، ودرجة الحرارة، وتركيز الإيثانول، وسعة الموجات فوق الصوتية.
يسلط الضوء على الدراسة:
- وكانت الظروف المركبة المثلى هي 26 دقيقة عند درجة حرارة 70 درجة مئوية، باستخدام محلول من الإيثانول والماء بنسبة 60% حجميًّا، وسعة صوتية فوق صوتية بنسبة 100%.
- في ظل هذه الظروف، احتوت المستخلصات على 14.93 مجم/غ من الكارفاكرول في الكتلة الجافة، و60.03 مجم GAE/غ من إجمالي مركبات الفينول، و23.78 مجم QE/غ من إجمالي مركبات الفلافونويد.
- أثرت درجة الحرارة بشكل ملحوظ على جميع الاستجابات الثلاث. وكان كل من وقت الاستخلاص وتركيز الإيثانول عاملين مهمين لتحقيق الاستخلاص الأمثل للكارفاكرول.
بروتوكول استخلاص الأوريجانو بالموجات فوق الصوتية
تم إجراء عملية الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية بنمط النبضات باستخدام معالج بالموجات فوق الصوتية من طراز Hielscher UP200Ht مزود بسونوترويد من التيتانيوم قطره 14 ملم. مطحون، مجفف أوريغانو مشكوك في صحته تم خلط المادة (0.50 غ) مع 10 مل من محلول الإيثانول والماء بنسبة 60% حجم/حجم. تم غمر المجس بعمق 2 سم في العينة، وأُجري الاستخلاص بتردد 26 كيلوهرتز وسعة 100% لمدة 26 دقيقة باستخدام دورة تشغيل بنسبة 50%. وحافظ حمام مائي مُسخّن على درجة الحرارة عند 70 ± 2 درجة مئوية. وبعد الاستخلاص، تم طرد الخليط عند 10,000 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة. ثم تم جمع السائل الطافي، وتصفيته عبر مرشح حقنة من مادة PES بدقة 0.2 ميكرومتر، وتخفيفه حسب الحاجة لإجراء التحليل.
سونيكاتور UP400ST لاستخراج النباتات
جهاز استخلاص بالموجات فوق الصوتية يستخدم جهاز Hielscher UIP1000hdT الذي يعمل بمسبار لاستخراج دفعة من النباتات.
(الصورة: © Petigny et al. ، 2013)
ارتقِ باستخراج الأوريجانو إلى مستوى جديد من الجودة!
Hielscher Ultrasonics بتصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لخلط التطبيقات، والتشتت، والاستحلاب والاستخراج على المختبر، التجريبية والصناعية النطاق.
الأسئلة الشائعة حول استخلاص الأوريجانو بالموجات فوق الصوتية
ما هو استخلاص الأوريجانو بالموجات فوق الصوتية؟
يُعد استخلاص الأوريجانو بالموجات فوق الصوتية عملية تستخدم الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة لاستخلاص الكارفاكرول، والبوليفينولات، والفلافونويدات، والمركبات الكيميائية النباتية الأخرى، والزيوت العطرية من الأوريجانو. ويقوم جهاز الموجات فوق الصوتية من نوع المجس بتوليد تجويف صوتي، مما يؤدي إلى تفتيت الخلايا النباتية، وتحسين تغلغل المذيب، وتسريع انتقال الكتلة.
ما هي مزايا استخلاص الأوريجانو بمساعدة الموجات فوق الصوتية؟
يمكن أن يؤدي الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية إلى تقصير وقت المعالجة وتحسين استخلاص المركبات القيمة الموجودة في الأوريجانو. ويمكن إجراؤه باستخدام مذيبات صديقة للبيئة مثل الماء والإيثانول، مع إتاحة التحكم الدقيق في السعة والحرارة ومدة المعالجة ومدخلات الطاقة.
ما هي المركبات التي يمكن استخلاصها من الأوريجانو باستخدام الموجات فوق الصوتية؟
اعتمادًا على نوع الأوريجانو، والمذيب، وظروف المعالجة، يمكن استخلاص الكارفاكرول، والثيمول، والأحماض الفينولية، والفلافونويدات عن طريق المعالجة بالموجات فوق الصوتية. وقد ركزت الدراسة التي أجراها Psichoudaki وآخرون عام 2025 بشكل خاص على تحسين استخلاص الكارفاكرول، والمحتوى الفينولي الإجمالي، والمحتوى الفلافونويد الإجمالي من أوريغانو مشكوك في صحته.
