Μελέτη εκχυλισμάτων και συστατικών του φυτού satureja thrymbra ως αντιοξειδωτικά πρόσθετα σε γαλακτώματα

Χρήστου, Μαρία; Christou, Maria

dc.contributor.author	Χρήστου, Μαρία	el
dc.contributor.author	Christou, Maria	en
dc.date.accessioned	2018-03-30T09:13:06Z
dc.date.available	2018-03-30T09:13:06Z
dc.date.issued	2018-03-30
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46820
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14873
dc.rights	Default License
dc.subject	Ηλιέλαιο	el
dc.subject	Γαλακτώματα	el
dc.subject	Θρούμπι	el
dc.subject	Λειτουργικά τρόφιμα	el
dc.subject	Sunflower oil	en
dc.subject	Emulsion	en
dc.subject	Satureja thymbra	en
dc.subject	Functional food	en
dc.title	Μελέτη εκχυλισμάτων και συστατικών του φυτού satureja thrymbra ως αντιοξειδωτικά πρόσθετα σε γαλακτώματα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	A study of the extracts and components of the satureja thrymbra plant as antioxidant additives in emulsions	el
heal.classification	Τρόφιμα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-23
heal.abstract	Στη παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε ο εμπλουτισμός γαλακτωμάτων τύπου έλαιο σε νερό με φυσικά αντιοξειδωτικά και η προστασία τους από την οξείδωση. Για την παρασκευή των γαλακτωμάτων χρησιμοποιήθηκε ηλιέλαιο, που είναι από τα συνηθέστερα έλαια που χρησιμοποιούνται σε ευρέως καταναλισκόμενα γαλακτώματα, όπως μαγιονέζα και σάλτσες για σαλάτα. Τα συστατικά που προστέθηκαν στα γαλακτώματα ήταν αντιπροσωπευτικές πρότυπες φαινολικές ενώσεις, οι οποίες απαντώνται συχνά στα αρωματικά φυτά, συγκεκριμένα κερκετίνη και ροσμαρινικό οξύ, και εκχυλίσματα από το αρωματικό φυτό Satureja thymbra (θρούμπι) που είναι αυτοφυές και ευρύτατα διαδεδομένο στην Ελληνική ύπαιθρο. Τα φαινολικά συστατικά, σύμφωνα με τις ενδείξεις πολλών ερευνών, συμβάλλουν στον περιορισμό ασθενειών που έχουν σχέση με τις οξειδώσεις στον ανθρώπινο οργανισμό. Επομένως, στόχος της παρούσας έρευνας ήταν, επιπλέον της αντιοξειδωτικής προστασίας των γαλακτωμάτων, να προσδιορισθεί τόσο για τις πρότυπες ενώσεις όσο και για τις δραστικές ενώσεις που εντοπίζονται στα εκχυλίσματα η διάρκεια ζωής μετά τον εγκλεισμό στα γαλακτώματα ώστε να εξακριβωθεί αν ο εμπλουτισμός οδηγεί δυνητικά σε διατηρήσιμα λειτουργικά τρόφιμα. Τα γαλακτώματα 30% ηλιέλαιου σε νερό παρασκευάστηκαν με χρήση Τween 20, σε ποσοστό 2% w/w, σε ομογενοποιητή υψηλής ταχύτητας αρχικά και υψηλής πίεσης στη συνέχεια. Προστέθηκαν κερκετίνη και ροσμαρινικό οξύ έτσι ώστε η τελική συγκέντρωση των πρότυπων ουσιών να είναι 500 ppm ως προς τη λιπαρή φάση, επίσης έγινε προσθήκη αιθανολικού εκχυλίσματος και εκχυλίσματος οξικού αιθυλεστέρα του φυτού S.Thymbra έτσι ώστε η τελική συγκέντρωση των ολικών φαινολών στα γαλακτώματα να είναι ίση με 500 mg GAE/Lλιπαρής φάσης. Τα γαλακτώματα κατόπιν αποθηκεύτηκαν σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες στους 5, 25 και 40 °C. Οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν σε αυτά σχετίζονταν με τον προσδιορισμό πρωτογενών (αριθμός υπεροξειδίων) και δευτερογενών (εξανάλη) προϊόντων οξείδωσης, την κατανάλωση οξυγόνου και την περιεκτικότητα σε δραστικές ενώσεις. Ο προσδιορισμός των πρότυπων ουσιών στα γαλακτώματα με κερκετίνη και ροσμαρινικό οξύ έγινε με τη χρήση φωτομέτρου. Στα γαλακτώματα με τα δραστικά εκχυλίσματα έγινε μέτρηση των ολικών φαινολών σε όλη τη διάρκεια του πειράματος με την εφαρμογή της μεθόδου Folin-Ciocalteu, ενώ προσδιορίστηκε και η διατηρησιμότητα δραστικών ενώσεων, όπως το ροσμαρινικό οξύ, με τη χρήση υγρής χρωματογραφίας. Για όλα τα γαλακτώματα που παρασκευάσθηκαν, η αύξηση της θερμοκρασίας αποθήκευσης οδήγησε σε αυξημένη παραγωγή πρωτογενών και δευτερογενών προϊόντων οξείδωσης, αυξημένη κατανάλωση οξυγόνου και μείωση του χρόνου διατήρησης των δραστικών ενώσεων. Από τις αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν προκύπτει ότι τόσο οι πρότυπες ενώσεις όσο και τα εκχυλίσματα στη ποσότητα που ενσωματώθηκαν εμφάνισαν αντιοξειδωτική δράση. Η μέτρηση των πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης έδειξε ότι πιο αποτελεσματικά αντιοξειδωτικά αποτελούν η κερκετίνη και το αιθανολικό εκχύλισμα, ακολουθεί το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα, ενώ το ροσμαρινικό οξύ παρουσιάζει πιο ασθενή δράση. Η ποσότητα δευτερογενών πτητικών προϊόντων οξείδωσης, και πιο συγκεκριμένα της εξανάλης, που