Εκχύλιση ρίγανης – Αυξήστε τις αποδόσεις με την υπερήχηση!

Η ρίγανη είναι ένα αρωματικό βότανο με υψηλή περιεκτικότητα σε φαινολικές ενώσεις και αιθέρια έλαια, τα οποία χρησιμοποιούνται σε τρόφιμα, φαρμακευτικά και καλλυντικά προϊόντα. Η εκχύλιση με υπερήχους αποτελεί μια ήπια, αλλά εξαιρετικά αποτελεσματική τεχνική για την απομόνωση βιοδραστικών ενώσεων και αιθέριων ελαίων από τη ρίγανη και άλλα βότανα. Η επεξεργασία με υπερήχους προσφέρει υψηλότερες αποδόσεις και ανώτερη ποιότητα εκχυλίσματος σε σύντομο χρόνο επεξεργασίας.

Εκχυλίσματα ρίγανης – Υψηλότερες αποδόσεις με τη χρήση υπερήχων

Τα συστήματα υπερήχων της Hielscher λειτουργούν αποτελεσματικά για την παραγωγή βοτανικών εκχυλισμάτων. Οι υπερήχοι αποτελούν μια μη θερμική τεχνική εκχύλισης, οπότε τα ευαίσθητα βιοδραστικά μόρια απομονώνονται από τη φυτική μήτρα χωρίς θερμική καταπόνηση. Η υπερηχητική επεξεργασία ασκεί καθαρά μηχανικές δυνάμεις, γεγονός που αποτρέπει την αποικοδόμηση των ευαίσθητων στη θερμότητα ενώσεων. Αυτό καθιστά δυνατή την παρασκευή ενός εκχυλίσματος ρίγανης πλήρους φάσματος που περιέχει πολυάριθμα βιοδραστικά μόρια τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, το λεγόμενο φαινόμενο συνοδείας (entourage effect). Ένα εκχύλισμα ρίγανης που παράγεται με υπερήχους περιέχει συνήθως καρβακρόλη, θυμόλη, p-κυμένιο, γ-τερπινένιο, λιναλοόλη, τερπινέν-4-όλη και υδρίτη σαβινένιου από το κλάσμα του αιθέριου ελαίου, μαζί με ροσμαρινικό οξύ, παράγωγα κινναμικού και καφεϊκού οξέος, καφεοϋλ- και λουτεολίνη-7-Ο-γλυκοσίδη, απιγενίνη, ναρινγενίνη και τα τριτερπενικά οξέα, όπως το ουρσολικό και το ολεανολικό οξύ. Η επιλογή του διαλύτη επηρεάζει τη διαλυτότητα των πολικών και μη πολικών ενώσεων.
Στην περίπτωση του εκχυλίσματος ρίγανης, οι βιοδραστικές ενώσεις απομονώνονται από τα φύλλα και τις κορυφές των λουλουδιών του Origanum vulgare L. (Lamiaceae), συμπεριλαμβανομένων των ποικιλιών και των συγγενικών ειδών, όπως το Origanum majorana και η ελληνική ρίγανη. Το εκχύλισμα ρίγανης χρησιμοποιείται ως αρωματική ουσία και ως φυσικό αντιμικροβιακό και αντιοξειδωτικό συστατικό στις βιομηχανίες τροφίμων, ζωοτροφών, καλλυντικών και φαρμάκων.

Πώς γίνεται η παραγωγή εκχυλίσματος ρίγανης με τη χρήση υπερηχητικού συστήματος τύπου «probe»;

Η παραγωγή εκχυλίσματος ρίγανης με τη χρήση υπερηχητικού συστήματος τύπου αισθητήρα περιλαμβάνει συνήθως τα ακόλουθα στάδια:

1. Προετοιμασία της ρίγανης: Τα φύλλα ρίγανης καθαρίζονται, στεγνώνουν και αλέθονται σε λεπτή σκόνη.
2. Εξαγωγή: Τα αλεσμένα φύλλα ρίγανης αναμιγνύονται με έναν διαλύτη, όπως υδατικό αιθανόλη, αιθανόλη ή νερό, και το μείγμα υποβάλλεται σε υπερηχητική επεξεργασία χρησιμοποιώντας έναν υπερηχητικό μετατροπέα τύπου αισθητήρα. Ο υπερηχητικός μετατροπέας χρησιμοποιεί κύματα υπερήχων υψηλής έντασης και χαμηλής συχνότητας για τη δημιουργία φυσαλίδων σπηλαίωσης, οι οποίες διευκολύνουν τη διάσπαση του φυτικού υλικού και την απελευθέρωση βιοδραστικών ενώσεων (όπως το καρβακρόλη και το θυμόλη).
3. Διήθηση: Το μείγμα διηθείται για να απομακρυνθεί τυχόν υπόλοιπο φυτικό υλικό, αφήνοντας πίσω του ένα υγρό εκχύλισμα.
4. Συγκέντρωση: Το υγρό εκχύλισμα συμπυκνώνεται χρησιμοποιώντας περιστροφικό εξατμιστή ή άλλη κατάλληλη μέθοδο, για να αυξηθεί η συγκέντρωση των δραστικών ενώσεων.
5. Στέγνωμα: Το συμπυκνωμένο εκχύλισμα ξηραίνεται χρησιμοποιώντας μια κατάλληλη μέθοδο, όπως ξήρανση με ψεκασμό ή λυοφιλοποίηση (λυοφιλοποίηση) προκειμένου να παραχθεί ένα εκχύλισμα σε ξηρή μορφή σκόνης.
6. Συσκευασία: Η ξηρή σκόνη στη συνέχεια συσκευάζεται και αποθηκεύεται σε δροσερό, ξηρό μέρος μέχρι να είναι έτοιμη για χρήση.

