Εκχύλιση βιοδραστικών συστατικών από δεντρολίβανο και επεξεργασία για χρήση σε καλλυντικά

Κανακίδη, Λαμπρινή-Δανάη; Kanakidi, Lamprini-Danai

dc.contributor.author	Κανακίδη, Λαμπρινή-Δανάη	el
dc.contributor.author	Kanakidi, Lamprini-Danai	en
dc.date.accessioned	2020-12-18T14:09:26Z
dc.date.available	2020-12-18T14:09:26Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52608
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20306
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	Ξήρανση με ψεκασμό	el
dc.subject	Γαλακτώματα	el
dc.subject	Κρέμες	el
dc.subject	Rosemary	en
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Spray drying	en
dc.subject	Emulsions	en
dc.subject	Creams	en
dc.title	Εκχύλιση βιοδραστικών συστατικών από δεντρολίβανο και επεξεργασία για χρήση σε καλλυντικά	el
dc.title	Extraction of bioactive compounds from rosemary and processing for use in cosmetics	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική Τροφίμων	el
heal.classification	Food Engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-02
heal.abstract	Τα φυτικά εκχυλίσματα αποτελούν πλούσια πηγή βιοδραστικών συστατικών, όπως οι πολυφαινόλες και εμφανίζουν αξιοσημείωτη αντιοξειδωτική δράση. Για τον λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται ευρέως στις βιομηχανίες καλλυντικών, τροφίμων και φαρμάκων. Το δεντρολίβανο είναι αρωματικό φυτό της οικογένειας των Χειλανθών και συγκεκριμένα είναι ένας πολυετής αειθαλής, πράσινος θάμνος. Λόγω των βιοδραστικών συστατικών του (τερπενικά συστατικά, φλαβονοειδή και φαινολικά οξέα), τα εκχυλίσματα αυτού διαθέτουν εξαιρετική αντιοξειδωτική, αντικαρκινική, αντιμικροβιακή, αντιφλεγμονώδη και χημειοπροστατευτική δράση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, εξετάστηκε η αποτελεσματικότητα δύο διαφορετικών μεθόδων εκχύλισης φύλλων δενδρολίβανου: της εκχύλισης σε σταθερή κλίνη ημιδιαλείποντος έργου και της εκχύλισης υποβοηθούμενης από υπερήχους. Ακόμη, εξετάστηκε η χρήση διαφορετικών διαλυτών (ακετόνη 100%, νερό 100%, ακετόνη:νερό (80:20) και αιθανόλη:νερό (60:40)) ως παράμετρος αποτελεσματικότητας των εκχυλίσεων. Προκειμένου να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα της εκάστοτε μεθόδου, πραγματοποιήθηκαν ορισμένες αναλύσεις. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος DPPH για τη μέτρηση της αντιοξειδωτικής δράσης των εκχυλισμάτων και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν σε ισοδύναμα trolox. Ακόμη, μελετήθηκε η περιεκτικότητά τους σε ολικές φαινολικές ενώσεις, με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν ως ισοδύναμα γαλλικού οξέος (Gallic Acid Equivalents, GΑΕ). Τέλος, τα εκχυλίσματα αναλύθηκαν μέσω υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (High-Performance Liquid Chromatography, HPLC), με σκοπό την ταυτοποίηση και την ποσοτικοποίηση των κυριότερων φαινολικών συστατικών. Από την δοκιμή DPPH προέκυψε ότι το εκχύλισμα που εμφάνισε την καλύτερη αντιοξειδωτική δράση ήταν αυτό της ακετόνης:νερού σε αναλογία 80:20 σε σταθερή κλίνη ημιδιαλείποντος έργου (127,3±4,5 g trolox/kg ξηρού φυτού). Αντίστοιχα, με βάση την δοκιμή Folin-Ciocalteu μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικές φαινόλες προέκυψε