Εγκλεισμός εκχυλίσματος φλούδας ροδιού και χυμού ροδιού σε β-κυκλοδεξτρίνη για εφαρμογή σε καλλυντικό σκεύασμα

Τζόκα, Κυριακή; Tzoka, Kyriaki

dc.contributor.author	Τζόκα, Κυριακή	el
dc.contributor.author	Tzoka, Kyriaki	en
dc.date.accessioned	2019-03-07T12:03:24Z
dc.date.available	2019-03-07T12:03:24Z
dc.date.issued	2019-03-07
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48401
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15897
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	Εγκλεισμός εκχυλίσματος	el
dc.subject	β-κυκλοδεξτρίνη	el
dc.subject	Εκχύλισμα φλούδας ροδιού	el
dc.subject	Χυμός ροδιού	el
dc.subject	Σύμπλοκα εγκλεισμού	el
dc.subject	Encapsulation of extract	en
dc.subject	β-cyclodextrin	en
dc.subject	Pomegranate peel extract	en
dc.subject	Pomegranate juice	en
dc.subject	Inclusion complexes	en
dc.title	Εγκλεισμός εκχυλίσματος φλούδας ροδιού και χυμού ροδιού σε β-κυκλοδεξτρίνη για εφαρμογή σε καλλυντικό σκεύασμα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική μηχανική	el
heal.classification	Οργανική χημεία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-04
heal.abstract	Το ρόδι (Punica granatum L.), ο χυμός και τα εκχυλίσματά του χρησιμοποιούνται από την αρχαιότητα κυρίως για διατροφικούς σκοπούς αλλά και για θεραπευτικές εφαρμογές λόγω των αντιοξειδωτικών και αντιμικροβιακών ιδιοτήτων τους. Ωστόσο, τα ευεργετικά συστατικά των εκχυλισμάτων και του χυμού ροδιού επηρεάζονται αρνητικά από περιβαλλοντικούς παράγοντες λόγω της έκθεσής τους στο φως, το οξυγόνο και τη θερμότητα. Για την αποφυγή αυτών των ανεπιθύμητων επιπτώσεων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η διεργασία του εγκλεισμού για την προστασία και ενίσχυση της διάρκειας ισχύος των ιδιοτήτων των εκχυλισμάτων και του χυμού και την ελεγχόμενη αποδέσμευση των επιθυμητών συστατικών. Προς την κατεύθυνση αυτή, ως ένας συχνά χρησιμοποιούμενος φορέας εγκλεισμών επιλέγεται η β-κυκλοδεξτρίνη. Πρόκειται για έναν μη τοξικό, κυκλικό ολιγοσακχαρίτη, αποτελούμενο από μια υδρόφιλη εξωτερική επιφάνεια και μια υδρόφοβη εσωτερική κοιλότητα. Κατ’ αυτό τον τρόπο, ο συγκεκριμένος φορέας μπορεί να φιλοξενεί στο εσωτερικό του μη υδατοδιαλυτά μόρια, σχηματίζοντας, ωστόσο, υδατοδιαλυτά σύμπλοκα εγκλεισμού. Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι ο εγκλεισμός του εκχυλίσματος φλούδας ροδιού και του χυμού ροδιού σε β-κυκλοδεξτρίνη, μέσω σχηματισμού συμπλόκων εγκλεισμού με τη μέθοδο συγκαταβύθισης (CM) και τη μέθοδο λυοφιλοποίησης (FD). Τα αποτελέσματα των προκύπτοντων δειγμάτων συγκρίνονται μεταξύ τους με γνώμονα τις τροποποιήσεις που εφαρμόστηκαν σε παραμέτρους και συνθήκες. Επίσης, διεξάγεται περαιτέρω μελέτη και ανάλυση επιλεγμένων δειγμάτων. Η απόδοση διεργασίας είναι σε κάθε περίπτωση υψηλότερη για τα δείγματα της μεθόδου λυοφιλοποίησης φτάνοντας το 95%, ενώ της μεθόδου συγκαταβύθισης προσεγγίζει το 44%. Χρήσει της φασματομετρίας UV-Vis βρέθηκε ότι οι αποδόσεις εγκλεισμού και τα ποσοστά επιφανειακής πρόσδεσης είναι πολύ χαμηλά, της τάξης του 1,7%-3,8% και 1,1%-1,4%, αντίστοιχα, για τα δείγματα εγκλεισμού με εκχύλισμα φλούδας ροδιού, με τη μέθοδο συγκαταβύθισης. Τα αντίστοιχα αποτελέσματα για τη μέθοδο λυοφιλοποίησης είναι περίπου 100% για την απόδοση εγκλεισμού και 80,4%-100% για τα ποσοστά επιφανειακής πρόσδεσης. Για τους εγκλεισμούς με χυμό