Εκχύλιση ρίγανης – Αυξήστε τις αποδόσεις με κατεργασία με υπερήχους!

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

Εκχυλίσματα ρίγανης – Υψηλότερες αποδόσεις με κατεργασία με υπερήχους

Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher λειτουργούν αποδοτικά για την παραγωγή φυτικών εκχυλισμάτων. Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια μη θερμική τεχνική, επομένως τα ευαίσθητα βιοδραστικά μόρια απομονώνονται από τη φυτική μήτρα χωρίς θερμική επιβάρυνση. Η κατεργασία με υπερήχους ασκεί αμιγώς μηχανικές δυνάμεις, γεγονός που αποτρέπει την αποδόμηση των θερμοευαίσθητων ενώσεων. Αυτό καθιστά δυνατή την παρασκευή ενός εκχυλίσματος ρίγανης πλήρους φάσματος, που περιέχει πολυάριθμα βιοδραστικά μόρια τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, προκαλώντας τη λεγόμενη επίδραση συνέργειας (entourage effect). Ένα εκχύλισμα ρίγανης που παράγεται με υπερήχους περιέχει συνήθως καρβακρόλη, θυμόλη, p-κυμένιο, γ-τερπινένιο, λιναλοόλη, τερπινεν-4-όλη και ένυδρο σαβινένιο από το κλάσμα των αιθέριων ελαίων, μαζί με ροσμαρινικό οξύ, παράγωγα κινναμωμικού και καφεϊκού οξέος, caffeoyl- και 7-O-γλυκοζίτη της λουτεολίνης, απιγενίνη, ναρινγενίνη και τριτερπενικά οξέα όπως το ουρσολικό και το ολεανολικό οξύ. Η επιλογή του διαλύτη επηρεάζει τη διαλυτότητα των πολικών και μη πολικών ενώσεων.
Για την παρασκευή εκχυλίσματος ρίγανης, οι βιοδραστικές ενώσεις απομονώνονται από τα φύλλα και τις ανθισμένες κορυφές του Origanum vulgare L. (Lamiaceae), συμπεριλαμβανομένων καλλιεργούμενων ποικιλιών και συγγενικών ειδών όπως το Origanum majorana και η ελληνική ρίγανη. Το εκχύλισμα ρίγανης χρησιμοποιείται ως αρωματική ύλη και ως φυσικό αντιμικροβιακό και αντιοξειδωτικό συστατικό στις βιομηχανίες τροφίμων, ζωοτροφών, καλλυντικών και φαρμακευτικών προϊόντων.

Πώς παράγεται το εκχύλισμα ρίγανης με συσκευή υπερήχων τύπου καθετήρα;

Η παραγωγή εκχυλίσματος ρίγανης με συσκευή υπερήχων τύπου καθετήρα περιλαμβάνει συνήθως τα ακόλουθα βήματα:

1. Προετοιμασία της ρίγανης: Τα φύλλα της ρίγανης καθαρίζονται, ξηραίνονται και αλέθονται σε λεπτή σκόνη.
2. Εκχύλιση: Τα αλεσμένα φύλλα ρίγανης αναμειγνύονται με έναν διαλύτη, όπως υδατική αιθανόλη, αιθανόλη ή νερό, και το μείγμα υποβάλλεται σε κατεργασία με συσκευή υπερήχων τύπου καθετήρα. Η συσκευή χρησιμοποιεί υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης και χαμηλής συχνότητας για τη δημιουργία φυσαλίδων σπηλαίωσης, οι οποίες διευκολύνουν τη διάσπαση του φυτικού υλικού και την απελευθέρωση βιοδραστικών ενώσεων (όπως η καρβακρόλη και η θυμόλη).
3. Διήθηση: Το μείγμα διηθείται για να απομακρυνθεί τυχόν εναπομένον φυτικό υλικό, αφήνοντας ένα υγρό εκχύλισμα.
4. Συμπύκνωση: Το υγρό εκχύλισμα συμπυκνώνεται με περιστροφικό εξατμιστήρα ή άλλη κατάλληλη μέθοδο, για να αυξηθεί η συγκέντρωση των δραστικών ενώσεων.
5. Ξήρανση: Το συμπυκνωμένο εκχύλισμα ξηραίνεται με κατάλληλη μέθοδο, όπως ξήρανση με ψεκασμό ή ξήρανση με κατάψυξη (λυοφιλίωση), για να παραχθεί εκχύλισμα σε μορφή ξηρής σκόνης.
6. Συσκευασία: Στη συνέχεια, η ξηρή σκόνη συσκευάζεται και αποθηκεύεται σε δροσερό, ξηρό μέρος μέχρι να είναι έτοιμη για χρήση.