ότι έχει το εκχύλισμα ακετόνης:νερού (80:20) που έχει παραχθεί με εκχύλιση υποβοηθούμενη από υπερήχους (64,5±6,0 g GAE/kg ξηρού φυτού). Από την ανάλυση HPLC ταυτοποιήθηκαν τα κυριότερα συστατικά των εκχυλισμάτων δεντρολίβανου που ήταν το ροσμαρινικό οξύ, η καρνοσόλη και το καρνοσικό οξύ με αντίστοιχους μέσους χρόνους έκλουσης: 35,31±0,53 min, 53,14±1,42 min και 55,40±0,31 min. Επιπλέον, ταυτοποιήθηκαν και δευτερεύοντα συστατικά και συγκεκριμένα με σειρά έκλουσης τα πολικά φλαβονοειδή: νεπιτρίνη, ομοπλανταγενίνη και ισοσκουτελαρεΐνη καθώς και τα πιο άπολα φλαβονοειδή: σιρσιµαριτίνη, λαδανεΐνη, γενκβανίνη, σαλβιγενίνη και 4’-μεθοξυτεκτοχρυσίνη. Εκτός από το καρνοσικό οξύ και την καρνοσόλη, ταυτοποιήθηκε και ένα ακόμη φαινολικό διτερπένιο, ο καρνοσικός μεθυλεστέρας, που εκλούεται μετά το καρνοσικό οξύ. Όσον αφορά την ποσοτικοποίηση των συστατικών προέκυψε υψηλότερη συγκέντρωση σε ολικά φαινολικά διτερπένια (Total phenolic diterpenes, TPD) στα εκχυλίσματα ακετόνης:νερού (80:20) σε σταθερή κλίνη (18,2±0,3 g ΤPD/kg ξηρού φυτού). Το ροσμαρινικό οξύ (Rosmarinic acid, RA) βρέθηκε επίσης σε μεγαλύτερη περιεκτικότητα στα εκχυλίσματα ακετόνης:νερού (80:20) σε σταθερή κλίνη (21,3±1,2 g RA/kg ξηρού φυτού) ενώ η περιεκτικότητα σε φλαβονοειδή ήταν μεγαλύτερη στα εκχυλίσματα ίδιας αναλογίας διαλυτών που προέκυψαν όμως με υποβοήθηση από υπερήχους (47,4±4,7 g φλαβονοειδών/kg ξηρού φυτού). Σε αυτόν τον τύπο εκχυλισμάτων υπολογίστηκε υψηλότερη συγκέντρωση των πιο πολικών φλαβονοειδών που ταυτοποιήθηκαν ανά kg ξηρού φυτού. Αντίθετα, τα υπόλοιπα πέντε ταυτοποιημένα φλαβονοειδή βρίσκονταν σε υψηλότερες συγκεντρώσεις στα εκχυλίσματα σταθερής κλίνης ημιδιαλείποντος έργου. Στη συνέχεια, τα παραγόμενα εκχυλίσματα υπέστησαν μικροεγκλεισμό μέσω ξήρανσης με ψεκασμό για την παραγωγή ξηρών κόνεων. Η διεργασία αυτή, παρέχει τη δυνατότητα προστασίας και ελεγχόμενης απελευθέρωσης των εγκλεισμένων συστατικών. Οι φορείς εγκλεισμού που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η μαλτοδεξτρίνη (MD) και το αραβικό κόμμι (GA). Σκοπός ήταν η εύρεση των βέλτιστων συνθηκών παραγωγής του μίγματος τροφοδοσίας και λειτουργίας του ξηραντήρα με ψεκασμό για τις οποίες επιτυγχάνεται μέγιστη απόδοση (Microencapsulation Yield, MEY (%)) και αποτελεσματικότητα μικροεγκλεισμού (Microencapsulation Efficiency, MEE (%)) των προς εγκλεισμό συστατικών. Έτσι, οι παράμετροι που εξετάστηκαν σε αυτά τα πειράματα ήταν η θερμοκρασία εισόδου του αέρα ξήρανσης (140 ˚C και 160 ˚C), η διαφορετική αναλογία εγκλειστικών μέσων MD:GA ((1:0), (4:1) και (2:1)) και η περιεκτικότητα των παραγόμενων μικροκαψουλών σε ενεργά συστατικά (5%, 10% και 20% core). Η αποτελεσματικότητα μικροεγκλεισμού του RA (MEE≥92,40±0,04%) και των φλαβονοειδών (ΜΕΕ≥90,36±0,04%) ήταν ιδιαίτερα υψηλή αντίστοιχα σε όλα τα πειράματα. Για τα υδατικά εκχυλίσματα προέκυψε μεγαλύτερη MEY και ΜΕΕ των βιοδραστικών συστατικών όταν το εγκλειστικό μέσο ήταν MD:GA σε αναλογία 4:1, η θερμοκρασία εισόδου αέρα ξήρανσης 160 ˚C και η περιεκτικότητα σε core 10%. Συγκεκριμένα, το RA είχε MEY=100,00±4,40% και τα φλαβονοειδή αντίστοιχα ΜΕY=96,90±0,01% ενώ οι τιμές που αφορούσαν την ΜΕΕ υπολογίστηκαν ίσες με 97,93±0,13% και 97,41±0,22%. Τα ακετονικά εκχυλίσματα αλλά και τα μίγματα διαλυτών (ακετόνη:νερό και αιθανόλη:νερό) περιέχουν φαινολικά διτερπένια τα οποία είναι άπολα και συγχρόνως ευοξείδωτα συστατικά. Λόγω της απουσίας οργανικών διαλυτών στο τελικό μίγμα τροφοδοσίας, αλλά και λόγω της υψηλής θερμοκρασίας, ο μικροεγκλεισμός αυτών των συστατικών με την μέθοδο της ξήρανσης με ψεκασμό κρίθηκε δυσχερέστερος. Στην περίπτωση των μιγμάτων, βέλτιστη αναλογία φορέων εγκλεισμού θεωρήθηκε η MD:GA (4:1). Συγκεκριμένα, η ΜΕΥ και η ΜΕΕ του συνόλου των βιοδραστικών συστατικών ήταν υψηλότερη όταν τα αρχικά εκχυλίσματα προερχόταν από μίγμα αιθανόλης:νερού. Για το RA, τα φλαβονοειδή και τα TPD οι MEY αντίστοιχα υπολογίστηκαν 99,09±1,19%, 95,48±8,03% και 84,79±1,32%. Οι αντίστοιχες τιμές για την ΜΕΕ υπολογίστηκαν 97,20±0,71%, 91,52±0,86% και 52,59±0,95%. Στις κόνεις από ακετονικά εκχυλίσματα η παράμετρος που εξετάστηκε ήταν η περιεκτικότητα σε πυρήνα (%core) σε σταθερή θερμοκρασία 140 ˚C και αναλογία φορέων MD:GA (2:1). Από τα πειράματα κρίθηκε βέλτιστη η χαμηλότερη περιεκτικότητα σε πυρήνα (5% core) και συγκεκριμένα όσο αφορά τα TPD, η ΜΕΥ υπολογίστηκε ίση με 89,70±1,00% και η ΜΕΕ=76,35±0,76%. Επιπρόσθετα, οι κόνεις ελέγχθηκαν ως προς τη διατηρησιμότητα των φαινολικών συστατικών σε διάστημα περίπου ενός ή έξι μηνών. Σε διάστημα 28 ημερών, οι κόνεις που είχαν εγκλεισμένα συστατικά από υδατικά εκχυλίσματα πειραματικής κλίμακας δεν είχαν υποστεί σημαντική υποβάθμιση. Αντίθετα, σε διάστημα εξαμήνου (197 ημέρες), όπου εξετάστηκαν οι κόνεις που παρασκευάστηκαν δοκιμαστικά με το υδατικό εκχύλισμα μεγαλύτερης κλίμακας, διαπιστώθηκε υποβάθμιση ιδιαίτερα των φλαβονοειδών. Σχετικά με την διατηρησιμότητα των φαινολικών διτερπενίων στις κόνεις αναφέρεται ότι ήταν εμφανής η μετατροπή του καρνοσικού οξέος σε καρνοσόλη, λόγω οξείδωσης. Συγκεκριμένα, η σκόνη με περιεκτικότητα 5% core συνεχίζει να έχει υψηλότερες αποδόσεις εγκλεισμού φαινολικών διτερπενίων αλλά η υποβάθμιση της είναι μεγαλύτερη από την σκόνη υψηλότερης περιεκτικότητας σε ενεργά συστατικά (10% core). Επιπλέον, μελετήθηκε η διατηρησιμότητα των βιοδραστικών συστατικών του δεντρολίβανου με την ενσωμάτωση ελαιοδιαλύματος αυτών σε γαλακτώματα (o/w) τα οποία αποθηκεύτηκαν σε κλιβάνους των 15 και των 37 ˚C και αναλύθηκαν στην διάρκεια 21 ημερών. Συγκεκριμένα, το καρνοσικό οξύ αποικοδομήθηκε πλήρως σε διάστημα 15 ημερών στην θερμοκρασία των 37 ˚C ενώ στους 15 ˚C δεν επήλθε πλήρης αποικοδόμηση στο διάστημα όπου πραγματοποιήθηκαν οι έλεγχοι. Λόγω της οξείδωσης, το καρνοσικό οξύ μετατρέπεται σε καρνοσόλη και άλλα φαινολικά διτερπένια και έτσι μια πιο ασφαλής προσέγγιση για τον έλεγχο της διατηρησιμότητας των φαινολικών διτερπενίων στα γαλακτώματα είναι η μέτρηση του συνόλου των παραγώγων. Στο διάστημα που γίνεται η μελέτη διατηρησιμότητας των συστατικών στα γαλακτώματα τα TPD ακολουθούν κινητική μηδενικής τάξης με ρυθμό υποβάθμισης στην θερμοκρασία των 37 και των 15 ˚C αντίστοιχα ίσο με k₃₇=60,774 days ̄ ¹ και k₁₅=36,768 days ̄ ¹. Αντίστοιχα για το RA, το οποίο ακολουθεί κινητική υποβάθμισης πρώτης τάξης, ο ρυθμός υποβάθμισης στους 37 ˚C υπολογίστηκε ίσος με k₃₇=0,020 days ̄ ¹ ενώ στους 15 ˚C ίσος με k₁₅=0,016 days ̄ ¹. Ίδιας τάξης κινητική ακολουθούν και τα φλαβονοειδή με ρυθμούς υποβάθμισης ίσους με k₃₇=0,017 days ̄ ¹ και k₁₅=0,013 days ̄ ¹. Τέλος, παρασκευάστηκαν τρεις διαφορετικές καλλυντικές κρέμες (w/o) με εμπλουτισμένη την λιπαρή ή/και την υδατική φάση σε βιοδραστικά συστατικά από τα εκχυλίσματα του δεντρολίβανου με σκοπό τον έλεγχο σταθερότητας αυτών. Συγκεκριμένα, παρασκευάστηκε μια κρέμα χωρίς βιοδραστικά συστατικά (κρέμα Blank), μια κρέμα εμπλουτισμένη με φαινολικά διτερπένια (κρέμα 1), μια με ροσμαρινικό οξύ και φλαβονοειδή (κρέμα 3) και τέλος μια με το σύνολο των βιοδραστικών συστατικών του δεντρολίβανου (κρέμα 2). Οι κρέμες υποβλήθηκαν σε ταχείες αναλύσεις Folin-Ciocalteu και DPPH αλλά και σε HPLC για την εξέταση του φαινολικού περιεχομένου τους. Υψηλότερες αποδόσεις σε φαινολικά συστατικά επιτεύχθηκαν στην καλλυντική σύνθεση που διέθετε και τις δύο φάσεις εμπλουτισμένες με εκχύλισμα δεντρολίβανου (κρέμα 2). Συγκεκριμένα, συγκριτικά με τις θεωρητικές τιμές συγκέντρωσης με βάση τις οποίες παρασκευάστηκε η συγκεκριμένη σύνθεση, η απόδοση σε TPD ήταν 98,51±2,29%, σε RA 93,59±0,01% και σε ολικά φλαβονοειδή 65,97±0,00%. Η κρέμα αυτή εμφάνισε και υψηλότερη αντιοξειδωτική δράση μέσω της ανάλυσης DPPH (8,77±0,32 g trolox/kg κρέμας) και το υψηλότερο ολικό φαινολικό περιεχόμενο (Total phenolic content, TPC) μέσω της ανάλυσης Folin-Ciocalteu (TPC=2,60±0,14 g GAE/kg κρέμας). Όσον αφορά το pH βέλτιστη τιμή διαθέτει η κρέμα 2 (pH=6,58±0,10) συμπεραίνοντας ότι η προσθήκη υδατικού εκχυλίσματος δεντρολίβανου αλλά και ελαιοδιαλύματος φαινολικών διτερπενίων συμβάλει στα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καλλυντικών. Τέλος, ελέγχθηκε η διατηρησιμότητα της αντιοξειδωτικής δράσης και των ολικών φαινολών μετά από 51 ημέρες από την παρασκευή των κρεμών. Στο χρονικό διάστημα αυτό το ολικό φαινολικό περιεχόμενο μειώθηκε στις κρέμες 2 και 3 ενώ στην κρέμα 1 διατηρήθηκε πρακτικά σταθερό καθώς η τιμή αυτού ήταν αρχικά ΤPC₀=0,76±0,09 g GAE/kg κρέμας και μεταβλήθηκε σε TPC₅₁=0,76±0,05 g GAE/kg κρέμας. Ανάλογα ήταν και τα αποτελέσματα που αφορούσαν την αντιοξειδωτική δράση με κατακόρυφη μείωση αυτής στην κρέμα 2, αφού από 8,77±0,32 g trolox/kg κρέμας μειώθηκε σε 4,73±0,21 g trolox/kg κρέμας. Αντίθετα, η αντιοξειδωτική δράση της κρέμας 1 διατηρήθηκε ικανοποιητικά καθώς από 2,20±0,14 g trolox/kg κρέμας μειώθηκε μόλις στα 1,93±0,03 g trolox/kg κρέμας. Το παραπάνω αιτιολογείται από το γεγονός ότι τα βιοδραστικά συστατικά σε αυτή την σύνθεση είχαν ενσωματωθεί μέσα σε έλαιο (Medium chain triglyceride, MCT) ενώ στις άλλες δύο συνθέσεις βρίσκονταν σε διασπορά με αποτέλεσμα την ταχύτερη υποβάθμιση τους.	el
heal.abstract	Plant extracts are a rich source of bioactive compounds, such as polyphenols, and have remarkable antioxidant activity. For this reason, they are widely used in the cosmetic, food and pharmaceutical industries. Rosemary is an aromatic plant of the family Lamiaceae and specifically a perennial evergreen, green shrub. Due to its bioactive components (terpenes, flavonoids and phenolic acids), its extracts have excellent antioxidant, anti-cancer, antimicrobial, anti-inflammatory and chemoprotective action. In the present diploma thesis, the effectiveness