Ανάκτηση βιοδραστικών εκχυλισμάτων από φύλλα ελιάς με χρήση υπερκρίσιμου CO2

Πουλογιαννοπούλου, Μαριάννα; Poulogiannopoulou, Marianna

dc.contributor.author	Πουλογιαννοπούλου, Μαριάννα	el
dc.contributor.author	Poulogiannopoulou, Marianna	en
dc.date.accessioned	2020-04-26T13:56:37Z
dc.date.available	2020-04-26T13:56:37Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50234
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17932
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	Φύλλα ελιάς	el
dc.subject	Υπερκρίσιμη εκχύλιση	el
dc.subject	Αντιοξειδωτική δράση	el
dc.subject	Ολικό φαινολικό περιεχόμενο	el
dc.subject	Μαθηματική μοντελοποίηση	el
dc.subject	Olive leaves	en
dc.subject	Supercritical fluid extraction	en
dc.subject	Mathematical modelling	en
dc.subject	Antioxidant activity	en
dc.subject	Total phenolic compound	en
dc.title	Ανάκτηση βιοδραστικών εκχυλισμάτων από φύλλα ελιάς με χρήση υπερκρίσιμου CO2	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θερμοδυναμική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-09-27
heal.abstract	Η ελιά είναι ένα φυτό που καλλιεργείται στην Ελλάδα και αποδίδει σε πολύτιμα προϊόντα (ελιές, λάδι). Ωστόσο, τα φύλλα της αποτελούν ένα ανεκμετάλλευτο παραπροϊόν της γεωργίας, το οποίο περιέχει ουσίες με αξιόλογα χαρακτηριστικά. Τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται το εκχύλισμά τους κυρίως ως πρόσθετο τροφίμων ή καλλυντικών και συμπλήρωμα διατροφής. Παρουσιάζει ευεργετικές ιδιότητες για την ανθρώπινη υγεία, όπως αντιθρομβωτικές, αντιμικροβιακές και αντιφλεγμονώδεις. Μια «Πράσινη» μέθοδος εκχύλισης είναι η υπερκρίσιμη, η οποία εκμεταλλεύεται τις ιδιότητες των υπερκρίσιμων ρευστών και λειτουργεί σε ήπιες θερμοκρασίες ιδανικές για τα θερμο-ευαίσθητα συστατικά των φύλλων. Ταυτόχρονα, ένας φιλικός προς το περιβάλλον διαλύτης είναι το CO2, που είναι μη τοξικός, μη εύφλεκτος και οικονομικός, και οδηγεί σε εκχυλίσματα ποιοτικά αναβαθμισμένα λόγω της μη θερμικής καταπόνησης και χημικής τους αλλοίωσης καθώς είναι απαλλαγμένα από διαλύτη. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η πειραματική μελέτη της ανάκτησης βιο-δραστικών ουσιών από φύλλα ελιάς με την τεχνική της υπερκρίσιμης εκχύλισης με χρήση CO2. Εξετάζονται διάφορες λειτουργικές παράμετροι της μεθόδου, των οποίων η επίδραση αντικατοπτρίζεται στην απόδοση της διεργασίας και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των εκχυλισμάτων. Συγχρόνως, πραγματοποιείται μοντελοποίηση της διεργασίας αυτής με τρία μαθηματικά μοντέλα διαφορετικής πολυπλοκότητας. Οι λειτουργικές παράμετροι που μελετήθηκαν είναι η πίεση (150, 200 και 250 bar) και η θερμοκρασία λειτουργίας (40 και 50 °C), η κοκκομετρία των αλεσμένων φύλλων της ελιάς (257 και 493 μm) και η προσθήκη συν-διαλύτη. Οι συν-διαλύτες μελετήθηκαν με σκοπό την επίτευξη καλύτερης απόδοσης της εκχύλισης, καθώς και την ανάκτηση περισσότερο πολικών συστατικών. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν η αιθανόλη και το ιοντικό υγρό 2-Hydroxy ΕthylΑmmonium Formate (2 – HEAF). Τα αποτελέσματα έδειξαν καλύτερη απόδοση στην υψηλότερη πίεση και θερμοκρασία, όπως και στη μικρότερη διάμετρο των αλεσμένων φύλλων. Επιπρόσθετα, η προσθήκη συν-διαλύτη οδήγησε σε αύξηση της απόδοσης τόσο για την αιθανόλη όσο και για το μίγμα αιθανόλης – 2-HEAF. Όσoν αφορά τα εκχυλίσματα, αυτά εξετάσθηκαν ως προς την αντιοξειδωτική τους δράση με τη μέθοδο ελεύθερης ρίζας DPPH και ως προς το ολικό φαινολικό τους περιεχόμενο με τη μέθοδο Folin – Ciocalteu. Δραστικά εκχυλίσματα χαρακτηρίστηκαν κυρίως αυτά που εκχυλίστηκαν με συν-διαλύτη αιθανόλη και σε μικρότερο βαθμό εκείνα με καθαρό CO2. 