Influence of Distillation Methods, Times and Fractions on Essential Oil Contents and Compounds in Turkish Oregano (Origanum onites L.)

Abstract

This research was carried out to determine the influence of the distillation methods, times and fractions on essential oil yield and composition of Turkish oregano (Origanum onites L.) at Isparta University of Applied Sciences, Faculty of Agriculture, Department of Field Crops in 2014. In the study, two different distillation methods (water and steam), six different distillation times (15, 30, 60, 90, 120 and 150 minutes) and six different fraction slices (0-15, 16-30, 31-60, 61-90 91-120 and 121-150 minutes) were applied using pilot type distillation stills. The essential oil content and compounds were significantly affected by these applications (p<0.01). Steam distillation gave higher essential oil yield than water distillation. In both methods, the maximum percentages of essential oil were obtained from the distillation time in 150 minutes (4.60% in water distillation and 5.11% in steam distillation), and from the distillation fraction at 16-30 minutes (31.60% in water distillation and 35.77% in steam distillation as the rates in the total). The highest rates of carvacrol, which was the main component of oregano oil, were obtained by water distillation (between 93.91 and 94.60%) at 16-120 minutes and by steam distillation (between 93.11 and 93.41%) at 16-60 minutes during the distillation process.

Keywords

• Origanum onites
• Turkish oregano
• Origanum onites
• distillation
• essentail oil

Distilasyon Yöntemlerinin, Sürelerinin ve Fraksiyonlarının Kekik (Origanum onites L.) Uçucu Yağ Oranları ve Bileşenleri Üzerine Etkisi

Abstract

Bu araştırma, İzmir kekiği olarak bilinen Türk kekiğinin (Origanum onites L.) farklı distilasyon yöntemleri ile distilasyon süresi ve fraksiyon dilimlerinin uçucu yağ verimi ve kompozisyonu üzerine etkisinin belirlenmesi amacıyla Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümünde 2014 yılında yürütülmüştür. Araştırmada pilot tip distilasyon kazanlarında iki farklı distilasyon yöntemi (su ve buhar), altı farklı distilasyon süresi (15, 30, 60, 90, 120 ve 150 dakika) ve altı farklı fraksiyon dilimi (0-15, 16-30, 31-60, 61-90, 91-120 ve 121-150 dakika) uygulanmıştır. Distilasyon yönteminin, distilasyon süresinin ve distilasyon dilimlerinin kekiğin uçucu yağ oranı ve bileşenleri üzerinde önemli etkileri (p<0.01) olduğu belirlenmiştir. Su distilasyonuna göre buhar distilasyonundan daha yüksek uçucu yağ verimi kazanılmıştır. Her iki yöntemde de en yüksek uçucu yağ oranları 150 dakikalık damıtma süresinde (su distilasyonuda %4.60 ve buhar distilasyonunda %5.11) ve 16-30 dakikalar arasındaki fraksiyon diliminde (toplam uçucu yağın su distilasyonunda %31.60’ı ve buhar distilasyonunda %35.77’si) elde edilmiştir. Kekik yağının temel bileşeni olan karvakrolün en yüksek oranları su distilasyonu ile elde edilen uçucu yağda 16-120 dakikalar arasında (%93.91-94.60), buhar distilasyonu ile elde edilen uçucu yağda ise 16-60 dakikalar arasında (%93.11-93.41) tespit edilmiştir.

Keywords

• Türk kekiği
• Origanum onites
• distilasyon
• uçucu yağ

References

1. Babu KG, Singh BS, Joshi PJ, Singh V, 2002. Essential oil Composition of Damask Rose (Rosa damascena Mill,) Disdilled under Different Ressures and Temperatures, Falvour Fragr J, 17: 136-140.
2. Başer KHC, 1994. Essential Oils of Lamiaceae from Turkey: Recent Results. Lamiales Newsletter 3: 6-11.
3. Başer K, Kırımer N, 2018. Essential Oils of Anatolian Lamiaceae - An Update, Natural Volatiles and Essential Oils, 5(4), 1-28.
4. Başer KH, Kürkçüoğlu M, Konur OZ, 1990. Türk Gül Yağının Üretimi ve Özellikleri, Anadolu Üniversitesi, TBAM Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Bülteni Gül Özel Sayısı 4: 13-15.
5. Başer KH, 2000. Sage, VII, Commercial Aspects 19, Production of Salvia Oil in Mediterranean Countries, Harwood Academic Publishers, pages 263-268.
6. Baydar H, 2014. Denizli'de Kekik Tarımı, Harman Time 14: 58-62.
7. Baydar H, 2020. Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Bilimi ve Teknolojisi, Nobel Akademik Yayıncılık, 8. Basım, pp. 77-86, Ankara.
8. Baydar H, Arabacı O, 2013. Türkiye’nin Kekik Üretim Merkezi Olan Denizli’de Kültür Kekiğinin (Origanum onites L,) Tarımsal ve Teknolojik Özellikleri. 10. Tarla Bitkileri Kongresi, 10-13 Eylül 2013, Konya.