Διήθηση υπό κενό με χωνί Büchner μετά την εκχύλιση με υπερήχους

Η χρήση συσκευής υπερήχων τύπου καθετήρα στη διαδικασία εκχύλισης επιφέρει αποτελεσματική κυτταρική διάρρηξη, ώστε να απελευθερώνεται όλο το φάσμα των φυτοχημικών ενώσεων από τα φύλλα της ρίγανης. Αυτό καθιστά την κατεργασία με υπερήχους ιδανική τεχνική για την παραγωγή εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας – με παραλαβή των βιοδραστικών ενώσεων σε υψηλή συγκέντρωση.
Επιπλέον, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί 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 αύξηση της κλίμακας της διαδικασίας εκχύλισης σε οποιονδήποτε επιθυμητό όγκο.

Επιστημονικά αποδεδειγμένη: Εκχύλιση ρίγανης με υπερήχους

Στην επιστημονική ερευνητική τους έκθεση, οι Psichoudaki et al. (2025) διερευνούν μια φιλική προς το περιβάλλον μέθοδο εκχύλισης υποβοηθούμενης από υπερήχους σε παλμική λειτουργία, για την ανάκτηση καρβακρόλης, συνολικών φαινολικών ενώσεων και συνολικών φλαβονοειδών από το Origanum dubium. Χρησιμοποιώντας πειραματικό σχεδιασμό Box–Behnken και τη μεθοδολογία επιφανειών απόκρισης, αξιολογούν τον χρόνο εκχύλισης, τη θερμοκρασία, τη συγκέντρωση αιθανόλης και το πλάτος ταλάντωσης των υπερήχων.

Κύρια σημεία της μελέτης:

• Οι βέλτιστες συνδυαστικές συνθήκες ήταν 26 λεπτά στους 70°C, με χρήση διαλύματος αιθανόλης–νερού 60% v/v και πλάτους ταλάντωσης υπερήχων 100%.
• Υπό αυτές τις συνθήκες, τα εκχυλίσματα περιείχαν καρβακρόλη σε ποσότητα 14,93 mg/g ξηρής μάζας, ολικά φαινολικά σε ποσότητα 60,03 mg GAE/g και ολικά φλαβονοειδή σε ποσότητα 23,78 mg QE/g.
• Η θερμοκρασία επηρέασε σημαντικά και τις τρεις αποκρίσεις. Ο χρόνος εκχύλισης και η συγκέντρωση αιθανόλης ήταν σημαντικοί παράγοντες για τη βέλτιστη ανάκτηση καρβακρόλης.

Πρωτόκολλο εκχύλισης ρίγανης με υπερήχους

Η εκχύλιση με υποβοήθηση υπερήχων σε παλμική λειτουργία πραγματοποιήθηκε με έναν επεξεργαστή υπερήχων τύπου καθετήρα Hielscher UP200Ht, εξοπλισμένο με ηχοτρόδιο τιτανίου 14 mm. Αλεσμένο, αποξηραμένο φυτικό υλικό του είδους Origanum dubium (0,50 g) αναμείχθηκε με 10 mL διαλύματος αιθανόλης–νερού 60% v/v. Ο καθετήρας εμβαπτίστηκε σε βάθος 2 cm μέσα στο δείγμα και η εκχύλιση πραγματοποιήθηκε στα 26 kHz και σε πλάτος ταλάντωσης 100% για 26 λεπτά, με κύκλο λειτουργίας 50%. Ένα θερμαινόμενο υδατόλουτρο διατηρούσε 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 απαιτούνταν για την ανάλυση.