Estrazione dell'origano – Aumenta le rese con la sonicazione!

L'origano è un'erba aromatica con un elevato contenuto di composti fenolici e oli essenziali, utilizzati in prodotti alimentari, medicinali e cosmetici. L'estrazione a ultrasuoni è una tecnica delicata ma altamente efficiente per isolare i composti bioattivi e gli oli essenziali dall'origano e da altre erbe. La sonicazione garantisce rese più elevate e una qualità superiore dell'estratto in tempi di lavorazione ridotti.

Estratti di origano – Rendimenti più elevati grazie alla sonicazione

I sonicatori Hielscher sono particolarmente efficaci nella produzione di estratti botanici. Gli ultrasuoni rappresentano una tecnica di estrazione non termica, che consente di isolare le molecole bioattive più delicate dalla matrice vegetale senza sottoporre il materiale a stress termico. La sonicazione applica forze puramente meccaniche, impedendo così la degradazione dei composti sensibili al calore. Ciò consente di preparare un estratto a spettro completo di origano contenente numerose molecole bioattive che interagiscono tra loro, il cosiddetto effetto entourage. Un estratto di origano ottenuto con ultrasuoni contiene tipicamente carvacrolo, timolo, p-cimene, γ-terpinene, linalolo, terpinen-4-olo e sabinene idrato provenienti dalla frazione di olio essenziale, insieme ad acido rosmarinico, derivati degli acidi cinnamici e caffeici, caffeoil- e luteolina-7-O-glucoside, apigenina, naringenina e acidi triterpenici quali l’acido ursolico e l’acido oleanolico. La scelta del solvente influenza la solubilità dei composti polari e non polari.
Per ottenere un estratto di origano, i composti bioattivi vengono isolati dalle foglie e dalle sommità fiorite dell’Origanum vulgare L. (Lamiaceae), comprese le cultivar e le specie affini quali l’Origanum majorana e l’origano greco. L’estratto di origano viene utilizzato come agente aromatizzante e come ingrediente antimicrobico e antiossidante naturale nell’industria alimentare, mangimistica, cosmetica e farmaceutica.

Come avviene la produzione dell'estratto di origano utilizzando un sonificatore a sonda?

La produzione di estratto di origano mediante un ultrasonatore a sonda prevede in genere le seguenti fasi:

1. Preparazione dell'origano: Le foglie di origano vengono lavate, asciugate e macinate fino a ottenere una polvere fine.
2. Estrazione: Le foglie di origano macinate vengono mescolate con un solvente, come etanolo acquoso, etanolo o acqua, e la miscela viene trattata con ultrasuoni utilizzando un ultrasonicatore a sonda. L’ultrasuonatore utilizza onde ultrasoniche ad alta intensità e bassa frequenza per generare bolle di cavitazione, che facilitano la disgregazione del materiale vegetale e il rilascio di composti bioattivi (come il carvacrolo e il timolo).
3. Filtrazione: La miscela viene filtrata per rimuovere il materiale vegetale residuo, lasciando un estratto liquido.
4. Concentrazione: L'estratto liquido viene concentrato con un evaporatore rotante o con un altro metodo adeguato, per aumentare la concentrazione dei composti attivi.
5. Asciugatura: L'estratto concentrato viene essiccato con un metodo adeguato, come l'essiccazione a spruzzo o la liofilizzazione, per ottenere un estratto in polvere secca.
6. Imballaggio: La polvere secca viene quindi confezionata e conservata in un luogo fresco e asciutto fino al momento dell'uso.

Filtrazione sotto vuoto con imbuto di Büchner dopo l'estrazione a ultrasuoni

L'uso di un sonicatore a sonda nel processo di estrazione consente un'efficace disgregazione cellulare, in modo da liberare l'intero spettro di sostanze fitochimiche dalle foglie di origano. Ciò rende la sonicazione la tecnica ideale per la produzione di estratti di alta qualità – preparazione dei composti bioattivi ad alta concentrazione.
Inoltre, questo metodo può essere applicato su larga scala, rendendolo adatto alla produzione commerciale. Gli ultrasonatori Hielscher consentono un controllo preciso dei parametri di processo e il potenziamento lineare del processo di estrazione a qualsiasi volume desiderato.

Scientificamente provato: estrazione dell’origano tramite ultrasuoni

Nel loro rapporto di ricerca scientifica, Psichoudaki et al. (2025) analizzano un metodo di estrazione ecologico, assistito da ultrasuoni in modalità a impulsi, per il recupero di carvacrolo, composti fenolici totali e flavonoidi totali da Origano di dubbia provenienza. Utilizzando un piano sperimentale di Box-Behnken e la metodologia della superficie di risposta, valutano il tempo di estrazione, la temperatura, la concentrazione di etanolo e l'ampiezza degli ultrasuoni.

Punti salienti dello studio:

• Le condizioni combinate ottimali sono state 26 minuti a 70 °C, utilizzando una soluzione di etanolo-acqua al 60% v/v e un’ampiezza ultrasonica del 100%.
• In queste condizioni, gli estratti contenevano 14,93 mg/g di massa secca di carvacrolo, 60,03 mg GAE/g di composti fenolici totali e 23,78 mg QE/g di flavonoidi totali.
• La temperatura ha influenzato in modo significativo tutte e tre le risposte. Il tempo di estrazione e la concentrazione di etanolo sono risultati fattori importanti per ottenere un recupero ottimale del carvacrolo.

Protocollo per l’estrazione ultrasonica dell’origano

L'estrazione assistita da ultrasuoni in modalità a impulsi è stata eseguita utilizzando un processore a ultrasuoni di tipo sonda Hielscher UP200Ht dotato di un sonotrodo in titanio da 14 mm. Macinato, essiccato Origano di dubbia provenienza Il materiale (0,50 g) è stato miscelato con 10 mL di una soluzione al 60% v/v di etanolo in acqua. La sonda è stata immersa per 2 cm nel campione e l’estrazione è stata condotta a 26 kHz e con un’ampiezza del 100% per 26 minuti, utilizzando un ciclo di lavoro del 50%. Un bagno d’acqua riscaldato ha mantenuto la temperatura a 70 ± 2 °C. Dopo l’estrazione, la miscela è stata centrifugata a 10.000 rpm per 15 minuti. Il surnatante è stato raccolto, filtrato attraverso un filtro a siringa in PES da 0,2 µm e diluito come richiesto per l’analisi.