การสกัดออริกาโน – เพิ่มผลผลิตด้วยเทคโนโลยีโซนิเคชัน!
ออริกาโนเป็นสมุนไพรที่มีกลิ่นหอมและมีปริมาณสารฟีนอลิกและน้ำมันหอมระเหยสูง ซึ่งถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์อาหาร ยา และเครื่องสำอาง การสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่อ่อนโยนแต่มีประสิทธิภาพสูงในการแยกสารชีวภาพและน้ำมันหอมระเหยจากออริกาโนและสมุนไพรอื่น ๆ การสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกให้ผลผลิตที่สูงขึ้นและคุณภาพสารสกัดที่ดีกว่าภายในเวลาการประมวลผลที่สั้น
สารสกัดจากออริกาโน – ผลผลิตที่สูงขึ้นด้วยการใช้คลื่นเสียง
เครื่องโซนิเคเตอร์ของ Hielscher ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในการผลิตสารสกัดจากพืช อัลตราโซนิกเป็นเทคนิคการสกัดแบบไม่ใช้ความร้อน ดังนั้นโมเลกุลชีวภาพที่บอบบางจึงถูกแยกออกจากแมทริกซ์ของพืชโดยไม่มีการรับความร้อน การใช้โซนิเคชันใช้แรงกลล้วนๆ ซึ่งช่วยป้องกันการสลายตัวของสารที่ไวต่อความร้อน สิ่งนี้ทำให้สามารถเตรียมสารสกัดสเปกตรัมเต็มรูปแบบของออริกาโน ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลชีวภาพที่ออกฤทธิ์จำนวนมากที่ทำงานร่วมกัน ซึ่งเรียกว่า “เอฟเฟกต์เอนทัวราจ” สารสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิกมักมีสารคาร์วาครอล, ไทมอล, พี-ไซมีน, γ-เทอร์พีนีน, ลินาลูล, เทอร์พีนีน-4-ออล และซาบิเนนไฮเดรต จากส่วนน้ำมันหอมระเหย พร้อมด้วยกรดโรสแมรินิก, อนุพันธ์ของกรดซินนามิกและกรดคาเฟอิก, คาเฟอยล์- และลูเทโอลิน-7-O-กลูโคไซด์, อะพิจีนิน, นาริงเกนิน และกรดไตรเทอร์พีนิก เช่น กรดอูร์โซลิกและกรดโอเลอานอลิก การเลือกตัวทำละลายมีผลต่อความละลายของสารประกอบที่มีขั้วและไม่มีขั้ว
สำหรับสารสกัดจากออริกาโน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจะถูกแยกออกมาจากใบและส่วนยอดดอกของ Origanum vulgare L. (วงศ์ Lamiaceae) ซึ่งรวมถึงพันธุ์ที่ปลูกและชนิดที่เกี่ยวข้อง เช่น Origanum majorana และออริกาโนกรีก สารสกัดจากออริกาโนถูกใช้เป็นตัวให้กลิ่นรส และเป็นส่วนผสมต้านจุลชีพและต้านอนุมูลอิสระจากธรรมชาติในอุตสาหกรรมอาหาร อาหารสัตว์ เครื่องสำอาง และยา
เครื่องโซนิคเตอร์ UP200Ht สำหรับการสกัดออริกาโน
กระบวนการผลิตสารสกัดจากออริกาโนโดยใช้เครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบทำงานอย่างไร?
การผลิตสารสกัดจากออริกาโนโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบ มักประกอบด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้:
- วิธีเตรียมใบออริกาโน: ใบออริกาโนถูกล้างให้สะอาด ตากให้แห้ง แล้วบดให้เป็นผงละเอียด
- การสกัด: ใบออริกาโนที่บดละเอียดถูกผสมกับตัวทำละลาย เช่น เอทานอลในน้ำ เอทานอล หรือน้ำ และผสมนี้ถูกทำให้สั่นด้วยเครื่องอัลตราโซนิกแบบหัววัด เครื่องอัลตราโซนิกใช้คลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงและความถี่ต่ำเพื่อสร้างฟองคาวิเทชัน ซึ่งช่วยในการสลายสารพืชและปล่อยสารชีวภาพออก (เช่น คาร์วากโรลและไทมอล)
- การกรอง: ส่วนผสมจะถูกกรองเพื่อขจัดวัสดุจากพืชที่เหลืออยู่ โดยทิ้งสารสกัดเหลวไว้เบื้องหลัง
- สมาธิ: สารสกัดจากของเหลวมีความเข้มข้นโดยใช้เครื่องระเหยแบบหมุนหรือวิธีการอื่น ๆ ที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารออกฤทธิ์
- แห้ง: สารสกัดเข้มข้นถูกทําให้แห้งโดยใช้วิธีการที่เหมาะสม เช่น การทําแห้งแบบพ่นฝอยหรือการทําให้แห้งด้วยน้ําแข็ง (การแช่แข็ง) เพื่อผลิตสารสกัดในรูปแบบผงแห้ง
- บรรจุ ภัณฑ์: จากนั้นผงแห้งจะถูกบรรจุและเก็บไว้ในที่แห้งและเย็นจนกว่าจะพร้อมใช้งาน
กรวยบุชเนอร์ การกรองแบบสุญญากาศหลังการสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง
การใช้เครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบในกระบวนการสกัดช่วยทำลายเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สารพฤกษเคมีทุกชนิดถูกปล่อยออกมาจากใบออริกาโนอย่างครบถ้วน ซึ่งทำให้การสั่นด้วยคลื่นเสียงเป็นเทคนิคที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตสารสกัดคุณภาพสูง – การเตรียมสารชีวภาพที่มีความเข้มข้นสูง
นอกจากนี้ วิธีนี้ยังสามารถนำไปใช้ในขนาดใหญ่ได้ ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการได้อย่างแม่นยำ และขยายกระบวนการสกัดแบบเชิงเส้นไปยังปริมาณใดก็ตามที่ต้องการ
การใช้คลื่นเสียงช่วยสลายเซลล์ด้วยแรงเฉือนจากปรากฏการณ์คาวิเทชัน ซึ่งช่วยเร่งการถ่ายโอนมวลอย่างมีนัยสำคัญและเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดให้สูงสุด — โดยไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายที่รุนแรงหรือกระบวนการผลิตที่ใช้เวลานาน ผลลัพธ์ที่ได้คือ น้ำต้มใบแดนดิไลออนที่เข้มข้นและบริสุทธิ์ พร้อมด้วยปริมาณสารไฟโตเคมิคอลที่เพิ่มขึ้น
ติดตามกระบวนการนี้แบบเรียลไทม์ และสังเกตว่าปรากฏการณ์คาวิเทชันด้วยคลื่นอัลตราโซนิกที่ได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำสามารถเปลี่ยนวัตถุดิบจากพืชธรรมดาให้กลายเป็นสารสกัดที่มีคุณภาพสูงและมีความสามารถทางชีวภาพได้อย่างไร
ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์: การสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
ในรายงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของพวกเขา Psichoudaki et al. (2025) ได้ศึกษาวิธีการสกัดแบบเป็นช่วงด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อสกัดสารคาร์วาครอล สารฟีนอลรวม และสารฟลาโวนอยด์รวมจาก ออริกาโนที่น่าสงสัย. โดยใช้การออกแบบการทดลองแบบ Box–Behnken และวิธีการวิเคราะห์พื้นผิวตอบสนอง (Response Surface Methodology) พวกเขาได้ประเมินเวลาการสกัด อุณหภูมิ ความเข้มข้นของเอทานอล และแอมพลิจูดของคลื่นอัลตราโซนิก
ไฮไลท์ของการศึกษา:
- เงื่อนไขการผสมผสานที่เหมาะสมที่สุดคือ 26 นาที ที่อุณหภูมิ 70°C โดยใช้สารละลายเอทานอล–น้ำในสัดส่วน 60% v/v และระดับความเข้มของคลื่นอัลตราโซนิก 100%
- ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว สารสกัดดังกล่าวมีปริมาณคาร์วาครอล 14.93 มก./ก. ของมวลแห้ง สารฟีนอลรวม 60.03 มก. GAE/ก. และสารฟลาโวนอยด์รวม 23.78 มก. QE/ก.
- อุณหภูมิมีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญต่อทั้งสามตัวแปร เวลาการสกัดและความเข้มข้นของเอทานอลเป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดคาร์วาครอลให้สูงสุด
ขั้นตอนการสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
การสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกแบบพัลส์ได้ดำเนินการโดยใช้เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกแบบหัววัด Hielscher UP200Ht ที่ติดตั้งโซโนโทรดไทเทเนียมขนาด 14 มม. ที่ถูกบดและทำให้แห้ง ออริกาโนที่น่าสงสัย นำตัวอย่าง (0.50 g) มาผสมกับสารละลายเอทานอล–น้ำ 60% v/v ปริมาณ 10 mL จุ่มหัววัดลงตัวอย่างลึก 2 cm และดำเนินการสกัดที่ความถี่ 26 kHz ความสูงคลื่น 100% เป็นเวลา 26 นาที โดยใช้รอบการทำงาน 50% ใช้อ่างน้ำร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 70 ± 2°C หลังการสกัด นำส่วนผสมไปปั่นเหวี่ยงที่ความเร็ว 10,000 rpm เป็นเวลา 15 นาที เก็บน้ำส่วนบน กรองผ่านตัวกรองไซริงจ์ PES ขนาด 0.2 µm และเจือจางตามความจำเป็นสำหรับการวิเคราะห์
โซนิค ator UP400ST สําหรับการสกัดทางพฤกษศาสตร์
ระบบสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกแบบหัววัด Hielscher รุ่น UIP1000hdT สําหรับการสกัดพฤกษศาสตร์เป็นชุด
(ภาพ: © Petigny et al., 2013)
นำกระบวนการสกัดออริกาโนสู่ระดับคุณภาพใหม่!
