Екстракция на риган – Повишете добивите чрез ултразвукова обработка!

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

Екстракти от риган – По-високи добиви чрез ултразвукова обработка

Ултразвуковите апарати на Hielscher работят ефективно при производството на растителни екстракти. Ултразвукът е нетермична техника за екстракция, което позволява деликатните биоактивни молекули да се изолират от растителната матрица без термично натоварване. Ултразвуковата обработка прилага чисто механични сили, което предотвратява разграждането на термочувствителните съединения. Това позволява получаването на екстракт с пълен спектър от риган, съдържащ множество биоактивни молекули, които взаимодействат помежду си – т.нар. „ефект на антуража“. Един ултразвуков екстракт от риган обикновено съдържа карвакрол, тимол, п-цимен, γ-терпинен, линалоол, терпинен-4-ол и сабинен хидрат от фракцията на етеричното масло, заедно с розмаринова киселина, производни на кинамовата и кафеевата киселина, кафеоил- и лутеолин-7-O-глюкозид, апигенин, нарингенин и тритерпенови киселини като урсолова и олеанолова киселина. Изборът на разтворител влияе върху разтворимостта на полярните и неполярните съединения.
При екстракта от риган биоактивните съединения се изолират от листата и цветните върхове на Origanum vulgare L. (Lamiaceae), включително сортовете и сродните видове като Origanum majorana и гръцкия риган. Екстрактът от риган се използва като ароматизиращ агент и като естествена антимикробна и антиоксидантна съставка в хранителната, фуражната, козметичната и фармацевтичната промишленост.

Как се осъществява производството на екстракт от риган с помощта на ултразвуков апарат от типа „сонда“?

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

1. Приготвяне на риган: Листата от риган се измиват, изсушават и се смилат на фин прах.
2. Екстракция: Смлените листа от риган се смесват с разтворител, като например воден разтвор на етанол, етанол или вода, а сместа се обработва с ултразвук с помощта на ултразвуков апарат със сонда. Ултразвуковият апарат използва ултразвукови вълни с висока интензивност и ниска честота, за да създаде кавитационни мехурчета, които улесняват разграждането на растителния материал и освобождаването на биоактивни съединения (като карвакрол и тимол).
3. Филтрация: Сместа се филтрира, за да се отстрани останалият растителен материал, оставяйки след себе си течен екстракт.
4. Концентрация: Течният екстракт се концентрира с помощта на ротационен изпарител или друг подходящ метод, за да се увеличи концентрацията на активните съединения.
5. Изсушаване: Концентрираният екстракт се изсушава по подходящ метод, като сушене чрез пулверизиране или лиофилизация, за да се получи екстракт под формата на сух прах.
6. Опаковки: След това сухият прах се опакова и се съхранява на хладно и сухо място, докато е готов за употреба.

Вакуумна филтрация с фуния на Бюхнер след ултразвукова екстракция

Използването на ултразвуков апарат със сонда в процеса на екстракция води до ефективно разрушаване на клетките, което позволява освобождаването на пълния спектър от фитохимикали от листата на риган. Това превръща ултразвуковата обработка в идеалната техника за производството на висококачествени екстракти – получаване на биоактивни съединения с висока концентрация.
Освен това този метод може да се прилага в голям мащаб, което го прави подходящ за промишлено производство. Ултразвуковите апарати на Hielscher позволяват прецизен контрол на параметрите на процеса и линейно мащабиране на процеса на екстракция до всеки желани обем.

Научно доказано: ултразвукова екстракция на риган

В своя научноизследователски доклад Psichoudaki и др. (2025) разглеждат екологичен метод за екстракция, подпомаган от ултразвук в импулсен режим, за извличане на карвакрол, общи фенолни съединения и общи флавоноиди от Съмнителен риган. Използвайки експериментален план на Бокс–Бенкен и методологията на повърхността на отговора, те оценяват времето за екстракция, температурата, концентрацията на етанол и амплитудата на ултразвука.

Акценти от проучването:

• Оптималните комбинирани условия бяха 26 минути при 70 °C, като се използваше 60 % об. разтвор на етанол и вода и 100 % амплитуда на ултразвука.
• При тези условия екстрактите съдържаха 14,93 mg/g суха маса карвакрол, 60,03 mg GAE/g общи фенолни съединения и 23,78 mg QE/g общи флавоноиди.
• Температурата оказа значително влияние върху и трите реакции. Времето на екстракция и концентрацията на етанол бяха важни фактори за оптималното извличане на карвакрол.

Протокол за ултразвуково извличане на риган

Екстракцията с помощта на ултразвук в импулсен режим беше извършена с помощта на ултразвуков процесор от типа сонда Hielscher UP200Ht, снабден с 14-милиметров титанов сонотрод. Смляни, изсушени Съмнителен риган Материалът (0,50 g) беше смесен с 10 mL 60% об. разтвор на етанол във вода. Сондата беше потопена на 2 cm дълбочина в пробата, а екстракцията се проведе при 26 kHz и 100% амплитуда в продължение на 26 минути, като се използваше 50% работен цикъл. Температурата се поддържаше на 70 ± 2 °C с помощта на нагрета водна баня. След екстракцията сместа се центрофугира при 10 000 об./мин в продължение на 15 минути. Супернатантът се събираше, филтрираше се през 0,2 µm PES спринцов филтър и се разреждаше според изискванията за анализ.