Ανάπτυξη πράσινης διεργασίας για την εκχύλιση άγριου τριαντάφυλλου με βαθέως ευτηκτικούς διαλύτες

Παπαϊωάννου, Άννα; Papaioannou, Anna

dc.contributor.author	Παπαϊωάννου, Άννα	el
dc.contributor.author	Papaioannou, Anna	en
dc.date.accessioned	2020-04-13T14:22:37Z
dc.date.available	2020-04-13T14:22:37Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50141
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17839
dc.rights	Default License
dc.subject	Άγριο τριαντάφυλλο	el
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Πράσινοι διαλύτες	el
dc.subject	Φυσικοί βαθέως ευτηκτικοί διαλύτες	el
dc.subject	Πειραματικός σχεδιασμός	el
dc.subject	Wild rose	en
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Green solvents	en
dc.subject	Natural deep eutectic solvents	en
dc.subject	Design of experiment	en
dc.title	Ανάπτυξη πράσινης διεργασίας για την εκχύλιση άγριου τριαντάφυλλου με βαθέως ευτηκτικούς διαλύτες	el
dc.title	Development of green processing for extract of wild rose with deep eutectic solvents	en
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Παπαϊώννου Άννα	el
heal.classification	Χημική μηχανική	el
heal.classification	Χημεία	el
heal.classification	Chemistry	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-09-27
heal.abstract	Το άγριο τριαντάφυλλο είναι ένα φυτό γνωστό για την υψηλή αντιοξειδωτική του ικανότητα. Έχει χρησιμοποιηθεί από την αρχαιότητα ως φάρμακο, ενώ ταυτόχρονα έχει και άλλες ποικίλες εφαρμογές, όπως στη βιομηχανία τροφίμων. Οι Φυσικοί Βαθέως Ευτηκτικοί Διαλύτες (Natural Deep Eutectic Solvents, NaDES) είναι μείγματα δύο ή περισσοτέρων φυσικών συστατικών που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου και προκαλούν τη μετάβαση από στερεό σε υγρό σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Χαρακτηρίζονται ως πράσινοι εναλλακτικοί διαλύτες με ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, λόγω της εύκολης παρασκευής τους, της εύκολης βιοδιασπασιμότητά τους, των χαμηλών επιπέδων τοξικότητας και της ικανότητας τους να διαλυτοποιούν πιο εύκολα επιθυμητές ουσίες κατά τη διάρκεια διεργασιών, όπως η εκχύλιση. Παράλληλα, είναι ιδιαίτερα δημοφιλείς ως εκχυλιστικά μέσα, λόγω της ποικιλίας στην πολικότητά τους ανάλογα με τα συστατικά τους. O στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη της επίδρασης των NaDES, όταν χρησιμοποιούνται ως διαλύτες για την εκχύλιση του άγριου τριαντάφυλλου. Αρχικά, εξετάστηκε ποια είναι η αποτελεσματικότερη μορφή για την εκχύλιση του άγριου τριαντάφυλλου ανάμεσα στη χρήση ολόκληρου του καρπού, μόνο των σπόρων, με ελαφρύ σπάσιμό του καρπού και με μετατροπή του σε πούδρα. Πραγματοποιήθηκε, επίσης, η επιτυχής σύνθεση τεσσάρων NaDES που αποτελούνται από χλωριούχο χολίνη και γαλακτικό οξύ, βεταΐνη και γαλακτικό οξύ, βεταΐνη και γλυκερόλη και χλωριούχο χολίνη και ασκορβικό οξύ και έγινε πλήρης χαρακτηρισμός τους. Για τη σύνθεση χρησιμοποιήθηκε τόσο η μέθοδος θέρμανσης όσο και η μέθοδος λυοφιλοποίησης. Στη συνέχεια μελετήθηκε η επίδραση της αναλογίας της πρώτης ύλης και του πράσινου διαλύτη στην εκχύλιση. Επιλέχθηκε η συμβατική εκχύλιση, λόγω υψηλότερων αποκρίσεων και μεγαλύτερης επαναληψιμότητας. Τα εκχυλίσματα αξιολογήθηκαν με βάση το ολικό φορτίο φλαβονοειδών (Total Flavonoid Content, TFC) με τη χρωματομετρική μέθοδο χλωριούχου αργιλίου και την απόδοση της εκχύλισης. Στα δείγματα με τα υψηλότερα αποτελέσματα μελετήθηκε, επιπλέον, η αντιοξειδωτική ικανότητα με τη μέθοδο DPPH και το ολικό φαινολικό φορτίο (Total Phenolic Content, TPC) με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu. Με τη χρήση των NaDES, παρατηρήθηκε ενίσχυση τόσο του TFC όσο και του TPC, ενώ από τη σύγκριση της αντιοξειδωτικής ικανότητας των πράσινων διαλυτών την ισχυρότερη αντιοξειδωτική δράση τη πρόσφερε το NaDES χλωριούχου χολίνης και ασκορβικού οξέος που επιλέχθηκε και ως διαλύτης εκχύλισης του πειραματικού σχεδιασμού. Με τη βοήθεια των φασμάτων υπερύθρου επιβεβαιώθηκε και ποιοτικά η εκχύλιση και ενίσχυση του προφίλ των βιοενεργών ενώσεων του εκχυλίσματος. Tέλος, πραγματοποιήθηκε πειραματικός σχεδιασμός (Design of Experiment, DoE) για την εύρεση της επίδρασης τριών παραγόντων, δηλαδή της μάζας του διαλύτη, της αναλογίας διαλύτη και νερού και του χρόνου