9. Baydar H, Sağdıç O, Özkan G, Karadoğan T, 2004. Antibacterial Activity and Composition of Essential Oils from Origanum, Thymbra and Satureja Secies with Commercial Importance in Turkey. Food Control 15: 169-172.
10. Baydar H, Sangün MK, Erbaş S, Kara N, 2013. Comparison of Aroma Compounds in Distilled and Extracted Products of Sage (Salvia officinalis L.). Journal of Essential Oil Bearing Plants 16(1): 39-44.
11. Baydar H, Schulz H, Krüger H, Erbaş S, Kineci S, 2008. Influences of Fermentation Time, Hydro-Distillation Time and Fractions on Essential Oil Composition of Damask Rose (Rosa damascena Mill.). JEOBP 11(3): 224-232.
12. Boutekedjiret C, Bentahar F, Belabbes R, Bessiere JM, 2003. Extraction of Rosemary Essential Oil by Steam Distillation and Hydrodistillation. Flavour Fragr J 18: 481-484.
13. Cannon JB, Cantrella CL, Astatkieb T, Zheljazkovc VD, 2013. Modification of Yield and Composition of Essential Oils by Distillation Time. Industrial Crops and Products 41 (2013): 214-220.
14. Celep F, Dirmenci T, 2017. Systematic and Bio-geographic Overview of Lamiaceae in Turkey. Natural Volatiles and Essential Oils 4(4): 14-27.
15. Chishti S, Kaloo ZA, Sultan P, 2013. Medicinal Importance of Genus Origanum: A Review. J, Pharmacognosy Phytother 5(10): 170-177.
16. Gölükçü M, Tokgöz H, Yıldız D, 2018. Defne (Laurus nobilis) Uçucu Yağ Bileşimi Üzerine Distilasyon Süresinin Etkisi. Food and Health 4(1): 37-42.
17. Kara N, Baydar H, 2013. Influence of Distillation Time and Fractions on Essential Oil Content and Composition of Lavandin (Lavandula × intermedia Emeric ex Lois). Research on Crops 14(4): 1128-1134.
18. Özkan G, Baydar H, Erbaş S, 2010. The Influence of Harvest Time on Essential Oil Composition, Phenolic Constituents and Antioxidant Properties of Turkish Oregano (Origanum onites L.). Journal of the Science of Food and Agriculture 90: 205-209.
19. Rostro-Alanis MJ, Báez-González J, Torres-Alvarez C, Parra-Saldívar R, Rodriguez-Rodriguez J, Castillo S, 2019. Chemical Composition and Biological Activities of Oregano Essential Oil and its Fractions Obtained by Vacuum Distillation. Molecules (Basel, Switzerland) 24(10): 1904.
20. Sadjia B, Naima S, Chahrazed B, 2012. Extraction of Thyme (Thymus pallecens de Noé) Essential Oil by SteamDistillation, Steam-Diffusion and Hydro-Distillation Processes: Optimization of Operating Conditions and Antioxidant Activity. Jeobp 15(2): 336-347.
21. TUİK, 2021. Türkiye İstatistik Kurumu, Bitkisel Üretim İstatistikleri, Baharat Bitkileri, www.tuik.gov.tr (Erişim Tarihi: 13.05.2021).
22. Zheljazkov VD, Astatkie T, Schlegel V, 2012a. Distillation Time Changes Oregano Essential Oil Yields and Composition but not the Antioxidant or Antimicrobial Activities. HortScience 47(6): 777-784.
23. Zheljazkov VD, Astatkie T, 2012b. Effect of Distillation Time on Mentha Canadensis Essential Oil Yield and Composition. HortScience 47(5) 643-647.
24. Zheljazkov VD, Cantrell CL, Astatkie T, Jeliazkova E, 2013. Distillation Time Effect on Lavender Essential Oil Yield and Composition. J Oleo Sci 62(4):195-199.