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม
คำถามที่มักถูกถามเกี่ยวกับกระบวนการสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
การสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิกคืออะไร?
การสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่ใช้คลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงเพื่อสกัดสารคาร์วาครอล โพลีฟีนอล ฟลาโวนอยด์ สารไฟโตเคมิคอลอื่น ๆ และน้ำมันหอมระเหยจากออริกาโน เครื่องสั่นแบบหัววัด (probe-type sonicator) สร้างปรากฏการณ์คาวิเทชันทางเสียง ซึ่งทำให้เซลล์พืชแตกตัว ช่วยเพิ่มการซึมผ่านของตัวทำละลาย และเร่งการถ่ายโอนมวล
ข้อดีของการสกัดออริกาโนด้วยวิธีอัลตราซาวนด์มีอะไรบ้าง?
การสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์สามารถลดเวลาการประมวลผลและเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดสารประกอบที่มีค่าจากออริกาโนได้ วิธีนี้สามารถดำเนินการได้ด้วยตัวทำละลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำและเอทานอล พร้อมทั้งสามารถควบคุมความกว้างคลื่น อุณหภูมิ เวลาการสกัด และปริมาณพลังงานได้อย่างแม่นยำ
สารประกอบใดที่สามารถสกัดได้จากออริกาโนโดยใช้คลื่นอัลตราโซนิก?
ขึ้นอยู่กับชนิดของออริกาโน สารละลาย และเงื่อนไขกระบวนการ การใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกสามารถช่วยสกัดสารคาร์วาครอล ไทมอล กรดฟีนอลิก และฟลาโวนอยด์ได้ การศึกษาในปี 2025 ของ Psichoudaki และคณะ ได้ปรับให้เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสกัดสารคาร์วาครอล ปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด และปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมดจาก ออริกาโนที่น่าสงสัย.
เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิกคืออะไร?
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับการสกัดสารคาร์วาครอล สารฟีนอลิก และสารฟลาโวนอยด์ คือการสั่นด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเป็นเวลา 26 นาที ที่อุณหภูมิ 70°C โดยใช้สารละลายเอทานอล–น้ำในสัดส่วน 60% v/v และระดับความเข้มของคลื่นอัลตราโซนิก 100% การศึกษานี้ใช้ใบออริกาโนแห้งที่บดละเอียด 0.50 กรัม กับตัวทำละลาย 10 มิลลิลิตร (ดู Psichoudaki et al., 2025)
ความเข้มข้นของเอทานอลที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดคาร์วาครอลจากออริกาโนคือเท่าใด?
ความเข้มข้นของเอทานอลที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับสารเป้าหมาย ค่าความเข้มข้นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคาร์วาครอล สารฟีนอลรวม และฟลาโวนอยด์รวม คือ 60% เอทานอล เมื่อปรับค่าความเข้มข้นให้เหมาะสมสำหรับคาร์วาครอลเพียงอย่างเดียว แบบจำลองคาดการณ์ว่าค่าความเข้มข้นที่เหมาะสมที่สุดอยู่ที่ประมาณ 71% เอทานอล ส่วนความเข้มข้นของเอทานอลที่ต่ำกว่าจะเหมาะสมกว่าสำหรับการเพิ่มปริมาณสารฟีนอลรวมและฟลาโวนอยด์รวมให้สูงสุด (ดู Psichoudaki et al., 2025)
สารสกัดจากออริกาโนนั้นเหมือนกับน้ำมันหอมระเหยออริกาโนหรือไม่?
ไม่ ไม่ สารสกัดจากออเรกาโนผลิตขึ้นโดยใช้ตัวทำละลาย เช่น น้ำหรือเอทานอล และโดยทั่วไปมีสารประกอบที่ไม่ระเหย รวมถึงโพลีฟีนอลและฟลาโวนอยด์ ส่วนน้ำมันหอมระเหยจากออเรกาโนได้มาจากการกลั่นด้วยไอน้ำเป็นหลัก และประกอบด้วยสารประกอบที่ระเหยได้ เช่น คาร์วาครอลและไทมอล ดังนั้น องค์ประกอบและการใช้งานของทั้งสองจึงแตกต่างกัน
การสั่นด้วยคลื่นเสียงสามารถใช้เพื่อสกัดสารเคมีจากพืช (เช่น โพลีฟีนอล ฟลาโวนอยด์ เทอร์เพน เป็นต้น) รวมถึงน้ำมันหอมระเหย อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการสกัดน้ำมันหอมระเหยด้วยคลื่นอัลตราโซนิก!
สารละลายชนิดใดเหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดน้ำมันหอมระเหย?
น้ำมันหอมระเหยมักได้มาจากการกลั่นด้วยไอน้ำหรือการกลั่นด้วยน้ำ ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ สำหรับการสกัดด้วยตัวทำละลาย มักนิยมใช้เอทานอลเกรดอาหารหรือ CO₂ ในสภาวะซูเปอร์คริติคอล เนื่องจากทิ้งสารตกค้างที่เป็นปัญหาน้อยกว่า ตัวทำละลายที่ไม่เป็นขั้ว เช่น เฮกเซน สามารถสกัดน้ำมันระเหยได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็สกัดขี้ผึ้งมาด้วย และจำเป็นต้องกำจัดตัวทำละลายออกอย่างระมัดระวัง ส่วนผสมของเอทานอลและน้ำจะให้สารสกัดจากพืชที่มีองค์ประกอบกว้างกว่า แต่ไม่ใช่เป็นน้ำมันหอมระเหยที่แท้จริง
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการกลั่นด้วยน้ำร้อนที่ได้รับการสนับสนุนจากคลื่นเสียงอัลตราโซนิกเพื่อสกัดน้ำมันหอมระเหย!
การสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิกสามารถขยายขนาดการผลิตได้หรือไม่?
เครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบสามารถนำไปใช้ในกระบวนการผลิตแบบเป็นชุดในห้องปฏิบัติการ และปรับให้เหมาะสมกับกระบวนการผลิตแบบเป็นชุดขนาดใหญ่หรือกระบวนการผลิตแบบไหลต่อเนื่องได้ ในระหว่างขั้นตอนการขยายขนาดการผลิต พารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่น ปริมาณพลังงานเฉพาะที่ป้อนเข้า แอมพลิจูด เวลาพักในระบบ อุณหภูมิ ส่วนประกอบของตัวทำละลาย และความเข้มข้นของสารแข็ง จะได้รับการตรวจสอบความถูกต้องและปรับขนาดให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ
สารสกัดออริกาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิกมีประโยชน์ในการนำไปใช้ในด้านใดบ้าง?
สารสกัดจากออริกาโนที่มีคาร์วาครอลและสารฟีนอลิกในปริมาณสูงอาจถูกนำมาศึกษาเพื่อใช้ในอาหารฟังก์ชันนัล ระบบการถนอมอาหารแบบธรรมชาติ ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร เครื่องสำอาง และสูตรยา โดยต้องประเมินความเหมาะสม ความปลอดภัย และการปฏิบัติตามข้อกำหนดทางกฎหมายสำหรับแต่ละการใช้งานที่ตั้งใจไว้
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Psichoudaki, Magda, Yiannis Sarigiannis, and Evroula Hapeshi (2025): Green, Ultrasound-Assisted Extraction for Carvacrol-Rich Origanum dubium Extracts: A Multi-Response Optimization Toward High-Value Phenolic Recovery. Molecules 30, no. 23: 4620; 2025.
- Nenciu, Florin, Ana-Maria Tăbărașu, Cristina Fătu, Nicolae-Valentin Vlăduț, Iulian Voicea, Sorina Dinu (2026): Ultrasound-Assisted Hydrodistillation of Essential Oils for Eco-Friendly Biocontrol of Botrytis cinerea in Grapevines. Horticulturae 12, no. 9: 1054. 2026
- Leonardo Cristian Favre, Cristina dos Santos, María Paula López-Fernández, María Florencia Mazzobre, María del Pilar Buera (2018): Optimization of β-cyclodextrin-based extraction of antioxidant and anti-browning activities from thyme leaves by response surface methodology. Food Chemistry, Volume 265, 2018, 86-95.
- Mnayer, Dima; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Peticolas, Emmanuel; Ruiz, Karine; Hamieh, Tayssir; Chemat, Farid (2017): Extraction of green absolute from thyme using ultrasound and sunflower oil. Resource-Efficient Technologies 2017.
- Dhouibi, N.; Manuguerra, S.; Arena, R.; Messina, C.M.; Santulli, A.; Kacem, S.; Dhaouadi, H.; Mahdhi, A. (2023): Impact of the Extraction Method on the Chemical Composition and Antioxidant Potency of Rosmarinus officinalis L. Extracts. Metabolites 2023, 13, 290.
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม