Екстракция на риган – увеличете добивите с ултразвукова обработка!

Риганът е ароматна билка с високо съдържание на фенолни съединения и етерични масла, които се използват в хранителни, лечебни и козметични продукти. Ултразвуковата екстракция е щадяща, но високоефективна техника за изолиране на биоактивни съединения и етерични масла от риган и други билки. Ултразвуковата обработка осигурява по-високи добиви и превъзходно качество на екстракта за кратко време на обработка.

Екстракти от риган – по-високи добиви с ултразвукова обработка

Ултразвуковите апарати на Hielscher работят ефективно при производството на растителни екстракти. Ултразвукът е нетермична техника за екстракция, така че деликатните биоактивни молекули се изолират от растителната матрица без топлинно натоварване. Ултразвуковата обработка прилага изцяло механични сили, което предотвратява разграждането на термочувствителните съединения. Това позволява приготвянето на пълноспектърен екстракт от риган, съдържащ множество биоактивни молекули, които взаимодействат помежду си – така наречения антуражен ефект. Ултразвуковият екстракт от риган обикновено съдържа карвакрол, тимол, p-цимен, γ-терпинен, линалоол, terpinen-4-ol и сабинен хидрат от фракцията на етеричното масло, наред с розмаринова киселина, производни на канелената и кафеената киселина, caffeoyl- и luteolin-7-O-glucoside, апигенин, нарингенин и тритерпенови киселини като урсолова и олеанолова киселина. Изборът на разтворител влияе върху разтворимостта на полярните и неполярните съединения.
За получаване на екстракт от риган биоактивните съединения се изолират от листата и цъфтящите връхни части на Origanum vulgare L. (Lamiaceae), включително култивирани сортове и сродни видове като Origanum majorana и гръцки риган. Екстрактът от риган се използва като ароматизант и като естествена антимикробна и антиоксидантна съставка в хранителната, фуражната, козметичната и фармацевтичната промишленост.

Как протича производството на екстракт от риган с ултразвуков апарат със сонда?

Производството на екстракт от риган с ултразвуков апарат със сонда обикновено включва следните стъпки:

1. Подготовка на ригана: Листата на ригана се почистват, изсушават и смилат на фин прах.
2. Екстракция: Смлените листа на ригана се смесват с разтворител като воден разтвор на етанол, етанол или вода и сместа се подлага на ултразвукова обработка с ултразвуков апарат със сонда. Ултразвуковият апарат използва ултразвукови вълни с висок интензитет и ниска честота, за да създаде кавитационни мехурчета, които улесняват разрушаването на растителния материал и освобождаването на биоактивни съединения (като карвакрол и тимол).
3. Филтриране: Сместа се филтрира, за да се отстрани останалият растителен материал, като се получава течен екстракт.
4. Концентриране: Течният екстракт се концентрира с ротационен изпарител или друг подходящ метод, за да се увеличи концентрацията на активните съединения.
5. Сушене: Концентрираният екстракт се изсушава с подходящ метод, като разпрашително сушене или сушене чрез замразяване (лиофилизация), за да се получи екстракт под формата на сух прах.
6. Опаковане: След това сухият прах се опакова и съхранява на хладно и сухо място, докато стане готов за употреба.

Вакуумно филтриране с фуния на Бюхнер след ултразвукова екстракция

Използването на ултразвуков апарат със сонда в процеса на екстракция води до ефективно разрушаване на клетките, така че пълният спектър от фитохимикали се освобождава от листата на ригана. Това прави ултразвуковата обработка идеалната техника за производство на висококачествени екстракти – получаване на биоактивните съединения във висока концентрация.
Освен това този метод може да се използва в голям мащаб, което го прави подходящ за търговско производство. Ултразвуковите апарати на Hielscher позволяват прецизен контрол на параметрите на процеса и линейно мащабиране на процеса на екстракция до всеки желан обем.

Научно доказана: ултразвукова екстракция на риган

В своя научноизследователски доклад Psichoudaki et al. (2025) изследват екологичен метод за екстракция с помощта на ултразвук в импулсен режим за извличане на карвакрол, общи фенолни съединения и общи флавоноиди от Origanum dubium. Използвайки експериментален план на Box–Behnken и методология на повърхнината на отклика, те оценяват времето за екстракция, температурата, концентрацията на етанол и амплитудата на ултразвука.

Основни резултати от проучването:

• Оптималните комбинирани условия са 26 минути при 70°C, с използване на 60% v/v разтвор на етанол–вода и 100% амплитуда на ултразвука.
• При тези условия екстрактите съдържат 14,93 mg/g суха маса карвакрол, 60,03 mg GAE/g общи фенолни съединения и 23,78 mg QE/g общи флавоноиди.
• Температурата оказва значително влияние върху трите отклика. Времето за екстракция и концентрацията на етанол са важни за оптималното извличане на карвакрол.

Протокол за ултразвукова екстракция на риган

Екстракцията с помощта на ултразвук в импулсен режим е извършена с ултразвуков процесор със сонда Hielscher UP200Ht, оборудван с 14 mm титанов сонотрод. Смлян, изсушен материал от Origanum dubium (0,50 g) е смесен с 10 mL 60% v/v разтвор на етанол–вода. Сондата е потопена на 2 cm в пробата и екстракцията е проведена при 26 kHz и 100% амплитуда в продължение на 26 минути с 50% работен цикъл. Нагрявана водна баня поддържа температурата на 70 ± 2°C. След екстракцията сместа е центрофугирана при 10 000 rpm в продължение на 15 минути. Супернатантът е събран, филтриран през 0,2 µm PES филтър за спринцовка и разреден според изискванията за анализа.