Raudenes ekstrakcija – palieliniet iznākumu ar apstrādi ar ultraskaņu!

Raudene ir aromātisks garšaugs ar augstu fenola savienojumu un ēterisko eļļu saturu, ko izmanto pārtikas produktos, ārstniecības līdzekļos un kosmētikas produktos. Ultraskaņas ekstrakcija ir saudzīga, tomēr ļoti efektīva metode bioaktīvo savienojumu un ēterisko eļļu izdalīšanai no raudenes un citiem garšaugiem. Apstrāde ar ultraskaņu nodrošina lielāku iznākumu un augstāku ekstrakta kvalitāti īsā apstrādes laikā.

Raudenes ekstrakti – lielāks iznākums ar apstrādi ar ultraskaņu

Hielscher ultraskaņas aparāti efektīvi darbojas augu ekstraktu ražošanā. Ultraskaņa ir netermiska ekstrakcijas metode, tāpēc jutīgās bioaktīvās molekulas tiek izdalītas no augu matricas bez termiskas slodzes. Apstrādē ar ultraskaņu iedarbojas tikai mehāniski spēki, kas novērš siltumjutīgo savienojumu noārdīšanos. Tas ļauj sagatavot pilna spektra raudenes ekstraktu, kas satur daudzas bioaktīvās molekulas, kuras savstarpēji mijiedarbojas, radot tā saukto pavadošo vielu efektu. Ar ultraskaņu iegūts raudenes ekstrakts parasti satur ēteriskās eļļas frakcijas savienojumus – karvakrolu, timolu, p-cimēnu, γ-terpinēnu, linalolu, terpinēn-4-olu un sabinēna hidrātu –, kā arī rozmarīnskābi, kanēļskābes un kafijskābes atvasinājumus, kafeoil- un luteolīn-7-O-glikozīdu, apigenīnu, naringenīnu un triterpēnskābes, piemēram, ursolskābi un oleanolskābi. Šķīdinātāja izvēle ietekmē polāro un nepolāro savienojumu šķīdību.
Raudenes ekstrakta iegūšanai bioaktīvos savienojumus izdala no Origanum vulgare L. (Lamiaceae) lapām un ziedošajām galotnēm, tostarp no tās šķirnēm un radniecīgām sugām, piemēram, Origanum majorana un Grieķijas raudenes. Raudenes ekstraktu izmanto kā aromatizētāju un dabisku pretmikrobu un antioksidatīvu sastāvdaļu pārtikas, lopbarības, kosmētikas un farmācijas rūpniecībā.

Kā notiek raudenes ekstrakta ražošana, izmantojot zondes tipa ultraskaņas aparātu?

Raudenes ekstrakta ražošana, izmantojot zondes tipa ultraskaņas aparātu, parasti ietver šādus soļus:

1. Raudenes sagatavošana: Raudenes lapas notīra, izžāvē un samaļ smalkā pulverī.
2. Ekstrakcija: Samaltās raudenes lapas sajauc ar šķīdinātāju, piemēram, etanola ūdens šķīdumu, etanolu vai ūdeni, un maisījumu apstrādā ar ultraskaņu, izmantojot zondes tipa ultraskaņas aparātu. Ultraskaņas aparāts izmanto augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņas viļņus, lai radītu kavitācijas burbuļus, kas veicina augu materiāla sagraušanu un bioaktīvo savienojumu (piemēram, karvakrola un timola) izdalīšanos.
3. Filtrēšana: Maisījumu filtrē, lai atdalītu visas atlikušās augu materiāla daļiņas, iegūstot šķidru ekstraktu.
4. Koncentrēšana: Šķidro ekstraktu koncentrē, izmantojot rotācijas iztvaicētāju vai citu piemērotu metodi, lai palielinātu aktīvo savienojumu koncentrāciju.
5. Žāvēšana: Koncentrēto ekstraktu žāvē ar piemērotu metodi, piemēram, izsmidzināšanas žāvēšanu vai žāvēšanu sasaldētā stāvoklī (liofilizāciju), lai iegūtu ekstraktu sausa pulvera veidā.
6. Iepakošana: Pēc tam sauso pulveri iepako un uzglabā vēsā, sausā vietā, līdz tas ir gatavs lietošanai.

Vakuumfiltrēšana ar Bihnera piltuvi pēc ultraskaņas ekstrakcijas

Zondes tipa ultraskaņas aparāta izmantošana ekstrakcijas procesā nodrošina efektīvu šūnu sagraušanu, tādējādi no raudenes lapām izdalās pilns fitoķīmisko vielu spektrs. Tas padara apstrādi ar ultraskaņu par ideālu metodi augstas kvalitātes ekstraktu ražošanai – bioaktīvo savienojumu iegūšanai augstā koncentrācijā.
Turklāt šo metodi var izmantot lielā mērogā, tāpēc tā ir piemērota komerciālai ražošanai. Hielscher ultraskaņas aparāti ļauj precīzi kontrolēt procesa parametrus un lineāri palielināt ekstrakcijas procesa mērogu līdz jebkuram vēlamajam tilpumam.

Zinātniski pierādīts: raudenes ekstrakcija ar ultraskaņu

Savā zinātniskā pētījuma ziņojumā Psichoudaki un līdzautori (2025) pēta videi draudzīgu ekstrakcijas metodi ar ultraskaņas palīdzību impulsu režīmā, lai iegūtu karvakrolu, kopējos fenola savienojumus un kopējos flavonoīdus no Origanum dubium. Izmantojot Box–Behnken eksperimentu plānu un atbildes virsmas metodoloģiju, viņi izvērtē ekstrakcijas laiku, temperatūru, etanola koncentrāciju un ultraskaņas amplitūdu.

Pētījuma galvenie rezultāti:

• Optimālie kombinētie apstākļi bija 26 minūtes 70°C temperatūrā, izmantojot 60% v/v etanola–ūdens šķīdumu un 100% ultraskaņas amplitūdu.
• Šajos apstākļos karvakrola saturs ekstraktos bija 14,93 mg/g sausnas, kopējais fenolu saturs – 60,03 mg GAE/g un kopējais flavonoīdu saturs – 23,78 mg QE/g.
• Temperatūra būtiski ietekmēja visus trīs analizētos rādītājus. Ekstrakcijas laiks un etanola koncentrācija bija svarīgi optimālai karvakrola iegūšanai.

Raudenes ultraskaņas ekstrakcijas protokols

Ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību impulsu režīmā tika veikta, izmantojot Hielscher UP200Ht zondes tipa ultraskaņas procesoru, kas aprīkots ar 14 mm titāna sonotrodi. Sasmalcinātais, izžāvētais Origanum dubium materiāls (0,50 g) tika sajaukts ar 10 mL 60% v/v etanola–ūdens šķīduma. Zonde tika iegremdēta paraugā 2 cm dziļumā, un ekstrakcija tika veikta ar 26 kHz frekvenci un 100% amplitūdu 26 minūtes, izmantojot 50% darba ciklu. Apsildāmā ūdens vannā tika uzturēta 70 ± 2°C temperatūra. Pēc ekstrakcijas maisījums tika centrifugēts ar 10 000 rpm 15 minūtes. Supernatants tika savākts, filtrēts caur 0,2 µm PES šļirces filtru un atšķaidīts atbilstoši analīzes prasībām.