ροδιού, οι αποδόσεις εγκλεισμού της μεθόδου συγκαταβύθισης ανήκουν στο διάστημα 7,0%-22,2% ενώ της μεθόδου λυοφιλοποίησης είναι περίπου 16% και, τέλος, ποσοστό επιφανειακής πρόσδεσης κατάφερε να προσδιοριστεί μόνο για το δείγμα της μεθόδου λυοφιλοποίησης, γύρω στο 16%. Τα μεγέθη των σχηματιζόμενων συμπλόκων που μετρώνται με την τεχνική δυναμικής σκέδασης φωτός (DLS), είναι σχετικά μεγάλα, 600,4-938,9 nm για τους εγκλεισμούς με εκχύλισμα φλούδας ροδιού και 738,9-1254 nm για τους εγκλεισμούς με χυμό ροδιού. Ο δείκτης πολυδιασποράς λαμβάνει υψηλές τιμές, δηλαδή 0,588-0,693 για τους εγκλεισμούς με εκχύλισμα φλούδας ροδιού και 0,524-0,865 για τους εγκλεισμούς με χυμό ροδιού, αντίστοιχα, λόγω ευρείας κατανομής μεγέθους. Το ζ-δυναμικό παίρνει αρνητικές τιμές, δηλαδή -15,2 mV μέχρι -30,6 mV για τους εγκλεισμούς με εκχύλισμα φλούδας ροδιού, -7,69 mV μέχρι -27,8 mV για τους εγκλεισμούς με χυμό ροδιού και για τις πιο ισχυρά αρνητικές τιμές οι διασπορές των συμπλόκων θεωρούνται σταθερές. Επιπλέον, ο σχηματισμός συμπλόκων εγκλεισμού επιλεγμένων δειγμάτων επιβεβαιώθηκε με τις τεχνικές φασματομετρίας υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FT-IR), τη θερμοβαρυμετρική ανάλυση (TGA), τη διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC) και τη φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR). Ακόμη, προσδιορίστηκαν οι συγκεντρώσεις φαινολικών, φλαβονοειδών, συμπυκνωμένων τανινών, καθώς και η αντιοξειδωτική δράση επιλεγμένων δειγμάτων. Μελετήθηκε, επίσης, η απελευθέρωση σε δύο από τα καλύτερα δείγματα εγκλεισμών και προκύπτει σταθερό προφίλ απελευθέρωσης για το δείγμα από εκχύλισμα φλούδας ροδιού με ποσοστό απελευθέρωσης γύρω στο 82% και μεταβαλλόμενο προφίλ απελευθέρωσης για το δείγμα από χυμό ροδιού με μέγιστο ποσοστό απελευθέρωσης 26% που σταθεροποιείται στο 2%. Τέλος, το εκχύλισμα φλούδας ροδιού, ο χυμός ροδιού και δύο δείγματα εγκλεισμών ενσωματώθηκαν σε δείγματα βάσης καλλυντικής κρέμας που παρασκευάστηκε στο τμήμα R&D, της εταιρείας KORRES Α.Ε. και υποβλήθηκαν σε έλεγχο σταθερότητας διάρκειας ενός μήνα. Διαπιστώθηκε ότι τα δείγματα με μη εγκλεισμένο το εκχύλισμα και τον χυμό παρουσίασαν αλλοιώσεις στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά ενώ τα δείγματα κρέμας με εγκλεισμένο τον χυμό ροδιού δεν παρουσίασαν καμία αλλοίωση.	el
heal.abstract	Pomegranate (Punica granatum L.) and its extracts and juice have been used since ancient years for nutritional purposes as well as for therapeutic applications due to their antioxidant and antimicrobial properties. However, the beneficial ingredients of pomegranate extracts and pomegranate juice are negatively affected by environmental factors due to their exposure to light, oxygen and heat. To avoid these undesirable effects, the encapsulation process is used for the protection and enhancement of the extracts’ and juice’s properties and the controlled release of the desired ingredients. In this regard, β-cyclodextrin is chosen as the most commonly used carrier for encapsulation. It is a non-toxic, cyclic oligosaccharide, consisting of a hydrophilic outer surface and a hydrophobic internal cavity. In this way, this carrier can host lipophilic molecules internally, forming water-soluble inclusion complexes. The purpose of this diploma thesis is to encapsulate the pomegranate peel