Ekstrakcija origana – povećajte prinose sonikacijom!

Origano je aromatična biljka s visokim sadržajem fenolnih spojeva i eteričnih ulja koji se upotrebljavaju u prehrambenim, ljekovitim i kozmetičkim proizvodima. Ultrazvučna ekstrakcija blaga je, ali vrlo učinkovita tehnika za izolaciju bioaktivnih spojeva i eteričnih ulja iz origana i drugih biljaka. Sonikacija omogućuje veće prinose i vrhunsku kvalitetu ekstrakta uz kratko vrijeme obrade.

Ekstrakti origana – veći prinosi sonikacijom

Hielscher sonikatori učinkovito djeluju u proizvodnji biljnih ekstrakata. Ultrazvučna ekstrakcija netoplinska je tehnika ekstrakcije pa se osjetljive bioaktivne molekule izoliraju iz biljne matrice bez toplinskog opterećenja. Sonikacija primjenjuje isključivo mehaničke sile, čime se sprječava razgradnja spojeva osjetljivih na toplinu. To omogućuje pripremu ekstrakta origana punog spektra koji sadržava brojne bioaktivne molekule koje međusobno djeluju, što se naziva učinkom združenog djelovanja. Ultrazvučno dobiven ekstrakt origana obično sadržava karvakrol, timol, p-cimen, γ-terpinen, linalol, terpinen-4-ol i sabinen hidrat iz frakcije eteričnog ulja, uz ružmarinsku kiselinu, derivate cimetne i kavene kiseline, caffeoyl- i luteolin-7-O-glucoside, apigenin, naringenin te triterpenske kiseline poput ursolne i oleanolne kiseline. Odabir otapala utječe na topljivost polarnih i nepolarnih spojeva.
Za ekstrakt origana bioaktivni se spojevi izoliraju iz listova i cvatućih vrhova biljke Origanum vulgare L. (Lamiaceae), uključujući kultivare i srodne vrste poput Origanum majorana i grčkog origana. Ekstrakt origana upotrebljava se kao aroma te kao prirodni antimikrobni i antioksidacijski sastojak u industriji hrane, hrane za životinje, kozmetičkoj i farmaceutskoj industriji.

Kako se proizvodi ekstrakt origana pomoću sonikatora sa sondom?

Proizvodnja ekstrakta origana pomoću ultrazvučnog uređaja sa sondom obično uključuje sljedeće korake:

1. Priprema origana: Listovi origana čiste se, suše i melju u fini prah.
2. Ekstrakcija: Mljeveni listovi origana miješaju se s otapalom poput vodene otopine etanola, etanola ili vode, a smjesa se podvrgava sonikaciji pomoću ultrazvučnog uređaja sa sondom. Ultrazvučni uređaj upotrebljava ultrazvučne valove visokog intenziteta i niske frekvencije za stvaranje kavitacijskih mjehurića koji olakšavaju razgradnju biljnog materijala i oslobađanje bioaktivnih spojeva (poput karvakrola i timola).
3. Filtracija: Smjesa se filtrira kako bi se uklonio sav preostali biljni materijal, pri čemu se dobiva tekući ekstrakt.
4. Koncentriranje: Tekući ekstrakt koncentrira se pomoću rotacijskog isparivača ili drugom prikladnom metodom kako bi se povećala koncentracija aktivnih spojeva.
5. Sušenje: Koncentrirani ekstrakt suši se prikladnom metodom, poput sušenja raspršivanjem ili sušenja zamrzavanjem (liofilizacije), kako bi se dobio ekstrakt u obliku suhog praha.
6. Pakiranje: Suhi prah zatim se pakira i čuva na hladnom i suhom mjestu dok ne bude spreman za uporabu.

Vakuumska filtracija Büchnerovim lijevkom nakon ultrazvučne ekstrakcije

Uporaba sonikatora sa sondom u postupku ekstrakcije omogućuje učinkovito razaranje stanica, čime se iz listova origana oslobađa puni spektar fitokemikalija. To sonikaciju čini idealnom tehnikom za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata – pripremu bioaktivnih spojeva u visokoj koncentraciji.
Osim toga, ova se metoda može primjenjivati u velikom mjerilu, što je čini prikladnom za komercijalnu proizvodnju. Hielscher ultrazvučni uređaji omogućuju preciznu kontrolu procesnih parametara i linearno povećanje mjerila postupka ekstrakcije na bilo koji željeni volumen.

Znanstveno dokazano: ultrazvučna ekstrakcija origana

U svojem znanstvenom izvješću Psichoudaki i sur. (2025) istražuju ekološki prihvatljivu metodu ekstrakcije potpomognute ultrazvukom u pulsnom načinu rada za dobivanje karvakrola, ukupnih fenolnih spojeva i ukupnih flavonoida iz biljke Origanum dubium. Primjenom Box–Behnkenova eksperimentalnog plana i metodologije odzivnih površina procjenjuju vrijeme ekstrakcije, temperaturu, koncentraciju etanola i ultrazvučnu amplitudu.

Najvažniji rezultati istraživanja:

• Optimalni kombinirani uvjeti bili su 26 minuta pri 70°C, uz primjenu 60% v/v otopine etanola i vode te 100% ultrazvučne amplitude.
• U tim su uvjetima ekstrakti sadržavali 14,93 mg/g suhe mase karvakrola, 60,03 mg GAE/g ukupnih fenolnih spojeva i 23,78 mg QE/g ukupnih flavonoida.
• Temperatura je značajno utjecala na sva tri odziva. Vrijeme ekstrakcije i koncentracija etanola bili su važni za optimalno izdvajanje karvakrola.

Protokol za ultrazvučnu ekstrakciju origana

Ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom u pulsnom načinu rada provedena je ultrazvučnim procesorom sa sondom Hielscher UP200Ht, opremljenim titanijevom sonotrodom promjera 14 mm. Usitnjeni, osušeni biljni materijal vrste Origanum dubium (0,50 g) pomiješan je s 10 mL 60% v/v otopine etanola i vode. Sonda je uronjena 2 cm u uzorak, a ekstrakcija je provedena pri 26 kHz i 100% amplitude tijekom 26 minuta uz 50% radnog ciklusa. Zagrijavana vodena kupelj održavala je temperaturu na 70 ± 2°C. Nakon ekstrakcije smjesa je centrifugirana pri 10.000 rpm tijekom 15 minuta. Supernatant je prikupljen, filtriran kroz PES filtar za štrcaljku veličine pora 0,2 µm i razrijeđen prema potrebi za analizu.