Ανάπτυξη διεργασιών εκχύλισης δενδρολίβανου με τεχνικές φιλικές προς το περιβάλλον, αξιολόγηση της βιολογικής δράσης των εκχυλισμάτων και ενσωμάτωσή τους σε καλλυντικά σκευάσματα

Παπακώστα-Τσίγκρη, Λυδία; Papakosta-Tsigkri, Lydia

dc.contributor.author	Παπακώστα-Τσίγκρη, Λυδία	el
dc.contributor.author	Papakosta-Tsigkri, Lydia	en
dc.date.accessioned	2018-12-04T09:55:35Z
dc.date.available	2018-12-04T09:55:35Z
dc.date.issued	2018-12-04
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48193
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16188
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Δενδρολίβανο	el
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Ένζυμα	el
dc.subject	Φαινολικά	el
dc.subject	Αντιοξειδωτικά	el
dc.subject	Μικροκύματα	el
dc.subject	Rosemary	en
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Enzymes	en
dc.subject	Phenols	en
dc.subject	Antioxidants	en
dc.subject	Microwaves	en
dc.subject	GC-MS	en
dc.subject	Αέρια χρωματογραφία	el
dc.title	Ανάπτυξη διεργασιών εκχύλισης δενδρολίβανου με τεχνικές φιλικές προς το περιβάλλον, αξιολόγηση της βιολογικής δράσης των εκχυλισμάτων και ενσωμάτωσή τους σε καλλυντικά σκευάσματα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Οργανική χημεία	el
heal.classification	Βιοτεχνολογία φυτών	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/8f2885526d8144ff6d537a7c072cbed12891cf6e
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/6438bcf8c3457dcc277e922cfb7cc5e47637024b
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-09-01
heal.abstract	Τα εκχυλίσματα των φυτών αποτελούν πλούσια πηγή φυσικών προϊόντων, όπως φαινολικά οξέα, πολυφαινόλες και φλαβονοειδή και εμφανίζουν αξιοσημείωτη αντιοξειδωτική δράση. Για αυτό το λόγο, καθίστανται όλο και πιο σημαντικά στην πρόληψη και στη θεραπεία ασθενειών (όπως ο καρκίνος και τα νευροεκφυλιστικά σύνδρομα) που σχετίζονται με την υπερβολική παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου και το οξειδωτικό στρες. Το δενδρολίβανο αποτελεί ένα φυτό που χρησιμοποιείται ευρέως στις βιομηχανίες φαρμάκων, καλλυντικών και τροφίμων, εξαιτίας της αφθονίας των βιοενεργών συστατικών του. Πρόκειται για ένα αειθαλές φυτό που ανήκει στην κατηγορία των Χειλανθών και διαθέτει αντιοξειδωτική, αντικαρκινική, αντιβακτηριακή, αντιφλεγμονώδη και χημειοπροστατευτική δράση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάστηκε η αποτελεσματικότητα τριών διαφορετικών μεθόδων εκχύλισης φύλλων δενδρολίβανου, της συμβατικής εκχύλισης, της εκχύλισης υποβοηθούμενης από μικροκύματα και της ενζυμικά υποβοηθούμενης εκχύλισης. Κατόπιν, ελέγχθηκε και ο συνδυασμός της συμβατικής με την ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση. Τα δείγματα διαφοροποιούνταν ως προς το διαλύτη (διαφορετικές περιεκτικότητες νερού-αιθανόλης στις δύο πρώτες μεθόδους και χρήση, κατάλληλου για το κάθε ένζυμο, ρυθμιστικό διάλυμα) και το χρόνο της εκχύλισης (t=0-24h). Επιπλέον, όσον αφορά την ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση, έγινε χρήση πηκτινάσης, κυτταρινάσης, ημικυτταρινάσης και πρωτεάσης, καθώς τα ένζυμα αυτά θεωρείται ότι μειώνουν ή καταστρέφουν το κυτταρικό τοίχωμα των φυτών με αποτέλεσμα να διευκολύνουν την εκχύλιση, κάτω από ήπιες και φιλικές προς το περιβάλλον συνθήκες. Προκειμένου να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα της εκάστοτε μεθόδου, πραγματοποιήθηκαν ορισμένες αναλύσεις. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος DPPH για τη μέτρηση της αντιοξειδωτικής δράσης των εκχυλισμάτων. Στη συνέχεια, μελετήθηκε η περιεκτικότητά τους σε ολικές φαινολικές ενώσεις, ολικά φλαβονοειδή και ολικές συμπυκνωμένες τανίνες. Οι φαινολικές ενώσεις μετρήθηκαν με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν ως ισοδύναμα γαλλικού οξέος (GΑΕ). Τα ολικά φλαβονοειδή προσδιορίστηκαν με τη χρωματομετρική μέθοδο χλωριούχου αργιλίου, ενώ οι ολικές συμπυκνωμένες τανίνες με τη μέθοδο της οξινισμένης βανιλίνης. Και στις δύο περιπτώσεις τα δείγματα εκφράστηκαν ως ισοδύναμα κατεχίνης. Σύμφωνα με τις παραπάνω μεθόδους προέκυψε ότι το δείγμα που εμφάνισε την καλύτερη αντιοξειδωτική δράση ήταν αυτό που προήλθε από συμβατική 6 εκχύλιση με χρήση 95% EtOH (IC50=12,1 ). Παραπλήσια τιμή, βέβαια, παρατηρήθηκε και στο δείγμα που προήλθε από ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση για t=5h, με χρήση πηκτινάσης, (IC50=13,2 ). Όσον αφορά τις φαινολικές ενώσεις, τα φλαβονοειδή και τις συμπυκνωμένες τανίνες, αυτά εμφάνισαν παρόμοια συμπεριφορά. Συγκρίνοντας τις τρεις μεθόδους, μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικές φαινολικές ενώσεις εμφάνισε το δείγμα που προέκυψε από συμβατική εκχύλιση με 50% EtOH (TPC=2998 ), με παρόμοιες τιμές να εμφανίζουν τα δείγματα που εκχυλίστηκαν με τη χρήση πηκτινάσης ή πρωτεάσης για t=5h. Παρόλα αυτά, ο συνδυασμός των δύο μεθόδων, και συγκεκριμένα η προεπεξεργασία με πηκτινάση για t=1h, ακολουθούμενη από συμβατική εκχύλιση με 50% EtOH για t=24h, αποδείχθηκε ότι ενισχύει τόσο την αντιοξειδωτική δράση (IC50=14,3 ), όσο και το περιεχόμενο σε βιοενεργές ενώσεις (TPC=4071 κατά μέσο όρο, TFC=2540 και TCΤ=600 ). Η διπλωματική εργασία περιλάμβανε, επίσης, την ταυτοποίηση των συστατικών πέντε διαφορετικών εκχυλισμάτων (συμβατική εκχύλιση με 50% και 95% EtOH για t=24h, εκχύλιση υποβοηθούμενη από μικροκύματα με 50% EtOH για t=1h, ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση με πηκτινάση για t=5h και προεπεξεργασία με πηκτινάση για t=1h, ακολουθούμενη από συμβατική εκχύλιση με 50% EtOH για t=24h) με την τεχνική της αέριας χρωματογραφίας συνδυασμένης με φασματομετρία μάζας (GC-MS). Προκειμένου αυτό να καταστεί εφικτό, έγινε προσπάθεια δημιουργίας μίας βιβλιοθήκης πρότυπων ενώσεων. Οι πρότυπες ουσίες και τα δείγματα των εκχυλισμάτων πριν οδηγηθούν προς ανάλυση, υποβλήθηκαν σε παραγωγοποίηση με διαλύτη το αντιδραστήριο BSTFA, ώστε να μετατραπούν σε πτητικά σιλυλιωμένα παράγωγα. Τέλος, δύο εκχυλίσματα (συμβατική εκχύλιση με 50% EtOH για t=24h και ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση με πηκτινάση για t=5h) ενσωματώθηκαν σε καλλυντικά σκευάσματα της εταιρίας Κορρες, ώστε να πραγματοποιηθούν τεστ σταθερότητας, διάρκειας ενός μήνα. Τα δείγματα υποβλήθηκαν σε ακραίες θερμοκρασίες και ελέγχονταν ως προς την τιμή του pH, του ιξώδους, τα οργανοληπτικά τους χαρακτηριστικά και τη συμπεριφορά τους έπειτα από φυγοκέντρηση. Η πορεία των δειγμάτων κρίθηκε ικανοποιητική καθώς δεν παρουσιάστηκαν έντονες διαφορές συγκριτικά με τα αντίστοιχα αποτελέσματα που είχαν ληφθεί πριν αυτά υποβληθούν στα τεστ σταθερότητας.	el
heal.abstract	Plant extracts constitute a rich source of natural products, such as phenolic acids, polyphenols and flavonoids and possess a remarkable antioxidant activity. As a result, they are becoming increasingly important in the prevention of diseases (such as cancer and neurodegenerative syndromes), that are related with the excessive production of reactive oxygen species and with oxidative stress. Rosmarinus officinalis L. is a perennial herb that belongs to the Lamiaceae family. It possesses a variety of antioxidant, anti-tumoral, antibacterial, chemoprotective and anti-inflammatory bioactivities, thus being widely used in pharmaceutical, cosmetic and food industry. The present thesis focuses on the evaluation of three different extraction methods of rosemary leaves, the conventional extraction, the microwave assisted extraction and the enzyme assisted extraction. Afterwards, the