Ekstrakcja oregano – zwiększ uzysk dzięki sonikacji!

Oregano to aromatyczne zioło o wysokiej zawartości związków fenolowych i olejków eterycznych, które są wykorzystywane w produktach spożywczych, leczniczych i kosmetycznych. Ekstrakcja ultradźwiękowa to łagodna, a zarazem wysoce wydajna technika izolowania związków bioaktywnych i olejków eterycznych z oregano oraz innych ziół. Sonikacja zapewnia wyższy uzysk i doskonałą jakość ekstraktu przy krótkim czasie przetwarzania.

Ekstrakty z oregano – wyższy uzysk dzięki sonikacji

Sonikatory Hielscher skutecznie sprawdzają się w produkcji ekstraktów roślinnych. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest techniką nietermiczną, dzięki czemu delikatne cząsteczki bioaktywne są izolowane z matrycy roślinnej bez obciążenia cieplnego. Sonikacja wykorzystuje wyłącznie siły mechaniczne, co zapobiega degradacji związków wrażliwych na ciepło. Umożliwia to przygotowanie ekstraktu z oregano o pełnym spektrum składników, zawierającego liczne cząsteczki bioaktywne, które wzajemnie na siebie oddziałują, wywołując tak zwany efekt otoczenia. Ekstrakt z oregano otrzymany metodą ultradźwiękową zazwyczaj zawiera karwakrol, tymol, p-cymen, γ-terpinen, linalol, terpinen-4-ol i hydrat sabinenu z frakcji olejku eterycznego, a także kwas rozmarynowy, pochodne kwasów cynamonowego i kawowego, caffeoyl- i 7-O-glukozyd luteoliny, apigeninę, naryngeninę oraz kwasy triterpenowe, takie jak kwas ursolowy i oleanolowy. Wybór rozpuszczalnika wpływa na rozpuszczalność związków polarnych i niepolarnych.
W celu otrzymania ekstraktu z oregano związki bioaktywne izoluje się z liści i wierzchołków kwiatowych Origanum vulgare L. (Lamiaceae), w tym z odmian uprawnych oraz gatunków pokrewnych, takich jak Origanum majorana i oregano greckie. Ekstrakt z oregano jest wykorzystywany jako substancja aromatyzująca oraz naturalny składnik o działaniu przeciwdrobnoustrojowym i przeciwutleniającym w przemyśle spożywczym, paszowym, kosmetycznym i farmaceutycznym.

Jak przebiega produkcja ekstraktu z oregano przy użyciu sonikatora z sondą?

Produkcja ekstraktu z oregano przy użyciu sonikatora z sondą zazwyczaj obejmuje następujące etapy:

1. Przygotowanie oregano: Liście oregano są oczyszczane, suszone i mielone na drobny proszek.
2. Ekstrakcja: Zmielone liście oregano miesza się z rozpuszczalnikiem, takim jak wodny roztwór etanolu, etanol lub woda, a mieszaninę poddaje się sonikacji przy użyciu sonikatora z sondą. Sonikator wykorzystuje fale ultradźwiękowe o wysokiej intensywności i niskiej częstotliwości do wytwarzania pęcherzyków kawitacyjnych, które ułatwiają rozbijanie materiału roślinnego i uwalnianie związków bioaktywnych (takich jak karwakrol i tymol).
3. Filtracja: Mieszaninę filtruje się w celu usunięcia wszelkich pozostałości materiału roślinnego, uzyskując płynny ekstrakt.
4. Zagęszczanie: Płynny ekstrakt zagęszcza się przy użyciu wyparki obrotowej lub innej odpowiedniej metody w celu zwiększenia stężenia związków aktywnych.
5. Suszenie: Zagęszczony ekstrakt suszy się odpowiednią metodą, taką jak suszenie rozpyłowe lub suszenie sublimacyjne (liofilizacja), aby otrzymać ekstrakt w postaci suchego proszku.
6. Pakowanie: Suchy proszek jest następnie pakowany i przechowywany w chłodnym, suchym miejscu do czasu, gdy będzie gotowy do użycia.

Filtracja próżniowa przez lejek Büchnera po ekstrakcji ultradźwiękowej

Zastosowanie sonikatora z sondą w procesie ekstrakcji prowadzi do skutecznego rozbijania komórek, dzięki czemu z liści oregano uwalniane jest pełne spektrum związków fitochemicznych. Sprawia to, że sonikacja jest idealną techniką produkcji wysokiej jakości ekstraktów – pozwala uzyskać związki bioaktywne w wysokim stężeniu.
Ponadto metodę tę można stosować na dużą skalę, co sprawia, że nadaje się ona do produkcji komercyjnej. Sonikatory Hielscher umożliwiają precyzyjną kontrolę parametrów procesu i liniowe skalowanie procesu ekstrakcji do dowolnej pożądanej objętości.

Potwierdzone naukowo: ultradźwiękowa ekstrakcja oregano

W swoim raporcie z badań naukowych Psichoudaki i wsp. (2025) badają przyjazną dla środowiska metodę ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami w trybie impulsowym, służącą do odzyskiwania karwakrolu, ogółu związków fenolowych i ogółu flawonoidów z Origanum dubium. Korzystając z planu eksperymentalnego Boxa–Behnkena i metody powierzchni odpowiedzi, oceniają czas ekstrakcji, temperaturę, stężenie etanolu i amplitudę ultradźwięków.

Najważniejsze wyniki badania:

• Optymalne warunki dla łącznego odzysku obejmowały 26 minut w temperaturze 70°C, przy użyciu 60% v/v roztworu etanol–woda i amplitudy ultradźwięków wynoszącej 100%.
• W tych warunkach ekstrakty zawierały 14,93 mg/g suchej masy karwakrolu, 60,03 mg GAE/g ogółu związków fenolowych i 23,78 mg QE/g ogółu flawonoidów.
• Temperatura istotnie wpływała na wszystkie trzy zmienne odpowiedzi. Czas ekstrakcji i stężenie etanolu były istotne dla optymalnego odzysku karwakrolu.

Protokół ultradźwiękowej ekstrakcji oregano

Ekstrakcję wspomaganą ultradźwiękami w trybie impulsowym przeprowadzono przy użyciu procesora ultradźwiękowego Hielscher UP200Ht z sondą, wyposażonego w tytanową sonotrodę o średnicy 14 mm. Zmielony, wysuszony materiał roślinny Origanum dubium (0,50 g) zmieszano z 10 mL 60% v/v roztworu etanol–woda. Sonotrodę zanurzono w próbce na głębokość 2 cm, a ekstrakcję prowadzono przy częstotliwości 26 kHz i amplitudzie 100% przez 26 minut, stosując współczynnik wypełnienia cyklu wynoszący 50%. Podgrzewana łaźnia wodna utrzymywała temperaturę na poziomie 70 ± 2°C. Po ekstrakcji mieszaninę wirowano przy 10 000 rpm przez 15 minut. Supernatant zebrano, przefiltrowano przez filtr strzykawkowy PES o wielkości porów 0,2 µm i rozcieńczono zgodnie z wymaganiami analizy.