of two different methods of rosemary leaf extraction was examined. These methods were: semi-batch extraction in a fixed bed reactor and ultrasound-assisted extraction. Also, the use of different solvents (acetone 100%, water 100%, acetone:water (80:20) and ethanol:water (60:40)) was considered as a parameter of extraction efficiency. In order to test the effectiveness of each method, some analyses were performed. Specifically, the DPPH method was used to measure the antioxidant activity of the extracts and the results were expressed in trolox equivalents. Then, their content of total phenolic compounds was studied by the Folin-Ciocalteu method and the results were expressed as gallic acid equivalents (GAE). Finally, the extracts were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) to identify and quantify the major phenolic components. The DPPH test showed that the extract that had the best antioxidant activity was that of acetone:water in a ratio of 80:20 from a semi-batch extraction in a fixed bed reactor (127.3±4.5 g trolox/kg dried plant). Respectively, based on the Folin-Ciocalteu test, the highest content of total phenols was found to have the acetone:water (80:20) extract produced by ultrasonic-assisted extraction (64.5±6.0 g GAE/kg dried plant). HPLC analysis identified the main components of rosemary extracts which were rosmarinic acid, carnosol and carnosic acid with respective average retention times: 35.31±0.53 min, 53.14±1.42 min and 55.40±0.31 min. In addition, secondary components were identified, specifically in elution order the polar flavonoids: nepitrin, homoplantaginin and isoscutellarein as well as the non-polar flavonoids: cirsimaritin, ladanein, genkwanin, salvigenin and 4’-Methoxytectochrysin. In addition to carnosic acid and carnosol, another phenolic diterpene, methyl carnosate, which elutes after carnosic acid, has been identified. Regarding the quantification of the components, a higher concentration of total phenolic diterpenes (TPD) was obtained in the extracts of acetone:water (80:20) in a fixed bed (18.2±0.3 g TPD/kg dried plant). Rosmarinic acid (RA) was also found to have a higher content in acetone: water (80:20) extracts (21.3±1.2 g RA/kg dried plant) while flavonoids were higher in extracts of the same proportion of solvents by ultrasonic-assisted extraction (47.4±4.7 g flavonoids/kg dried plant). In this type of extract, was calculated the higher concentration of the polar flavonoids that identified. In contrast, the other five identified flavonoids were found in higher concentrations in extracts from the fixed bed reactor. The produced extracts were then microencapsulated by spray drying in order to produce dry powders. This process enables the protection and controlled release of encapsulated components. Maltodextrin (MD) and gum arabic (GA) were used as wall materials. The aim was to find the optimal production conditions of the feed solution and operation of the spray dryer for which maximum efficiency (microencapsulation yield, MEY (%) and microencapsulation efficiency, MEE (%)) of the components to be encapsulated are achieved. Thus, the parameters examined in these