6 Η μαθηματική μοντελοποίηση της υπερκρίσιμης εκχύλισης πραγματοποιήθηκε με τα μοντέλα των Sulaiman, So & MacDonald και Sovova. Καλύτερη προσαρμογή στα πειραματικά δεδομένα παρατηρείται στα μοντέλα So & MacDonald και Sovova. Το Sulaiman είναι ένα απλούστερο μοντέλο και δεν περιγράφει ικανοποιητικά τα διακριτά στάδια της εκχύλισης. Συμπερασματικά, η υπερκρίσιμη εκχύλιση αποδεικνύεται ότι είναι ένας αποτελεσματικός και φιλικός προς το περιβάλλον τρόπος ανάκτησης βιο-δραστικών ενώσεων από φύλλα της ελιάς. Η προσθήκη συν-διαλύτη αυξάνει την απόδοση και την αντιοξειδωτική δράση των εκχυλισμάτων. Φυσικά, για την παραλαβή ξηρού εκχυλίσματος απαιτείται μια επιπλέον διαδικασία αυτή της εξάτμισης του διαλύτη. Επομένως, η επιλογή έγκειται στη χρήση που θα έχει το εκχύλισμα, καθώς σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως διάλυμα.	el
heal.abstract	The olive tree is a plant grown in Greece and yields valuable products (olives, olive oil). However, olive leaves are an unused by-product from agriculture that contains substances with remarkable characteristics. Recently, olive leaf extract has started being used as a food or cosmetic additive as well as a nutritional supplement. It has a variety of health benefits, such as antithrombotic, antimicrobial and anti-inflammatory. The supercritical fluid extraction method is a ‘green’ extraction method that exploits the properties of supercritical fluids, operating at mild temperatures which are ideal for the thermal sensitive leaf components. On the other hand, CO2 is an environmentally friendly, non-toxic, non-flammable and cheap solvent that results in high quality and solvent-free extracts. The purpose of this diploma thesis is the experimental study of the supercritical fluid extraction of bio-active extracts from olive leaves using CO2. Different operating parameters which were investigated showed how they influenced the yield of the process and the quality of the extracts. Furthermore, this process was modeled and conclusions for three mathematical models of different complexity were drawn. The operating conditions that were examined are pressure (150, 200 and 250 bar), and temperature (40 and 50 °C), the olive leaf granulometry (257 and 493 μm) and the addition of a co-solvent. Co-solvents were added to achieve better yield as well as the extraction of more polar components. The two that were chosen were ethanol and the ionic liquid 2-Hydroxy ΕthylΑmmonium Formate (2 – HEAF). The best results were acquired at the higher pressure and temperature, and with smaller leaf diameter. Moreover, the addition of co-solvent led to an increase in the yield for both ethanol and ethanol-2-HEAF mixture. As far as the extracts are concidered, they were examined for their antioxidant activity using the free radical DPPH method and for their total phenolic content using the Folin - Ciocalteu method. Better results were observed when a co-solvent was used along with CO2 than when CO2 was used alone. The mathematical modelling of the supercritical fluid extraction was performed with the models of Sulaiman, So & MacDonald and Sovova. Better adaptation to the experimental data was observed in the So & MacDonald and Sovova models. Sulaiman is a simpler model and does not adequately describe the stages of the extraction. In conclusion, supercritical fluid extraction has proven to be an efficient and environmentally friendly way of recovering bioactive compounds from olive leaves. The addition of a co-solvent may increase the yield and the antioxidant activity of the extracts, but in order to have a solvent-free extract an extra procedure must 8 be done. Therefore, the choice lies in the use of the extract, because in some cases it can be used as a solute.	en
heal.advisorName	Βουτσάς, Επαμεινώνδας	el
heal.committeeMemberName	Μαγουλάς, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Τσόπελας, Φώτης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Θερμοδυναμικής και Φαινομένων Μεταφοράς	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	87 σ.
heal.fullTextAvailability	false