Chiết xuất oregano – Tăng hiệu suất thu hồi bằng siêu âm!

Oregano là một loại thảo mộc thơm có hàm lượng cao các hợp chất phenolic và tinh dầu, được sử dụng trong thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Chiết xuất bằng siêu âm là một kỹ thuật nhẹ nhàng nhưng có hiệu quả cao để tách các hợp chất có hoạt tính sinh học và tinh dầu từ oregano cũng như các loại thảo mộc khác. Xử lý siêu âm mang lại hiệu suất thu hồi cao hơn và chất lượng dịch chiết vượt trội trong thời gian xử lý ngắn.

Dịch chiết oregano – Hiệu suất thu hồi cao hơn nhờ siêu âm

Các thiết bị siêu âm Hielscher hoạt động hiệu quả trong sản xuất dịch chiết thực vật. Siêu âm là một kỹ thuật chiết xuất phi nhiệt, nhờ đó các phân tử có hoạt tính sinh học dễ bị tổn thương được tách khỏi nền thực vật mà không chịu tải nhiệt. Xử lý siêu âm chỉ sử dụng lực cơ học, giúp ngăn ngừa sự phân hủy của các hợp chất nhạy nhiệt. Điều này cho phép tạo ra dịch chiết oregano toàn phổ chứa nhiều phân tử có hoạt tính sinh học tương tác với nhau, tạo nên hiệu ứng được gọi là hiệu ứng cộng hưởng đa thành phần. Dịch chiết oregano bằng siêu âm thường chứa carvacrol, thymol, p-cymene, γ-terpinene, linalool, terpinen-4-ol và sabinene hydrate từ phân đoạn tinh dầu, cùng với axit rosmarinic, các dẫn xuất của axit cinnamic và axit caffeic, caffeoyl- và luteolin-7-O-glucoside, apigenin, naringenin và các axit triterpenic như axit ursolic và axit oleanolic. Việc lựa chọn dung môi ảnh hưởng đến độ hòa tan của các hợp chất phân cực và không phân cực.
Để tạo dịch chiết oregano, các hợp chất có hoạt tính sinh học được tách từ lá và ngọn mang hoa của Origanum vulgare L. (Lamiaceae), bao gồm các giống trồng và các loài có họ hàng như Origanum majorana và oregano Hy Lạp. Dịch chiết oregano được sử dụng làm chất tạo hương và thành phần kháng vi sinh vật, chống oxy hóa tự nhiên trong các ngành thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, mỹ phẩm và dược phẩm.

Quá trình sản xuất dịch chiết oregano bằng thiết bị siêu âm dạng đầu dò diễn ra như thế nào?

Quá trình sản xuất dịch chiết oregano bằng thiết bị siêu âm dạng đầu dò thường bao gồm các bước sau:

1. Chuẩn bị oregano: Lá oregano được làm sạch, sấy khô và nghiền thành bột mịn.
2. Chiết xuất: Lá oregano đã nghiền được trộn với dung môi như dung dịch ethanol trong nước, ethanol hoặc nước, sau đó hỗn hợp được xử lý bằng thiết bị siêu âm dạng đầu dò. Thiết bị sử dụng sóng siêu âm cường độ cao, tần số thấp để tạo ra các bọt xâm thực, giúp phá vỡ nguyên liệu thực vật và giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học (như carvacrol và thymol).
3. Lọc: Hỗn hợp được lọc để loại bỏ mọi phần nguyên liệu thực vật còn lại, thu được dịch chiết lỏng.
4. Cô đặc: Dịch chiết lỏng được cô đặc bằng thiết bị cô quay hoặc phương pháp phù hợp khác để tăng nồng độ các hợp chất có hoạt tính.
5. Sấy: Dịch chiết cô đặc được sấy bằng phương pháp phù hợp, chẳng hạn như sấy phun hoặc sấy đông khô (thăng hoa), để tạo ra cao chiết dạng bột khô.
6. Đóng gói: Bột khô sau đó được đóng gói và bảo quản ở nơi khô ráo, mát mẻ cho đến khi sẵn sàng sử dụng.

Lọc chân không bằng phễu Büchner sau khi chiết xuất bằng siêu âm

Việc sử dụng thiết bị siêu âm dạng đầu dò trong quá trình chiết xuất giúp phá vỡ tế bào hiệu quả, nhờ đó toàn bộ phổ hợp chất hóa thực vật được giải phóng khỏi lá oregano. Điều này khiến xử lý siêu âm trở thành kỹ thuật lý tưởng để sản xuất dịch chiết chất lượng cao – tạo ra các hợp chất có hoạt tính sinh học ở nồng độ cao.
Ngoài ra, phương pháp này có thể được sử dụng ở quy mô lớn, phù hợp cho sản xuất thương mại. Các thiết bị siêu âm Hielscher cho phép kiểm soát chính xác các thông số quá trình và mở rộng quy mô quá trình chiết xuất theo tuyến tính đến bất kỳ thể tích mong muốn nào.

Đã được khoa học chứng minh: Chiết xuất oregano bằng siêu âm

Trong báo cáo nghiên cứu khoa học của mình, Psichoudaki và cộng sự (2025) nghiên cứu một phương pháp chiết xuất xanh có hỗ trợ siêu âm ở chế độ xung để thu hồi carvacrol, tổng các hợp chất phenolic và tổng flavonoid từ Origanum dubium. Sử dụng thiết kế thí nghiệm Box–Behnken và phương pháp bề mặt đáp ứng, họ đánh giá thời gian chiết xuất, nhiệt độ, nồng độ ethanol và biên độ siêu âm.

Những điểm nổi bật của nghiên cứu:

• Các điều kiện kết hợp tối ưu là 26 phút ở 70°C, sử dụng dung dịch ethanol–nước 60% v/v và biên độ siêu âm 100%.
• Trong các điều kiện này, các dịch chiết chứa 14,93 mg carvacrol/g khối lượng khô, 60,03 mg GAE/g tổng hàm lượng hợp chất phenolic và 23,78 mg QE/g tổng hàm lượng flavonoid.
• Nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến cả ba biến đáp ứng. Thời gian chiết xuất và nồng độ ethanol đóng vai trò quan trọng để thu hồi carvacrol tối ưu.

Quy trình chiết xuất oregano bằng siêu âm

Quá trình chiết xuất có hỗ trợ siêu âm ở chế độ xung được thực hiện bằng thiết bị xử lý siêu âm dạng đầu dò Hielscher UP200Ht được trang bị đầu phát siêu âm bằng titan 14 mm. Nguyên liệu Origanum dubium đã được sấy khô và nghiền (0,50 g) được trộn với 10 mL dung dịch ethanol–nước 60% v/v. Đầu dò được nhúng sâu 2 cm vào mẫu, và quá trình chiết xuất được thực hiện ở 26 kHz và biên độ 100% trong 26 phút với chu kỳ làm việc 50%. Bể cách thủy có gia nhiệt duy trì nhiệt độ ở 70 ± 2°C. Sau khi chiết xuất, hỗn hợp được ly tâm ở 10.000 rpm trong 15 phút. Dịch nổi được thu lấy, lọc qua màng lọc gắn bơm tiêm PES 0,2 µm và pha loãng theo yêu cầu phân tích.