experiments were the inlet air temperature (140 and 160 ˚C), the different ratio of the wall materials MD:GA ((1:0), (4:1) and (2:1)) and the concentration of the active components (5%, 10% and 20% core). The microencapsulation efficiency of RA (MEE≥ 92.40±0.04%) and flavonoids (MEE≥ 90.36±0.04%) was very high in all experiments. For the aqueous extracts higher MEY and MEE of the bioactive components were obtained in the case that the wall material was MD:GA in a ratio of 4:1, the inlet air temperature was 160 ˚C and the core content 10%. Specifically, RA had MEY=100.00±4.40% and flavonoids respectively MEY=96.90±0.01% while the values for MEE were calculated equal to 97.93±0.13% and 97.41±0.22%. Acetone extracts and extracts of mixtures of solvents (acetone:water and ethanol:water) contain phenolic diterpenes which are non-polar and at the same time easily oxidized components. Due to the absence of organic solvents in the final feed mixture but also to the high temperature, the microencapsulation of these components by the spray drying method was considered more difficult. The optimal ratio of wall materials was considered MD:GA (4:1) in the case of mixtures. Specifically, the efficiency and microencapsulation efficiency of all bioactive components was higher when the initial extracts were derived from a mixture of ethanol:water. Τhe MEYs for RA, flavonoids and TPD were calculated at 99.09±1.19%, 95.48±8.03% and 84.79±1.32%, respectively. The corresponding values for the MEE were calculated at 97.20±0.71%, 91.52±0.86% and 52.59±0.95%. In powders from acetone extracts the parameter examined was the core content (% core) with a constant temperature of 140 ˚C and MD:GA carrier ratio (2:1). From the experiments the lowest core content (5% core) was considered optimal and specifically regarding the TPD, MEY was calculated equal to 89.70±1.00% and MEE=76.35±0.76%. In addition, the powders were tested for the shelf life of phenolic components over a period of about one or six months. Within 28 days, the powders contained in the aqueous extracts of the experimental scale had not been significantly degraded. On the contrary, in a period of six months (197 days), when the powders prepared experimentally with the larger scale aqueous extract were examined, degradation of flavonoids in particular was observed. Regarding the shelf life of phenolic diterpenes, it is reported that the conversion of carnosic acid to carnosol due to oxidation in powders was evident. In particular, powder with a 5% core content continues to have higher phenolic diterpene encapsulation yields but its degradation is greater than that of a powder with a higher content of core material (10%). In addition, the shelf life of rosemary bioactive compounds was studied by incorporating their oil solution into emulsions (o/w) which were stored in 15 and 37 ˚C ovens and analyzed over 21 days. Specifically, the carnosic acid was completely degraded in a period of 15 days at a temperature of 37 ˚C while at 15 ˚C there was no complete degradation in the period where the tests were performed. Due to oxidation, carnosic acid is converted to carnosol and other phenolic diterpenes