Ανάπτυξη εκχυλισμάτων από μικροφύκη και μελέτη της αντιοξειδωτικής δράσης τους και της περιεκτικότητάς τους σε βιοδραστικά συστατικά

Στραμάρκου, Μαρίνα; Stramarkou, Marina

dc.contributor.author	Στραμάρκου, Μαρίνα	el
dc.contributor.author	Stramarkou, Marina	en
dc.date.accessioned	2016-06-24T10:21:44Z
dc.date.available	2016-06-24T10:21:44Z
dc.date.issued	2016-06-24
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42834
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11822
dc.rights	Default License
dc.subject	Μικροφύκη	el
dc.subject	Καροτενοειδή	el
dc.subject	β-καροτένιο	el
dc.subject	Αντιοξειδωτική δράση	el
dc.subject	Microalgae	en
dc.subject	Carotenoids	en
dc.subject	beta-carotene	en
dc.subject	Antioxidant	en
dc.subject	Ultrasonic assisted extraction	en
dc.title	Ανάπτυξη εκχυλισμάτων από μικροφύκη και μελέτη της αντιοξειδωτικής δράσης τους και της περιεκτικότητάς τους σε βιοδραστικά συστατικά	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-02-22
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η ανάπτυξη εκχυλισμάτων από μικροφύκη πλούσιων σε αντιοξειδωτικά και βιοδραστικές ουσίες με υψηλή βιολογική αξία και ικανών να ενταχθούν σε συστήματα τροφίμων. Στις μέρες μας, η αξιοποίηση των θαλάσσιων πόρων αποτελεί πυλώνα της βιοοικονομίας της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Τα μικροφύκη αποτελούν έναν θαλάσσιο πόρο με μεγάλο βιομηχανικό ενδιαφέρον, παρουσιάζοντας ευρύ φάσμα εφαρμογών, που αφορά όχι μόνο τις ιχθυοκαλλιέργειες, αλλά και άλλους βιομηχανικούς τομείς. Οι βιομηχανίες χημικών, φαρμάκων, καλλυντικών και ενέργειας διερευνούν τις δυνατότητες των μικροφυκών, αλλά ο τομέας των τροφίμων, είναι αυτός που ενδεχομένως επωφελείται περισσότερο από την τεχνολογία τους. Τα μικροφύκη αποτελούν μια ιδιαίτερα ελκυστική πηγή ποικίλων μορίων υψηλής αξίας, όπως πρωτεΐνες, λιπαρά οξέα και βιταμίνες. Η υψηλή περιεκτικότητά τους, όμως, σε φυσικές χρωστικές, που λειτουργούν και ως αντιοξειδωτικά, όπως τα καροτενοειδή, συμπεριλαμβανομένων του β-καροτενίου και της ασταξανθίνης,καθώς και οι χλωροφύλλες, είναι το χαρακτηριστικό που προσδίδει στα μικροφύκη υψηλή εμπορική αξία. Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία, τέσσερα είδη μικροφυκών: Spirulina Platensis, Chlorella Vulgaris, Haematococcus Pluvialis και το διάτομο Phaeodactylum Tricornutum επιλέχθηκαν ως πρώτες ύλες για την ανάκτηση λειτουργικών εκχυλισμάτων. Για τον σκοπό αυτό, εφαρμόστηκε η φιλική προς το περιβάλλον και υψηλού βιομηχανικού ενδιαφέροντος μέθοδος εκχύλισης με υπερήχους, χρησιμοποιώντας διάφορους διαλύτες στις βέλτιστες συνθήκες (χρόνος εκχύλισης 5 min, θερμοκρασία 30°C, ισχύς υπερήχων 450 Watt και αναλογία στερεού: διαλύτη 1 gr ξηρού βάρους: 20 ml διαλύτη). Οι διαλύτες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οργανικοί πετροχημικής προέλευσης, όπως η αιθανόλη, το εξάνιο και η ακετόνη, καθώς και φυτικής προέλευσης, όπως το λεμονένιο, το σογιέλαιο και το έλαιο με μεσαίας αλυσίδας τριγλυκερίδια (MCT). H τεχνική της εκχύλισης εφαρμόστηκε σε φρέσκα και ξηρά δείγματα με σκοπό την μελέτη της επίδρασης της ξήρανσης στην ανάκτηση των βιοδραστικών ουσιών. Το περιεχόμενο όλων των εκχυλισμάτων σε ολικά καροτενοειδή, β-καροτένιο και χλωροφύλλες προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας την φασματομετρία UV-Vis. Εκτός αυτών, στην περίπτωση της Spirulina Platensis μετρήθηκε η περιεκτικότητα σε φυκοκυανίνη και στην περίπτωση του Haematococcus Pluvialis, η περιεκτικότητα σε ασταξανθίνη. Η αντιοξειδωτική δράση των εκχυλισμάτων και της βιομάζας των μικροφυκών αξιολογήθηκε με βάση την ικανότητα δέσμευσης της σταθερής ελεύθερης ρίζας DPPH. Η Spirulina Platensis και η Chlorella Vulgaris αποδείχθηκαν πλούσιες πηγές καροτενοειδών και χλωροφυλλών, ενώ η μέθοδος DPPH απέδειξε ότι ο Haematococcus Pluvialis και το Phaeodactylum