μετρήθηκε κατά τη διάρκεια των πειραμάτων στα γαλακτώματα είναι παρόμοια, με εξαίρεση να αποτελούν τα γαλακτώματα με τα εκχυλίσματα στους 25 °C που παρουσιάζουν μικρότερες τιμές σε σχέση με το γαλάκτωμα μάρτυρα. Όσον αφορά το οξυγόνο σε όλα τα γαλακτώματα που περιέχουν κάποια πρόσθετη ουσία η κατανάλωση του ήταν μικρότερη από αυτή του μάρτυρα. Σε αυτή τη περίπτωση και πάλι η προσθήκη κερκετίνης και αιθανολικού εκχυλίσματος οδηγεί σε παρεμφερή αποτελέσματα με την εμφάνιση της μικρότερης κατανάλωσης οξυγόνου. Η δράση των άλλων δύο συστατικών διαφοροποιείται, με μεγαλύτερη κατανάλωση να εμφανίζεται στην περίπτωση που ως πρόσθετο χρησιμοποιείται το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα. Όσον αφορά τη διατήρηση των πρότυπων ενώσεων η κερκετίνη και το ροσμαρινικό οξύ στους 40 °C καταναλώνονται αρκετά γρήγορα, ενώ στις χαμηλότερες θερμοκρασίες μετά την αρχική μείωση της συγκέντρωσης οι ενώσεις συνεχίζουν να υπάρχουν στα συστήματα για αρκετό χρόνο. Πιο συγκεκριμένα η κερκετίνη στους 25 °C εμφανίζει μείωση 40% στις πρώτες εννιά μέρες, μέχρι την 41η μέρα φαίνεται να έχει αποικοδομηθεί επιπλέον 20% της αρχικής ποσότητας ενώ στην 47η μέρα η ποσότητα της είναι αμελητέα. Στους 5 °C μέχρι την 47η μέρα έχει καταναλωθεί περίπου το 52% της ένωσης. Όσον αφορά τα γαλακτώματα με το ροσμαρινικό οξύ στις 47 ημέρες και στους 25 °C έχει καταναλωθεί το 73,3% της ουσίας ενώ στους 5 °C το 46,7%. Παρόμοια είναι η συμπεριφορά των δραστικών ενώσεων και στα γαλακτώματα στα οποία έχουν προστεθεί εκχυλίσματα. Για τα γαλακτώματα που περιέχουν εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα τα ολικά φαινολικά που έχουν καταναλωθεί την 19η μέρα στους 25 °C είναι πάνω από το 83,33% ενώ αυτά του αιθανολικού εκχυλίσματος 73,3 %. Στους 5 °C και στις δύο περιπτώσεις ήδη από την 27η μέρα έχει καταναλωθεί πάνω από 73,3% της συγκέντρωσης των ολικών φαινολών. Ορισμένες βιοδραστικές ενώσεις εντοπίζονται και στα δύο εκχυλίσματα, όπως είναι για παράδειγμα το ροσμαρινικό οξύ. Ο οξικός αιθυλεστέρας έχει ανακτήσει σε μεγαλύτερο ποσοστό μη πολικά βιοδραστικά συστατικά (φαινολικά τερπένια, φλαβονοειδή) όπως η καρβακρόλη, η θυμόλη, η εριοδικτυόλη και η ναριγγενίνη, ουσίες που εντοπίζονται και στο αιθανολικό εκχύλισμα σε πολύ μικρότερο ποσοστό. Αντίθετα στο εκχύλισμα με διαλύτη την αιθανόλη εντοπίζονται πιο πολικές ενώσεις σε μεγαλύτερες ποσότητες (φαινολικά οξέα, γλυκοζίτες φλαβονοειδών), ενώ η ένωση που κυριαρχεί στο εκχύλισμα είναι το ροσμαρινικό οξύ. Το ροσμαρινικό οξύ που ανιχνεύεται είναι τριπλάσιο στην περίπτωση του αιθανολικού εκχυλίσματος σε σύγκριση με το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα. Το ροσμαρινικό οξύ, ανάμεσα στις φαινόλες που ανιχνεύονται, φαίνεται να προστατεύει το γαλάκτωμα καθώς αποτελεί την κύρια ένωση που καταναλώνεται. Οι διαφορές του φαινολικού προφίλ των εκχυλισμάτων είναι αυτές που ευθύνονται για τη διαφορετική ικανότητα των εκχυλισμάτων να προστατεύουν τα γαλακτώματα από την οξείδωση.	el
heal.abstract	The subject of this diploma thesis was the enrichment of oil-in-water emulsions with natural antioxidants and their protection against oxidation. Sunflower oil, one of the most common oils in widely consumed emulsions, such as mayonnaise and salad dressings, was used in order to produce the emulsions. The ingredients added to the emulsion were standard phenolic compounds, often found in aromatic plants, namely quercetin and rosmarinic acid, as well as extracts from the aromatic plant Satureja thymbra (savory) which is native and widespread in the Greek countryside. The phenolic compounds, according to the indications of many studies, contribute to the reduction of diseases related to oxidation in the human body. Therefore, the aim of this study was, additional to the antioxidant protection of emulsions, the determination of the shelf life of both the standard and the active compounds found in the extracts after their inclusion in the emulsions. The purpose of this action was to ascertain whether their enrichment could potentially lead to sustainable functional foods. The 30% emulsions of sunflower oil in water were prepared using Tween 20, at a percentage of 2% w/w, at first in a high speed and subsequently in a high pressure homogenizer. Quercetin and rosmarinic acid were added in a final concentration of 500 ppm of the standard compounds in the oil