Oregano-extractie – Verhoog de opbrengst met ultrasone behandeling!

Oregano is een aromatisch kruid met een hoog gehalte aan fenolverbindingen en etherische oliën, die worden gebruikt in voedingsmiddelen, geneesmiddelen en cosmetische producten. Ultrasone extractie is een milde, maar uiterst efficiënte techniek om bioactieve stoffen en etherische oliën uit oregano en andere kruiden te isoleren. Door ultrasone bewerking worden binnen een korte verwerkingstijd hogere opbrengsten en een superieure extractkwaliteit bereikt.

Oregano-extracten – Hogere opbrengsten door ultrasone behandeling

De sonicatoren van Hielscher zijn zeer efficiënt bij de productie van botanische extracten. Ultrasoon is een niet-thermische extractietechniek, waardoor kwetsbare bioactieve moleculen zonder thermische belasting uit de plantmatrix worden geïsoleerd. Bij sonicatie worden uitsluitend mechanische krachten toegepast, waardoor afbraak van warmtegevoelige verbindingen wordt voorkomen. Dit maakt het mogelijk om een full-spectrum-extract van oregano te bereiden dat talrijke bioactieve moleculen bevat die op elkaar inwerken, het zogenaamde entourage-effect. Een ultrasoon oregano-extract bevat doorgaans carvacrol, thymol, p-cymeen, γ-terpineen, linalool, terpinen-4-ol en sabineenhydraat uit de etherische-oliefractie, samen met rozemarijnzuur, derivaten van kaneelzuur en cafeïnezuur, cafeoyl- en luteoline-7-O-glucoside, apigenine, naringenine en de triterpeenzuren zoals ursolzuur en oleanolzuur. De keuze van het oplosmiddel beïnvloedt de oplosbaarheid van polaire en niet-polaire verbindingen.
Voor een oregano-extract worden de bioactieve stoffen geïsoleerd uit de bladeren en bloemtoppen van Origanum vulgare L. (Lamiaceae), met inbegrip van cultivars en verwante soorten zoals Origanum majorana en Griekse oregano. Oregano-extract wordt gebruikt als smaakstof en als natuurlijk antimicrobieel en antioxidant ingrediënt in de voedingsmiddelen-, diervoeder-, cosmetica- en farmaceutische industrie.

Hoe verloopt de productie van oregano-extract met behulp van een sonicator met sonde?

De productie van oregano-extract met behulp van een ultrasone apparatuur met sonde omvat doorgaans de volgende stappen:

1. Bereiding van de oregano: De oreganoblaadjes worden schoongemaakt, gedroogd en tot een fijn poeder vermalen.
2. Extractie: De gemalen oreganoblaadjes worden gemengd met een oplosmiddel, zoals ethanol in water, ethanol of water, en het mengsel wordt met behulp van een ultrasoonapparaat met sonde onderworpen aan ultrasone trillingen. Het ultrasoonapparaat maakt gebruik van zeer intense, laagfrequente ultrasone golven om cavitatiebellen te creëren, die het afbreken van het plantmateriaal en het vrijgeven van bioactieve stoffen (zoals carvacrol en thymol) bevorderen.
3. Filtratie: Het mengsel wordt gefilterd om eventueel achtergebleven plantenmateriaal te verwijderen, zodat er een vloeibaar extract overblijft.
4. Concentratie: Het vloeibare extract wordt geconcentreerd met een rotatieverdamper of een andere geschikte methode om de concentratie van de actieve bestanddelen te verhogen.
5. Drogen: Het geconcentreerde extract wordt gedroogd met een geschikte methode, zoals sproeidrogen of vriesdrogen (vriesdrogen) om een extract in droge poedervorm te verkrijgen.
6. Verpakking: Het droge poeder wordt dan verpakt en opgeslagen op een koele, droge plaats tot het klaar is voor gebruik.

Büchner trechter vacuümfiltratie na ultrasone extractie

Het gebruik van een sondesonicator in het extractieproces zorgt voor een effectieve celafbraak, waardoor het volledige spectrum aan fytochemicaliën uit de oreganobladeren vrijkomt. Dit maakt sonicatie de ideale techniek voor de productie van hoogwaardige extracten – het bereiden van de bioactieve stoffen in hoge concentraties.
Bovendien kan deze methode op grote schaal worden toegepast, waardoor ze geschikt is voor commerciële productie. Met de ultrasone apparaten van Hielscher is een nauwkeurige regeling van de procesparameters mogelijk, evenals een lineaire opschaling van het extractieproces naar elk gewenst volume.

Wetenschappelijk bewezen: ultrasone extractie van oregano

In hun wetenschappelijk onderzoeksrapport onderzoeken Psichoudaki et al. (2025) een milieuvriendelijke, op pulsmodus gebaseerde, ultrasone extractiemethode voor het winnen van carvacrol, totale fenolverbindingen en totale flavonoïden uit Twijfelachtige oregano. Met behulp van een Box-Behnken-experimentopzet en de responsoppervlakmethodologie evalueren zij de extractietijd, de temperatuur, de ethanolconcentratie en de ultrasone amplitude.

Hoogtepunten van het onderzoek:

• De optimale combinatie van omstandigheden was 26 minuten bij 70 °C, met een 60% v/v ethanol-wateroplossing en 100% ultrasone amplitude.
• Onder deze omstandigheden bevatten de extracten 14,93 mg/g droge stof aan carvacrol, 60,03 mg GAE/g aan totale fenolverbindingen en 23,78 mg QE/g aan totale flavonoïden.
• De temperatuur had een aanzienlijke invloed op alle drie de reacties. De extractietijd en de ethanolconcentratie waren van belang voor een optimale opbrengst aan carvacrol.

Protocol voor de extractie van oregano met behulp van ultrasone trillingen

De ultrasone extractie in pulsmodus werd uitgevoerd met behulp van een Hielscher UP200Ht ultrasone processor van het sondetype, uitgerust met een 14 mm titanium sonotrode. Gemalen, gedroogd Twijfelachtige oregano Het materiaal (0,50 g) werd gemengd met 10 mL van een 60% v/v ethanol-wateroplossing. De sonde werd 2 cm in het monster ondergedompeld en de extractie werd gedurende 26 minuten uitgevoerd bij 26 kHz en een amplitude van 100%, met een duty cycle van 50%. Een verwarmd waterbad hield de temperatuur op 70 ± 2 °C. Na de extractie werd het mengsel gedurende 15 minuten bij 10.000 rpm gecentrifugeerd. Het supernatant werd afgetapt, gefilterd door een 0,2 µm PES-spuitfilter en naar behoefte verdund voor analyse.