combination of the conventional and the enzyme-assisted extraction was tested. The samples were differentiated with respect to the solvent (different water-ethanol contents in the first two methods and suitable, for each enzyme, buffer) and the extraction time (t = 0-24h). In addition, as far as the enzyme assisted extraction is concerned, pectinase, cellulase, hemicellulase and protease have been used, as these enzymes are thought to weaken or degrade the integrity of the cell walls of the plants, thereby easing the extraction under mild and environmentally friendly conditions. In order to evaluate the effectiveness of each method, different techniques were applied. In particular, the antioxidant activity of the extracts was measured with the DPPH˙ radical scavenging assay. Subsequently, the content of total phenolic compounds, total flavonoids and total condensed tannins was evaluated. The phenolic compounds were measured by the Folin-Ciocalteu method and the results were expressed as gallic acid equivalents (GAEs). Total flavonoids were determined by the aluminium-flavonoid complexation method, while the total condensed tannins were determined using the acidified vanillin method. In both cases the samples were expressed as catechin equivalents. According to the above methods, it was found that the sample with the best antioxidant activity was the one that derived from conventional extraction using 95% EtOH (IC50 = 12,1 ). A similar value, was also observed in the sample derived from enzyme assisted extraction for t = 5h, using pectinase (IC50=13,2 ). Regarding phenolic compounds, flavonoids and concentrated tannins, they showed similar behavior. By comparing the three methods, a higher 8 content of total phenolic compounds showed the sample obtained by conventional extraction with 50% EtOH (TPC = 2998 ), while similar values showed the samples extracted with pectinase or protease for t = 5h. However, the combination of the two methods, and especially the pretreatment with pectinase for t = 1h, followed by conventional extraction with 50% EtOH for t=24h, seemed to enhance both the antioxidant effect (IC50 = 14,3 ) and the content of bioactive compounds (TPC=4071 on average, TFC=2540 and TCT = 600 ). This thesis also included the identification of the components of five different extracts (conventional extraction with 50% and 95% EtOH for t = 24h, microwave assisted extraction with 50% EtOH for t = 1h, enzyme assisted extraction with pectinase for t = 5h and pre-treatment with pectinase for t = 1h, followed by conventional extraction with 50% EtOH for t = 24h) using gas chromatography hyphenated with mass spectrometry (GC-MS). To make this possible, an attempt was made to create a preliminary library of spectra of some standard compounds. It is also worth noticing that, before GC-MS, the The pure compounds as well as the extraction samples were subjected to derivatization with BSTFA in order to be transformed to the corresponding volatile derivatives. Finally, two extracts (conventional extraction with 50% EtOH for t = 24h and enzymatically assisted pectinase extraction for t = 5h) were incorporated into cosmetic formulations of Korres company, thus carrying out stability tests for one month. The samples were subjected to extreme temperatures and tested as for their pH value, viscosity value, organoleptic characteristics and behavior after centrifugation. The performance of the samples was considered satisfactory as there were no significant differences compared to the results obtained before the stability tests took place.	en
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	155 σ.
heal.fullTextAvailability	true