Ekstrakcija origana – Povečajte donos s sonikacijo!

Origano je aromatična zelišče z visoko vsebnostjo fenolnih spojin in eteričnih olj, ki se uporabljajo v živilih, zdravilih in kozmetičnih izdelkih. Ultrazvočna ekstrakcija je nežna, a hkrati zelo učinkovita tehnika za izolacijo bioaktivnih spojin in eteričnih olj iz origana in drugih zelišč. Ultrazvočna obdelava omogoča višje izkoristke in vrhunsko kakovost ekstraktov v kratkem času obdelave.

Izvlečki origana – Višji donosi z ultrazvokom

Ultrazvočni aparati Hielscher so učinkoviti pri proizvodnji rastlinskih izvlečkov. Ultrazvok je netermalna tehnika ekstrakcije, zato se občutljive bioaktivne molekule izolirajo iz rastlinske matrice brez toplotne obremenitve. Ultrazvok deluje izključno z mehanskimi silami, kar preprečuje razgradnjo toplotno občutljivih spojin. To omogoča pripravo polnega spektra izvlečka origana, ki vsebuje številne bioaktivne molekule, ki med seboj vzajemno delujejo, kar imenujemo »entourage učinek«. Ultrazvočni izvleček origana običajno vsebuje karvakrol, timol, p-cimen, γ-terpinen, linalool, terpinen-4-ol in sabinen hidrat iz frakcije eteričnega olja, skupaj z rožmarinovo kislino, derivati cinnaminske in kofeinske kisline, kofeoil- in luteolin-7-O-glukozid, apigenin, naringenin ter triterpenske kisline, kot sta ursolna in oleanolna kislina. Izbira topila vpliva na topnost polarnih in nepolarnih spojin.
Pri izvlečku origana se bioaktivne spojine izolirajo iz listov in cvetnih vršičkov rastline Origanum vulgare L. (Lamiaceae), vključno s kultivarji in sorodnimi vrstami, kot sta Origanum majorana in grški origano. Izvleček origana se uporablja kot aromatična snov ter kot naravna protimikrobna in antioksidativna sestavina v prehrambeni, krmni, kozmetični in farmacevtski industriji.

Kako poteka proizvodnja izvlečka origana z uporabo ultrazvočnega naprave s sondo?

Proizvodnja izvlečka origana z ultrazvočnim aparatom s sondo običajno vključuje naslednje korake:

1. Priprava origana: Listi origana se očistijo, posušijo in zmeljejo v drobni prah.
2. Ekstrakcija: Zmleti listi origana se zmešajo s topilom, kot je vodni etanol, etanol ali voda, nato pa se mešanica obdela z ultrazvokom s pomočjo sondnega ultrazvočnika. Ultrazvočni aparat uporablja visoko intenzivne, nizkofrekvenčne ultrazvočne valove za ustvarjanje kavitacijskih mehurčkov, ki olajšajo razgradnjo rastlinskega materiala in sproščanje bioaktivnih spojin (kot sta karvakrol in timol).
3. Filtracija: Zmes filtriramo, da odstranimo preostali rastlinski material, pri čemer ostane tekoči ekstrakt.
4. Koncentracija: Tekoči ekstrakt koncentriramo z rotacijskim uparjalnikom ali drugo primerno metodo, da se poveča koncentracija aktivnih spojin.
5. Sušenje: Koncentrirani ekstrakt se posuši z ustrezno metodo, kot je sušenje z razprševanjem ali liofilizacijo (liofilizacija), da se dobi ekstrakt v obliki suhega prahu.
6. Pakiranje: Suh prašek se nato zapakira in shrani na hladnem in suhem mestu, dokler ni pripravljen za uporabo.

Vakuumska filtracija z Büchnerjevim lijakom po ultrazvočni ekstrakciji

Uporaba ultrazvočnega naprave s sondo v postopku ekstrakcije omogoča učinkovito razbijanje celic, tako da se iz listov origana sprosti celoten spekter fitokemikalij. Zaradi tega je ultrazvočna obdelava idealna tehnika za proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov – priprava bioaktivnih spojin v visoki koncentraciji.
Poleg tega se ta metoda lahko uporablja v velikem obsegu, zaradi česar je primerna za komercialno proizvodnjo. Ultrazvočni aparati podjetja Hielscher omogočajo natančno nadzorovanje parametrov procesa ter linearno povečanje obsega postopka ekstrakcije na kateri koli želeni obseg.

Znanstveno dokazano: ultrazvočna ekstrakcija origana

Psichoudaki in sod. (2025) v svojem znanstvenem raziskovalnem poročilu preučujejo okolju prijazno metodo ekstrakcije s pomočjo ultrazvoka v impulznem načinu za pridobivanje karvakrola, skupnih fenolnih spojin in skupnih flavonoidov iz Dvomljiv origano. Z uporabo eksperimentalnega načrta Box–Behnken in metodologije odzivne površine ocenjujejo čas ekstrakcije, temperaturo, koncentracijo etanola in amplitudo ultrazvoka.

Poudarki študije:

• Optimalni kombinirani pogoji so bili 26 minut pri 70 °C, z uporabo 60-odstotne raztopine etanola in vode (v/v) ter 100-odstotne ultrazvočne amplitude.
• V teh pogojih so izvlečki vsebovali 14,93 mg/g suhe snovi karvakrola, 60,03 mg GAE/g skupnih fenolnih spojin in 23,78 mg QE/g skupnih flavonoidov.
• Temperatura je pomembno vplivala na vse tri odzive. Čas ekstrakcije in koncentracija etanola sta bila pomembna za optimalno izkoristljivost karvakrola.

Protokol za ultrazvočno ekstrakcijo origana

Ekstrakcija z ultrazvokom v impulznem načinu je bila izvedena z ultrazvočnim procesorjem tipa sonda Hielscher UP200Ht, opremljenim s 14-milimetrsko titanovo sonotrodo. Zmleto, posušeno Dvomljiv origano Snov (0,50 g) smo zmešali z 10 mL 60-odstotne (v/v) raztopine etanola in vode. Sondo smo potopili 2 cm globoko v vzorec, ekstrakcijo pa smo izvajali 26 minut pri frekvenci 26 kHz in 100-odstotni amplitudi z 50-odstotnim delovnim ciklom. Ogrevana vodna kopel je vzdrževala temperaturo pri 70 ± 2 °C. Po ekstrakciji je bila zmes centrifugirana pri 10.000 rpm 15 minut. Supernatant je bil zbran, filtriran skozi 0,2 µm PES-filter za brizge in razredčen, kot je bilo potrebno za analizo.