Διήθηση κενού με χωνί Büchner μετά από εκχύλιση με υπερήχους

Η χρήση ενός υπερηχητικού συστήματος τύπου «probe» στη διαδικασία εκχύλισης έχει ως αποτέλεσμα την αποτελεσματική διάσπαση των κυττάρων, με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται το πλήρες φάσμα των φυτοχημικών ουσιών από τα φύλλα ρίγανης. Αυτό καθιστά την υπερηχητική επεξεργασία την ιδανική τεχνική για την παραγωγή εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας – παρασκευή των βιοδραστικών ενώσεων σε υψηλή συγκέντρωση.
Επιπλέον, η μέθοδος αυτή μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα, γεγονός που την καθιστά κατάλληλη για εμπορική παραγωγή. Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο των παραμέτρων της διεργασίας και τη γραμμική κλιμάκωση της διαδικασίας εκχύλισης σε οποιονδήποτε επιθυμητό όγκο.

Επιστημονικά αποδεδειγμένο: Εκχύλιση ρίγανης με υπερήχους

Στην επιστημονική τους έκθεση, οι Psichoudaki κ.ά. (2025) μελετούν μια οικολογική μέθοδο εκχύλισης με τη βοήθεια υπερήχων σε παλμική λειτουργία για την ανάκτηση καρβακρόλης, ολικών φαινολικών ενώσεων και ολικών φλαβονοειδών από Αμφίβολη ρίγανη. Χρησιμοποιώντας ένα πειραματικό σχέδιο Box–Behnken και τη μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης, αξιολογούν τον χρόνο εκχύλισης, τη θερμοκρασία, τη συγκέντρωση αιθανόλης και το πλάτος των υπερήχων.

Κυριότερα σημεία της μελέτης:

• Οι βέλτιστες συνδυασμένες συνθήκες ήταν 26 λεπτά στους 70 °C, με χρήση διαλύματος αιθανόλης-νερού σε αναλογία 60% v/v και πλάτος υπερήχων 100%.
• Υπό αυτές τις συνθήκες, τα εκχυλίσματα περιείχαν 14,93 mg/g ξηρής μάζας καρβακρόλης, 60,03 mg GAE/g συνολικών φαινολικών ενώσεων και 23,78 mg QE/g συνολικών φλαβονοειδών.
• Η θερμοκρασία επηρέασε σημαντικά και τις τρεις αντιδράσεις. Ο χρόνος εκχύλισης και η συγκέντρωση αιθανόλης ήταν σημαντικοί παράγοντες για τη βέλτιστη ανάκτηση καρβακρόλης.

Πρωτόκολλο εκχύλισης ρίγανης με υπερήχους

Η εκχύλιση με τη βοήθεια υπερήχων σε παλμική λειτουργία πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ενός υπερηχητικού επεξεργαστή τύπου αισθητήρα Hielscher UP200Ht, εξοπλισμένου με σονότροδο τιτανίου 14 mm. Αλεσμένο, αποξηραμένο Αμφίβολη ρίγανη Το υλικό (0,50 g) αναμίχθηκε με 10 mL διαλύματος αιθανόλης–νερού 60% v/v. Ο αισθητήρας βυθίστηκε 2 cm μέσα στο δείγμα και η εκχύλιση πραγματοποιήθηκε στα 26 kHz και με πλάτος 100% για 26 λεπτά, χρησιμοποιώντας κύκλο λειτουργίας 50%. Ένα θερμαινόμενο υδατόλουτρο διατήρησε τη θερμοκρασία στους 70 ± 2 °C. Μετά την εκχύλιση, το μείγμα φυγοκεντρήθηκε στις 10.000 rpm για 15 λεπτά. Το υπερκείμενο συλλέχθηκε, διηθήθηκε μέσω φίλτρου σύριγγας PES 0,2 µm και αραιώθηκε όπως απαιτείται για την ανάλυση.