ما هي الظروف المثلى لاستخلاص الأوريجانو باستخدام الموجات فوق الصوتية؟
وكانت أفضل الشروط المركبة لاستخلاص الكارفاكرول والمركبات الفينولية والفلافونويدات هي التعريض للموجات فوق الصوتية لمدة 26 دقيقة عند درجة حرارة 70 درجة مئوية، باستخدام محلول من الإيثانول والماء بنسبة 60% حجم/حجم وسعة فوق صوتية بنسبة 100%. استخدمت الدراسة 0.50 غرام من الأوريغانو المجفف والمطحون مع 10 مل من المذيب. (انظر: Psichoudaki et al., 2025)
ما هو أفضل تركيز للإيثانول لاستخلاص الكارفاكرول من الأوريغانو؟
يعتمد التركيز المثالي للإيثانول على المركبات المستهدفة. وكان التركيز الأمثل المشترك للكارفاكرول والمركبات الفينولية الإجمالية والفلافونويدات الإجمالية هو 60% إيثانول. وعند تحديد التركيز الأمثل للكارفاكرول وحده، توقع النموذج أن يكون التركيز الأمثل حوالي 71% إيثانول. وكانت تركيزات الإيثانول الأقل هي المفضلة لتحقيق أقصى قدر من المركبات الفينولية الإجمالية والفلافونويدات الإجمالية. (انظر: Psichoudaki وآخرون، 2025)
هل مستخلص الأوريجانو هو نفسه زيت الأوريجانو العطري؟
لا. لا. يُنتج مستخلص الأوريجانو باستخدام مذيبات مثل الماء أو الإيثانول، ويحتوي عادةً على مركبات غير متطايرة، بما في ذلك البوليفينول والفلافونويدات. أما الزيت العطري للأوريجانو فيُستخرج بشكل أساسي عن طريق التقطير بالبخار، ويتكون في المقام الأول من مركبات متطايرة مثل الكارفاكرول والثيمول. ولذلك، تختلف تركيبتهما واستخداماتهما.
يمكن استخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية لاستخلاص المواد الكيميائية النباتية (البوليفينول، الفلافونويدات، التربينات، إلخ) وكذلك الزيوت العطرية. اقرأ المزيد عن استخلاص الزيوت العطرية بالموجات فوق الصوتية!
ما هي المذيبات الأفضل لاستخلاص الزيوت العطرية؟
عادةً ما يتم الحصول على الزيوت العطرية عن طريق التقطير بالبخار أو التقطير المائي، وهو ما لا يتطلب استخدام أي مذيب عضوي. أما بالنسبة لعملية الاستخلاص باستخدام المذيبات، فيُفضل عمومًا استخدام الإيثانول المخصص للاستخدام الغذائي أو ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج، لأنهما يتركان بقايا أقل إثارة للمشاكل. أما المذيبات غير القطبية، مثل الهكسان، فتستخلص الزيوت المتطايرة بكفاءة، لكنها تستخلص الشمع أيضًا وتتطلب إزالة دقيقة للمذيب. تنتج مخاليط الإيثانول والماء مستخلصات نباتية أوسع نطاقًا، وليست زيوتًا عطرية حقيقية.
اقرأ المزيد عن التقطير المائي للزيوت العطرية بمساعدة الموجات فوق الصوتية!
هل يمكن توسيع نطاق عملية استخلاص الأوريجانو باستخدام الموجات فوق الصوتية؟
يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المجس في الدفعات المختبرية، كما يمكن تكييفها لتناسب العمليات ذات الدفعات الأكبر أو عمليات التدفق المستمر. وأثناء عملية التوسع، يتم التحقق من صحة معايير مثل مدخلات الطاقة النوعية، والسعة، ووقت البقاء، ودرجة الحرارة، وتركيب المذيب، وتركيز المواد الصلبة، كما يتم تكييفها لتتوافق مع مواصفات المنتج المطلوبة.
ما هي التطبيقات المحتملة لمستخلصات الأوريجانو بالموجات فوق الصوتية؟
يمكن دراسة استخدام مستخلصات الأوريجانو الغنية بالكارفاكرول والمركبات الفينولية في الأغذية الوظيفية، وأنظمة الحفظ الطبيعية، والمكملات الغذائية، ومستحضرات التجميل، والتركيبات الصيدلانية. ويجب تقييم مدى ملاءمة كل تطبيق مقصود وسلامته وامتثاله للوائح التنظيمية.
الأدب / المراجع
- Psichoudaki, Magda, Yiannis Sarigiannis, and Evroula Hapeshi (2025): Green, Ultrasound-Assisted Extraction for Carvacrol-Rich Origanum dubium Extracts: A Multi-Response Optimization Toward High-Value Phenolic Recovery. Molecules 30, no. 23: 4620; 2025.
- Nenciu, Florin, Ana-Maria Tăbărașu, Cristina Fătu, Nicolae-Valentin Vlăduț, Iulian Voicea, Sorina Dinu (2026): Ultrasound-Assisted Hydrodistillation of Essential Oils for Eco-Friendly Biocontrol of Botrytis cinerea in Grapevines. Horticulturae 12, no. 9: 1054. 2026
- Leonardo Cristian Favre, Cristina dos Santos, María Paula López-Fernández, María Florencia Mazzobre, María del Pilar Buera (2018): Optimization of β-cyclodextrin-based extraction of antioxidant and anti-browning activities from thyme leaves by response surface methodology. Food Chemistry, Volume 265, 2018, 86-95.
- Mnayer, Dima; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Peticolas, Emmanuel; Ruiz, Karine; Hamieh, Tayssir; Chemat, Farid (2017): Extraction of green absolute from thyme using ultrasound and sunflower oil. Resource-Efficient Technologies 2017.
- Dhouibi, N.; Manuguerra, S.; Arena, R.; Messina, C.M.; Santulli, A.; Kacem, S.; Dhaouadi, H.; Mahdhi, A. (2023): Impact of the Extraction Method on the Chemical Composition and Antioxidant Potency of Rosmarinus officinalis L. Extracts. Metabolites 2023, 13, 290.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.