Tricornutum εμφανίζουν υψηλή αντιοξειδωτική δράση. Λαμβάνοντας υπόψη την φύση του διαλύτη, η ακετόνη και το εξάνιο μπορούν να αντικατασταθούν από διαλύτες ικανούς να εφαρμοστούν σε συστήματα τροφίμων, όπως το νερό και η αιθανόλη στην εκχύλιση της Chlorella Vulgaris και της Spirulina Platensis, ενώ στην περίπτωση του Phaeodactylum Tricornutum το λεμονένιο αποδεικνύεται ο πλέον αποτελεσματικός στην ανάκτηση των καροτενοειδών. Τέλος, η μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ασταξανθίνη εμφανίζεται στα εκχυλίσματα του Haematococcus Pluvialis με σογιέλαιο.	el
heal.abstract	The purpose of the present diploma thesis is the development of microalgae extracts rich in antioxidants and bioactive substances with high biological value and able to incorporated in food systems. Nowadays, the exploitation of marine resources is raising big expect ations within the EU bioeconomy. M icroalgae are a marine resource, which ex hibit large industrial interest, present ing a wide range of applications, involving not only fish farming, but also other industrial sectors . Chemical, pharmaceutical, cosmetic and biofuel industries investigate the potential of microalgae. However, food industry is maybe the one that benefits most from their technology. Microalgae are a particularly attractive source of high value molecules, such as proteins, fatty acids and vitamins . However, their high content in natural pigments that act as antioxidants, such as carotenoids, including beta - carote ne and astaxanthin, and chlorophylls, is the feature that gives microalgae high commercial value. In this study, four species of microalgae: Spirulina platensis, Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis and the diatom Phaeodactylum tricornutum were sele cted as raw materials for the recovery of multifunctional extracts. For this purpose, the environmentally friendly and of high industrial interest Ultrasonic assisted extraction (UAE) using different solvents was applied under the optimized conditions (Ext raction Time 5 min, Temperature 30°C, Ultrasonic Power 450 Watt and Solid to Solvent ratio 1:20 grams dry weight per ml solvent). Organic solvents such as hexane, acetone and ethanol, as well as food grade solvents, such as limonene, soybean oil and medium chain triglycerides oil (MCT) were used. The Ext raction technique was applied in fresh and dried samples, in order to study the effect of drying on the recovery of bioactive substances. The total carotenoid, β - carotene and chlorophyll content of the extra ct s was determined for all species using UV - Vis spectrometry. Moreover, in the case of Spirulina platensis the phycocyanin content was measured and in the case of Haematococcus Pluvialis the astaxanthin content was also measured . The microalgae biomass and the extracts were evaluated regarding their antiradical activity using the DPPH method. Spirulina platensis and Chlorella vulgaris proved to be rich sources of carotenoids and chlorophylls, while the DPPH assay revealed that Haematococcus pluvialis and Phaeodactylum tricornutum exhibited the highest antiradical activity. Considering the nature of the solvent, acetone and hexane can be replaced by the food grade solvents of water and ethanol for the extraction of Chlorella Vulgaris and Spirulina Platensis , while in the case of Phaeodactylum Tricornutum limonene was considered the most efficient solvent for the re covery of carotenoids. Finally, soybean oil extracts of Haematococcus Pluvialis displayed the highest astaxanthin conten	en
heal.advisorName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Παππά, Αθηνά	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Σχεδιασμού και Ανάλυσης Διεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	140 σ.
heal.fullTextAvailability	true