phase, as well as ethanolic and ethyl acetate extracts of S. Thymbra so that the final concentration of the total phenols in the emulsion was equal to 500 mg GAE/L oil phase. The emulsions were afterwards stored at 5, 25 and 40 °C. The measurements performed concerned the determination of the primary (peroxide value) and secondary (hexane) oxidation products, the oxygen consumption and the content of active compounds. The evaluation of the standard compounds in the emulsions with quercetin and rosmarinic acid was conducted using a photometer. In the emulsions with the active extracts, the whole phenolic content was measured for the whole duration of the experiment using the Folin-Ciocalteu method. The sustainability of the active compounds, such as the rosmarinic acid, was determined with the use of liquid chromatography. For all the emulsions prepared, an increase in storage temperature led to an increase in the production of primary and secondary oxidation products, in oxygen consumption and a decrease in the shelf life of the active compounds. From the analyses performed, it appears that both the standard compounds and the extracts exhibited antioxidant activity in the incorporated amount. The measurement of the primary oxidation products showed that the most effective antioxidants were quercetin and the ethanolic extract, followed by the ethyl acetate extract, while the rosmarinic acid has a weker effect. The quantity of the secondary volatile oxidation products, particularly the hexanal determined in the emulsions, was similar, with the exception of the emulsions with the extract at 25 °C that presented lower values in comparison to the control. All emulsions containing an additive had a lower oxygen consumption in relation to the control. In this case, once again, the addition of quercetin and ethanolic extract yielded similar results presenting the least amount of oxygen consumption. On the other hand, the action of the other two compounds differs, with the greatest occuring when the ethyl acetate extract is used as an additive. With regard to the conservation of the standard compounds, the quercetin and the rosmarinic acid at 40 °C are consumed fairly quickly, while at the lower temperatures after presenting an initial concentration decrease, the compound continue to exist in the emulsions for a considerable amount of tme. More specifically, the quercetin at 25 °C presents a decrease of 40% in the first nine days, by the 41st day it appears to have decreased an extra 20% of the initial concentration, while by the 47th day its quantity is negligible. At 5 °C approximately 52% of the compound has been consumed by the 47th day. In the case of rosmarinic acid, at 25 °C 73,3% of the compound has been consumed and at 5 °C 46,7% by the 47th day. Similar is the behavior of the active compounds and emulsions to which extracts have been added. For emulsions containing ethyl acetate extract, total phenolics consumed on day 19 at 25 °C are above 83,33% while those of the ethanolic extract 73,3%. At 5 °C in both cases, on the 27th day more than 73,3% of the total phenol concentration has been consumed. Certain bioactive compound can be found in both extracts, such as rosmarinic acid. Ethyl acetate has recovered a greater percentage of non polar bioactive compounds (phenolic terpenes, flavonoids), for instance carvacrol, thymol, eriodictyol and naringenin, which are found in the ethanol extract in a much lower percentage. On the contrary, in the extract with ethanol more polar compounds are found in larger quantities (phenolic acids, flavonoid glycosides), while the predominant compound in the extract is rosmarinic acid. The rosmarinic acid detected is three times higher in the case of the ethanolic extract compared to the ethyl acetate extract. Rosmarinic acid, among the phenols detected, appears to protect the emulsion as it is the main compound consumed. The differences in the phenolic profile of the extracts are the ones responsible for the different effectiveness of the extracts in the protection of the emulsions from oxidation	en
heal.advisorName	Ωραιοπούλου, Βασιλική	el
heal.committeeMemberName	Ωραιοπούλου, Βασιλική	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Μπουρουσιάν, Μιρτάτ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.
heal.fullTextAvailability	true