Ekstrakcija origana – povečajte izkoristek s sonikacijo!

Origano je aromatično zelišče z visoko vsebnostjo fenolnih spojin in eteričnih olj, ki se uporabljajo v živilskih, zdravilnih in kozmetičnih izdelkih. Ultrazvočna ekstrakcija je blaga, vendar zelo učinkovita tehnika za izolacijo bioaktivnih spojin in eteričnih olj iz origana in drugih zelišč. Sonikacija zagotavlja večji izkoristek in vrhunsko kakovost ekstrakta v kratkem času obdelave.

Ekstrakti origana – večji izkoristek s sonikacijo

Sonikatorji Hielscher učinkovito delujejo pri proizvodnji rastlinskih ekstraktov. Ultrazvočna ekstrakcija je netermična tehnika, zato se občutljive bioaktivne molekule iz rastlinskega matriksa izolirajo brez toplotne obremenitve. Sonikacija deluje izključno z mehanskimi silami, kar preprečuje razgradnjo toplotno občutljivih spojin. To omogoča pripravo ekstrakta origana s celotnim spektrom spojin, ki vsebuje številne bioaktivne molekule, ki medsebojno delujejo – gre za tako imenovani učinek entourage. Ultrazvočno pridobljeni ekstrakt origana običajno vsebuje karvakrol, timol, p-cimen, γ-terpinen, linalol, terpinen-4-ol in sabinen hidrat iz frakcije eteričnega olja, skupaj z rožmarinsko kislino, derivati cimetne in kavne kisline, caffeoyl- in luteolin-7-O-glucoside, apigeninom, naringeninom ter triterpenskimi kislinami, kot sta ursolna in oleanolna kislina. Izbira topila vpliva na topnost polarnih in nepolarnih spojin.
Za ekstrakt 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. Ekstrakt origana se uporablja kot aroma ter kot naravna protimikrobna in antioksidativna sestavina v živilski, krmni, kozmetični in farmacevtski industriji.

Kako poteka proizvodnja ekstrakta origana s sonikatorjem s sondo?

Proizvodnja ekstrakta origana z ultrazvočno napravo s sondo običajno vključuje naslednje korake:

1. Priprava origana: Liste origana očistimo, posušimo in zmeljemo v fin prah.
2. Ekstrakcija: Zmlete liste origana zmešamo s topilom, kot je vodna raztopina etanola, etanol ali voda, in zmes sonificiramo z ultrazvočno napravo s sondo. Ultrazvočna naprava z visokointenzivnimi nizkofrekvenčnimi ultrazvočnimi valovi ustvarja kavitacijske mehurčke, ki olajšajo razgradnjo rastlinskega materiala in sproščanje bioaktivnih spojin (kot sta karvakrol in timol).
3. Filtracija: Zmes filtriramo, da odstranimo ves preostali rastlinski material, pri čemer ostane tekoči ekstrakt.
4. Koncentriranje: Tekoči ekstrakt koncentriramo z rotacijskim uparjalnikom ali drugo primerno metodo, da povečamo koncentracijo aktivnih spojin.
5. Sušenje: Koncentrirani ekstrakt posušimo s primerno metodo, kot je sušenje z razprševanjem ali sušenje z zamrzovanjem (liofilizacija), da dobimo ekstrakt v obliki suhega prahu.
6. Pakiranje: Suhi prah nato zapakiramo in shranimo na hladnem, suhem mestu, dokler ni pripravljen za uporabo.

Vakuumska filtracija z Büchnerjevim lijem po ultrazvočni ekstrakciji

Uporaba sonikatorja s sondo v postopku ekstrakcije omogoča učinkovito razgradnjo celic, tako da se iz listov origana sprosti celoten spekter fitokemikalij. Zaradi tega je sonikacija idealna tehnika za proizvodnjo visokokakovostnih ekstraktov – pripravo bioaktivnih spojin v visoki koncentraciji.
Poleg tega se ta metoda lahko uporablja v velikem obsegu, zato je primerna za komercialno proizvodnjo. Ultrazvočne naprave Hielscher omogočajo natančen nadzor procesnih parametrov in linearno povečanje obsega postopka ekstrakcije na poljubno želeno prostornino.

Znanstveno dokazano: ultrazvočna ekstrakcija origana

V svojem znanstvenem raziskovalnem poročilu Psichoudaki in sod. (2025) preučujejo okolju prijazno metodo ekstrakcije s pomočjo ultrazvoka v pulznem načinu za pridobivanje karvakrola, skupnih fenolnih spojin in skupnih flavonoidov iz rastline Origanum dubium. Z uporabo Box–Behnkenovega eksperimentalnega načrta in metodologije odzivnih površin ocenjujejo čas ekstrakcije, temperaturo, koncentracijo etanola in ultrazvočno amplitudo.

Poudarki študije:

• Optimalni kombinirani pogoji so bili 26 minut pri 70°C ob uporabi 60% v/v raztopine etanola in vode ter 100% ultrazvočne amplitude.
• Pri teh pogojih so ekstrakti vsebovali 14,93 mg/g suhe mase 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 pridobivanje karvakrola.

Protokol za ultrazvočno ekstrakcijo origana

Ekstrakcija s pomočjo ultrazvoka v pulznem načinu je bila izvedena z ultrazvočnim procesorjem s sondo Hielscher UP200Ht, opremljenim s 14 mm titanovo sonotrodo. Zmlet, posušen material rastline Origanum dubium (0,50 g) so zmešali z 10 mL 60% v/v raztopine etanola in vode. Sondo so potopili 2 cm v vzorec, ekstrakcijo pa izvajali pri 26 kHz in 100% amplitudi 26 minut s 50% delovnim ciklom. Ogrevana vodna kopel je vzdrževala temperaturo pri 70 ± 2°C. Po ekstrakciji so zmes centrifugirali pri 10.000 rpm 15 minut. Supernatant so zbrali, filtrirali skozi 0,2 µm PES filter za brizgo in po potrebi razredčili za analizo.