Oregano-extractie – Verhoog de opbrengst met sonicatie!

Oregano is een aromatisch kruid met een hoog gehalte aan fenolische verbindingen en etherische oliën, die worden gebruikt in voedingsmiddelen, medicinale producten en cosmetica. Ultrasone extractie is een milde, maar zeer efficiënte techniek om bioactieve verbindingen en etherische oliën uit oregano en andere kruiden te isoleren. Sonicatie levert hogere opbrengsten en een superieure extractkwaliteit binnen een korte verwerkingstijd.

Oregano-extracten – Hogere opbrengsten met sonicatie

De sonicatoren van Hielscher werken efficiënt bij de productie van plantenextracten. Ultrasoon geluid is een niet-thermische extractietechniek, waardoor kwetsbare bioactieve moleculen zonder thermische belasting uit de plantenmatrix worden geïsoleerd. Sonicatie oefent uitsluitend mechanische krachten uit, wat de afbraak van warmtegevoelige verbindingen voorkomt. Hierdoor is het mogelijk een extract van oregano met het volledige spectrum aan verbindingen te bereiden, dat talrijke bioactieve moleculen bevat die met elkaar interageren: het zogenoemde entourage-effect. Een ultrasoon oregano-extract bevat doorgaans carvacrol, thymol, p-cymeen, γ-terpineen, linalool, terpinen-4-ol en sabineenhydraat uit de fractie etherische olie, samen met rozemarijnzuur, derivaten van kaneelzuur en cafeïnezuur, caffeoyl- en luteoline-7-O-glucoside, apigenine, naringenine en triterpeenzuren zoals ursolzuur en oleanolzuur. De keuze van het oplosmiddel beïnvloedt de oplosbaarheid van polaire en apolaire verbindingen.
Voor een oregano-extract worden de bioactieve verbindingen geïsoleerd uit de bladeren en bloeiende toppen 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 antioxidatief ingrediënt in de voedingsmiddelen-, diervoeder-, cosmetische en farmaceutische industrie.

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

De productie van oregano-extract met een ultrasoonapparaat met sonde omvat doorgaans de volgende stappen:

1. Voorbereiding van de oregano: De oreganobladeren worden gereinigd, gedroogd en tot een fijn poeder gemalen.
2. Extractie: De gemalen oreganobladeren worden gemengd met een oplosmiddel zoals waterige ethanol, ethanol of water, en het mengsel wordt gesoniceerd met een ultrasoonapparaat met sonde. Het ultrasoonapparaat gebruikt ultrasone golven met een hoge intensiteit en lage frequentie om cavitatiebellen te creëren, die de afbraak van het plantenmateriaal en het vrijkomen van bioactieve verbindingen (zoals carvacrol en thymol) bevorderen.
3. Filtratie: Het mengsel wordt gefilterd om eventueel resterend plantenmateriaal te verwijderen, waardoor 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 verbindingen te verhogen.
5. Drogen: Het geconcentreerde extract wordt gedroogd met een geschikte methode, zoals sproeidrogen of vriesdrogen (lyofilisatie), om een extract in de vorm van een droog poeder te produceren.
6. Verpakking: Het droge poeder wordt vervolgens verpakt en op een koele, droge plaats bewaard totdat het klaar is voor gebruik.

Vacuümfiltratie met een Büchnertrechter na ultrasone extractie

Het gebruik van een sonicator met sonde in het extractieproces zorgt voor effectieve celontsluiting, zodat het volledige spectrum aan fytochemicaliën uit de oreganobladeren vrijkomt. Dit maakt sonicatie tot de ideale techniek voor de productie van hoogwaardige extracten – waarbij de bioactieve verbindingen in een hoge concentratie worden bereid.
Bovendien kan deze methode op grote schaal worden toegepast, waardoor zij geschikt is voor commerciële productie. De ultrasoonapparaten van Hielscher maken nauwkeurige regeling van de procesparameters en lineaire opschaling van het extractieproces naar elk gewenst volume mogelijk.

Wetenschappelijk bewezen: ultrasone oregano-extractie

In hun wetenschappelijke onderzoeksrapport onderzoeken Psichoudaki et al. (2025) een milieuvriendelijke extractiemethode met ultrasone ondersteuning in pulsmodus voor het winnen van carvacrol, totale fenolische verbindingen en totale flavonoïden uit Origanum dubium. Met een Box–Behnken-proefopzet en responsoppervlakmethodologie evalueren zij de extractietijd, temperatuur, ethanolconcentratie en ultrasone amplitude.

Hoogtepunten van het onderzoek:

• De optimale gecombineerde omstandigheden waren 26 minuten bij 70°C, met een 60% v/v ethanol–wateroplossing en een ultrasone amplitude van 100%.
• Onder deze omstandigheden bevatten de extracten 14,93 mg carvacrol/g droge massa, 60,03 mg GAE/g aan totale fenolische verbindingen en 23,78 mg QE/g aan totale flavonoïden.
• De temperatuur had een significante invloed op alle drie de responsen. De extractietijd en ethanolconcentratie waren belangrijk voor een optimale winning van carvacrol.

Protocol voor ultrasone oregano-extractie

De extractie met ultrasone ondersteuning in pulsmodus werd uitgevoerd met een Hielscher UP200Ht ultrasone processor met sonde, voorzien van een titanium sonotrode van 14 mm. Gemalen, gedroogd materiaal van Origanum dubium (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 inschakelduur van 50%. Een verwarmd waterbad hield de temperatuur op 70 ± 2°C. Na de extractie werd het mengsel gedurende 15 minuten gecentrifugeerd bij 10.000 rpm. Het supernatant werd verzameld, gefilterd door een PES-spuitfilter van 0,2 µm en naar behoefte verdund voor analyse.