εκχύλισης. Ο παράγοντας που επηρέαζε στατιστικά σημαντικά τις δύο αποκρίσεις, την απόδοση εκχύλισης και το TFC, ήταν η μάζα του NaDES. Επιπροσθέτως, ο χρόνος εκχύλισης δεν ενισχύει τις αποκρίσεις για υψηλές τιμές της μάζας του διαλύτη. Η αναλογία διαλύτη νερού είχε θετική επίδραση στην απόδοση της εκχύλισης, αλλά αρνητική στο ολικό φορτίο φλαβονοειδών. Συμπεραίνεται, πως η χρήση των NaDES ως διαλύτες εκχύλισης ενισχύουν το προφίλ των βιοενεργών ενώσεων και συνεπώς δεν απομακρύνονται από το εκχύλισμα. Ταυτόχρονα, με τη χρήση των NaDES, επιτυγχάνονται υψηλότερες τιμές για τις παραμέτρους TFC και TPC με τη χρήση μικρότερης ποσότητα πρώτης ύλης και διαλύτη σε σχέση με τους συμβατικούς διαλύτες.	el
heal.abstract	Wild rose has been used since ancient times as a pharmaceutical plant with various application, mainly due to its high antioxidant capacity. Natural Deep Eutectic Solvents (NaDES) are mixtures of two or more natural compounds which interact with hydrogen bonds, forming a liquid at room temperature. NaDES are a green alternative to conventional solvents, with a wide range of applications due to their easy preparation, biodegradability, low levels of toxicity and their ability to solubilize more substances during processes, such as extraction. They are especially popular because of their variety in polarity depending on their ingredients. The aim of this diploma thesis is the study of the effect of NaDES, when used as a solvent for the extraction of wild rose. Firstly, the form in which the wild rose would be used for its extraction was determined. The forms that were used were the whole fruit, only the seed, the fruit slightly crushed and wild rose as a powder. Thereafter, the synthesis and full characterization of the following NaDES was completed. The first NaDES consisted of choline chloride and lactic acid, the second consisted of betaine and lactic acid, the third consisted of betaine and glycerol and the last NaDES consisted of choline chloride and ascorbic acid. For the composition of the NaDES both the heating method and the freeze-drying method were used. Furthermore, the effect of the ratio of the raw material to the solvent was studied. Convectional Extraction Method (CEM) was chosen due to its higher responses and repeatability.The extracts were evaluated for their Total Flavonoid Content (TFC) by the colorimetric method of aluminum chloride and the extraction yield. For the samples with the highest results the antioxidant ability was studied as well by the DPPH method and the Total Phenolic Content (TPC) by the Folin-Ciocalteu method. With the use of NaDES, both TFC and TPC were enhanced. The highest antioxidant activity was showed by the NaDES of choline chloride and ascorbic acid and that is the reason why it was chosen as the solvent for the Design of Experiment (DoE). With the help of IR spectra, the enhancement of the profile of bioactive compounds was confirmed qualitatively. In addition, Design of Experiment (DoE) was carried out to identify the effect of the extraction of three different factors, namely the solvents mass, the ratio of solvent to water and the extraction time. The factor which had statistically significant effect on both responses, the yield of extraction and TFC, was the solvent mass. Moreover, the extraction time specifically for high values of solvent mass had a negative effect for both responses. The ratio of solvent and water had positive effect on the extraction yield, but negative effect in TFC. To conclude, the use of NaDES as extraction solvent enhances the profile of bioactive compounds and therefore there must not be removed for the extract. At the same time, there are higher results for TFC and TPC despite the use of a lower amount of raw material and solvent.	en
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία
heal.advisorName	Detsi, Anastasia
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος
heal.committeeMemberName	Αργυρούσης, Χρήστος
heal.committeeMemberName	Detsi, Anastasia
heal.committeeMemberName	Kekos, Dimitrios
heal.committeeMemberName	Argirusis, Christos
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	102 σ.
heal.fullTextAvailability	false