and thus a safer approach to controlling the retention of phenolic diterpenes in emulsions is to measure all derivatives. During the study of the shelf life of the components in the emulsions, the TPD follow a zero order kinetics with a rate of degradation at a temperature of 37 and 15 ˚C, respectively equal to k₃₇=60.774 days ̄ ¹ and k₁₅=36.768 days ̄ ¹. Respectively for RA, which follows first order degradation kinetics, the degradation rate at 37 ˚C was calculated equal to k₃₇=0.020 days ̄ ¹ while at 15 ˚C equal to k₁₅=0.016 days ̄ ¹. Flavonoids with the same degree of kinetics follow with degradation rates equal to k₃₇=0.017 days ̄ ¹ and k₁₅=0.013 days ̄ ¹. Finally, three different cosmetic creams (w/o) were prepared enriched with the fatty and/or aqueous phase in bioactive components from rosemary extracts in order to control their stability. Specifically, a cream without bioactive compounds was prepared (Blank cream), a cream enriched with phenolic diterpenes (cream 1), one with rosmarinic acid and flavonoids (cream 3) and finally one with all the bioactive compounds of rosemary (cream 2). The creams were subjected to rapid Folin-Ciocalteu and DPPH analyses as well as HPLC analysis to examine their phenolic content. Higher yields in phenolic components were achieved in the cosmetic formulation that had both phases enriched with rosemary extract (cream 2). Specifically, compared to the theoretical concentration values on the basis of which this composition was prepared, the yield in TPD was 98.51±2.29%, in RA 93.59±0.01% and in total flavonoids 65.97±0.00%. This cream also showed higher antioxidant activity through DPPH analysis (8.77±0.32 g trolox /kg cream) and higher total phenolic content through Folin-Ciocalteu analysis (TPC=2.60±0.14 g GAE/kg cream). Regarding the pH, the cream 2 has the best value (pH=6.58±0.10) concluding that the addition of aqueous rosemary extract and phenolic diterpene oil solution contributes to the quality characteristics of the cosmetics. Finally, the shelf life of the antioxidant activity and total phenols was tested after 51 days from the production of the creams. During this time the total phenolic content decreased in creams 2 and 3 while in cream 1 it remained practically constant as its value was initially ΤPC₀=0.76±0.09 g GAE/kg cream and changed to TPC₅₁=0.76±0.05 g GAE/kg cream. The results regarding the antioxidant activity were similar with a vertical reduction of it in cream 2, since it decreased from 8.77±0.32 g trolox/kg cream to 4.73±0.21 g trolox/kg cream. In contrast, the antioxidant activity of cream 1 was satisfactorily maintained as it decreased from 2.20±0.14 g trolox/kg cream to just 1.93±0.03 g trolox/kg cream This is justified by the fact that the bioactive components in this composition were incorporated into a medium chain triglyceride oil (MCT) while in the other two compositions they were dispersed resulting in their faster degradation.	en
heal.advisorName	Ωραιοπούλου, Βασιλική	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Τσόπελας, Φώτιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	177 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false