extract and the pomegranate juice in β-cyclodextrin through the formation of inclusion complexes. The co-precipitation method (CM) and the freeze-drying method (FD) are used to create the inclusion complexes. The results of the formed samples are compared with each other, based on the modifications applied to parameters and conditions. Also, further study and analysis of selected samples is carried out. The process yield is higher for samples formed by freeze-drying method reaching 95%, while process yield approaches 44% by co-precipitation method. Using UV-Vis spectrometry, it was found that the encapsulation efficiency and the percentage of surface efficiency are very low, 1,7%-3,8% and 1,1%-1,4%, respectively, for the inclusion complexes with pomegranate peel extract and co-precipitation method. The results for the freeze-drying method are about 100% for the encapsulation efficiency and 80,4% -100% for the percentage of surface efficiency. For the inclusion complexes with pomegranate juice and co-precipitation method, the encapsulation efficiency is in the range of 7,0%-22,2% while with freeze-drying method is about 16%. Percentage of surface efficiency, about 16%, has been determined only for the sample by freeze-drying method. The particle sizes, measured by the DLS method, are relatively large, 600,4-938,9 nm for the inclusion complexes with pomegranate peel extract and 738,9-1254 nm for the inclusion complexes with pomegranate juice. The polydispersity index is high, i.e. 0,588-0,693 for the inclusion complexes with pomegranate peel extract and 0,524-0,865 for the inclusion complexes with pomegranate juice, due to wide size distribution. The ζ-potential values are negative, -15,2 mV to -30,6 mV for the inclusion complexes with pomegranate peel extract, -7,69 mV to -27,8 mV for the inclusion complexes with pomegranate juice and complexes in dispersion are considered stable, for the strongly negative values. In addition, inclusion complexes formation of selected samples was confirmed by infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and nuclear magnetic resonance spectrometry (NMR). Furthermore, the concentration of phenolic compounds, flavonoids, condensed tannins, as well as the antioxidant activity of selected samples were determined. The release of two of the best encapsulations was, also, studied and the results are a stable release profile for the pomegranate peal extract encapsulation sample with a release rate close to 82% and a varying release profile for the pomegranate juice encapsulation sample with a maximum release rate of approximately 26% which is stabilized at 2%. Finally, pomegranate peel extract, pomegranate juice and two encapsulation samples were incorporated in samples of cosmetic cream base, which were prepared in the R&D department of KORRES S.A. and were subjected to one-month stability test. It was indicated that the samples with the extract and the juice showed alterations in the organoleptic characteristics whereas no alteration was found for the samples with encapsulated juice.	en
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκα, Σταματίνα	el
heal.committeeMemberName	Ωραιοπούλου, Βασιλική	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	139 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true