Chiết xuất lá oregano – Tăng năng suất nhờ công nghệ 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 sóng siêu âm là một kỹ thuật nhẹ nhàng nhưng có hiệu quả cao để tách các hợp chất sinh học hoạt tính và tinh dầu từ oregano cũng như các loại thảo mộc khác. Quá trình chiết xuất bằng sóng siêu âm mang lại năng suất cao hơn và chất lượng chiết xuất vượt trội trong thời gian xử lý ngắn.

Chiết xuất lá oregano – Năng suất cao hơn nhờ công nghệ siêu âm

Các thiết bị siêu âm Hielscher hoạt động hiệu quả trong sản xuất chiết xuất thực vật. Siêu âm là một kỹ thuật chiết xuất không nhiệt, do đó các phân tử hoạt tính sinh học nhạy cảm được tách ra khỏi ma trận thực vật mà không chịu tác động nhiệt. Quá trình siêu âm chỉ tác động bằng lực cơ học thuần túy, giúp ngăn ngừa sự phân hủy của các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Điều này giúp có thể chuẩn bị chiết xuất toàn phổ từ lá oregano, chứa nhiều phân tử hoạt tính sinh học tương tác lẫn nhau, được gọi là hiệu ứng đồng hành (entourage effect). Chiết xuất 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.
Đối với chiết xuất lá oregano, các hợp chất hoạt tính sinh học được tách chiết từ lá và đỉnh hoa của loài Origanum vulgare L. (họ Lamiaceae), bao gồm các giống trồng và các loài liên quan như Origanum majorana và oregano Hy Lạp. Chiết xuất oregano được sử dụng làm chất tạo hương và là thành phần kháng khuẩn và chống oxy hóa tự nhiên trong các ngành công nghiệp thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, mỹ phẩm và dược phẩm.

Quá trình sản xuất chiết xuất lá oregano bằng máy siêu âm kiểu đầu dò diễn ra như thế nào?

Quá trình sản xuất chiết xuất lá oregano bằng máy siêu âm kiểu đầu dò thường bao gồm các bước sau:

1. Cách chế biến lá oregano: Lá oregano được rửa sạch, phơi khô và xay thành bột mịn.
2. Khai thác: Lá oregano xay nhuyễn được trộn với một dung môi như ethanol trong nước, ethanol hoặc nước, và hỗn hợp này được xử lý bằng sóng siêu âm thông qua thiết bị siêu âm dạng đầu dò. Máy siêu âm sử dụng sóng siêu âm cường độ cao, tần số thấp để tạo ra các bong bóng xâm thực, giúp phân hủy vật liệu thực vật và giải phóng các hợp chất sinh học hoạt tính (như carvacrol và thymol).
3. Lọc: Hỗn hợp được lọc để loại bỏ bất kỳ nguyên liệu thực vật còn lại, để lại một chiết xuất chất lỏng.
4. Nồng độ: Chiết xuất chất lỏng được cô đặc bằng thiết bị bay hơi quay hoặc phương pháp phù hợp khác, để tăng nồng độ của các hợp chất hoạt động.
5. Sấy: Chiết xuất cô đặc được sấy khô bằng phương pháp thích hợp, chẳng hạn như sấy phun hoặc sấy đông (đông khô) để tạo ra chiết xuất ở dạng bột khô.
6. Đóng gói: Bột khô sau đó được đóng gói và bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát cho đến khi sẵn sàng để sử dụng.

Lọc chân không bằng phễu Büchner sau quá trình chiết xuất bằng sóng siêu âm

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

Đã được khoa học chứng minh: Phương pháp chiết xuất lá oregano bằng sóng siêu âm

Trong báo cáo nghiên cứu khoa học của mình, Psichoudaki và các cộng sự (2025) đã nghiên cứu một phương pháp chiết xuất thân thiện với môi trường, sử dụng sóng siêu âm chế độ xung để thu hồi carvacrol, tổng hợp chất phenolic và tổng hợp chất flavonoid từ Oregano không chắc chắn. Bằng cách sử dụng thiết kế thí nghiệm Box–Behnken và Phương pháp Bề mặt Phản ứng, họ đã đánh giá thời gian chiết xuất, nhiệt độ, nồng độ ethanol và biên độ siêu âm.

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 với nồng độ 60% (thể tích/thể tích) và biên độ siêu âm 100%.
• Trong các điều kiện này, các chất chiết xuất chứa 14,93 mg/g chất khô carvacrol, 60,03 mg GAE/g tổng hợp chất phenolic và 23,78 mg QE/g tổng hợp chất flavonoid.
• Nhiệt độ đã tác động đáng kể đến cả ba phản ứng. Thời gian chiết xuất và nồng độ ethanol là những yếu tố quan trọng để đạt được hiệu suất thu hồi carvacrol tối ưu.

Quy trình chiết xuất lá oregano bằng sóng siêu âm

Quá trình chiết xuất hỗ trợ bằng sóng siêu âm chế độ xung được thực hiện bằng máy xử lý siêu âm kiểu đầu dò Hielscher UP200Ht, được trang bị đầu phát siêu âm bằng titan có đường kính 14 mm. Đã xay nhuyễn, sấy khô Oregano không chắc chắn Chất liệu (0,50 g) được trộn với 10 mL dung dịch ethanol–nước nồng độ 60% (thể tích/thể tích). Đầu dò được nhúng sâu 2 cm vào mẫu, và quá trình chiết xuất được thực hiện ở tần số 26 kHz, biên độ 100% trong 26 phút với chu kỳ làm việc 50%. Một bể nước được làm nóng giúp duy trì nhiệt độ ở 70 ± 2°C. Sau khi chiết xuất, hỗn hợp được ly tâm ở 10.000 vòng/phút trong 15 phút. Phần chất lỏng nổi trên được thu thập, lọc qua bộ lọc ống tiêm PES 0,2 µm và pha loãng theo yêu cầu để phân tích.