Απομόνωση πρωτεϊνών από παραπροϊόντα και υπολείμματα της βιομηχανίας ζυθοποιίας

Τσαρουχά, Χρυσούλα; Tsaroucha, Chrysoula

dc.contributor.author	Τσαρουχά, Χρυσούλα	el
dc.contributor.author	Tsaroucha, Chrysoula	en
dc.date.accessioned	2022-02-06T12:38:29Z
dc.date.available	2022-02-06T12:38:29Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54564
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22262
dc.rights	Default License
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Πρωτεΐνες	el
dc.subject	Ζυθοποιία	el
dc.subject	Μπύρα	el
dc.subject	Υπέρηχοι	el
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Pproteins	en
dc.subject	Brewery	en
dc.subject	Beer	en
dc.subject	Ultrasound	en
dc.title	Απομόνωση πρωτεϊνών από παραπροϊόντα και υπολείμματα της βιομηχανίας ζυθοποιίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-06
heal.abstract	Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της απομόνωσης πρωτεϊνών από παραπροϊόντα ζυθοποιίας με στόχο τη δημιουργία πρωτεϊνούχων εκχυλισμάτων που δυνητικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία τροφίμων. Ο σύγχρονος τρόπος ζωής και η αναγκαιότητα κάλυψης των διατροφικών αναγκών του παγκόσμιου πληθυσμού σε πρωτεΐνες σε συνδυασμό με την τάση υιοθέτησης ενός vegan τρόπου ζωής, οδηγούν στη μελέτη απομόνωσης πρωτεϊνών από εναλλακτικές πηγές όπως είναι τα παραπροϊόντα του αγροδιατροφικού τομέα. Τα παραπροϊόντα της βιομηχανίας της ζυθοποιίας είναι πλούσια πηγή φυτικών πρωτεϊνών. Πιο συγκεκριμένα οι εξαντλημένοι σπόροι κριθαριού (BSG) κατά μέσο όρο εμπεριέχουν 20% πρωτεΐνες ανά ξηρό βάρος, ενώ τα υπολείμματα της εξαντλημένης μαγιάς (BSY) 50% σε ξηρό βάρος. Οι πρωτεΐνες είναι βιομόρια χρήσιμα τόσο εξαιτίας της θρεπτικής τους αξίας όσο και των λειτουργικών τους ιδιοτήτων. Στη συγκεκριμένη εργασία, για την απομόνωση των πρωτεϊνών από τους εξαντλημένους σπόρους κριθαριού μελετάται η επίδραση τριών διαφορετικών μεθόδων εκχύλισης, η συμβατική εκχύλιση υπό θέρμανση και ανάδευση, η εκχύλιση υποβοηθούμενη με υπερήχους και η εκχύλιση υποβοηθούμενη με ένζυμα. Στις δύο πρώτες εξετάζεται η χρήση τριών διαφορετικών διαλυτών, NaOH 0,1 M, Ethanol/NaOH (45:55) και Methanol/NaOH (45:55). Στις εκχυλίσεις υποβοηθούμενες με υπερήχους μελετάται η επίδραση δύο διαφορετικών αναλογίων στερεής βιομάζας διαλύτη 1:10 και 1:20, τριών διαφορετικών τιμών ισχύος υπερήχων 150 W, 450 W και 750 W και τριών χρόνων εκχύλισης 5, 10 και 20 λεπτά. Στην εκχύλιση υποβοηθούμενη με ένζυμα χρησιμοποιείται το ένζυμο Alcalase 2,4 L και εξετάζεται η επίδραση της συγκέντρωσης του ενζύμου για συγκεντρώσεις 10 mg και 20 mg, ο χρόνος της εκχύλισης 6, 12 και 24 ώρες και η χρήση BSG που έχουν υποστεί κατεργασία με τη βοήθεια υπερήχων και ακατέργαστων BSG. Επιπλέον μελετάται και η επίδραση των τριών προαναφερθέντων διαλυτών αλλά και η χρήση ρυθμιστικού διαλύματος φωσφορικών στην απομόνωση πρωτεϊνών από τα κύτταρα της εξαντλημένης μαγιάς με τη χρήση συμβατικής εκχύλισης και εκχύλισης υποβοηθούμενης με υπερήχους. Εκτός των παραπάνω πραγματοποιούνται μετρήσεις σχετικές με την αξιολόγηση των λειτουργικών ιδιοτήτων των εκχυλισμάτων που παραλαμβάνονται από τις συμβατικές εκχυλίσεις και τις εκχυλίσεις υποβοηθούμενες με υπερήχους των BSG. Συγκεκριμένα οι αναλύσεις που πραγματοποιούνται είναι η κατανομή μεγέθους σωματιδίων και η ικανότητα συγκράτησης νερού και ελαίου. Για το διαλύτη NaOH 0,1 M αποδεικνύεται πως η εκχύλιση υποβοηθούμενη με υπερήχους οδηγεί σε παρόμοια και καλύτερα αποτελέσματα απομόνωσης πρωτεϊνών εν συγκρίσει με τις συμβατικές εκχυλίσεις, αποδόσεις που εξασφαλίζονται σε μικρότερο χρόνο και χωρίς την παρουσία θερμότητας με τις βέλτιστες συνθήκες να είναι: αναλογία στερεής βιομάζας-διαλύτη 1:20, ισχύς υπερήχων 750 W και χρόνος εκχύλισης 20 λεπτά, οδηγώντας στην απομόνωση 61,39 ± 5,21 mg πρωτεΐνης/ g BSG. Για το διαλύτη Ethanol/NaOH (45:55), παρατηρείται πως η αναλογία 1:10 στερεής βιομάζας-διαλύτη εμφανίζει υψηλότερες αποδόσεις στις εκχυλίσεις υποβοηθούμενες με υπερήχους όπως επίσης και στις αποδόσεις πρωτεϊνικού περιεχομένου των συμβατικών εκχυλίσεων. Η καλύτερη συνθήκη εντοπίζεται για ισχύ 450 W και χρόνο εκχύλισης 20 λεπτά στην αναλογία 1:10 και διαμορφώνεται στην τιμή 20,14 ± 2,25 mg πρωτεΐνης/g BSG. Στην περίπτωση του διαλύτη Methanol/NaOH (45:55) ομοίως φαίνεται πως η αναλογία 1:10 οδηγεί σε υψηλότερες αποδόσεις όσον αφορά στις συμβατικές εκχυλίσεις, ενώ η εκχύλιση υποβοηθούμενη με υπερήχους δεν παρουσιάζει θετική επίδραση στην απομόνωση πρωτεϊνών σε σχέση με τη συμβατική εκχύλιση, με μοναδική συνθήκη να προσεγγίζει περισσότερο τα αποτελέσματα της συμβατικής εκχύλισης εκείνη για αναλογία 1:10 και ισχύ υπερήχων 450 W και χρόνο 20 λεπτά. Όσον αφορά στις εκχυλίσεις υποβοηθούμενες με ένζυμα, η χρήση των ακατέργαστων BSG οδηγεί συνολικά και για τους τρεις χρόνους εκχύλισης σε καλύτερες αποδόσεις σε πρωτεϊνικό περιεχόμενο. Επιπλέον παρατηρείται πως η αύξηση του χρόνου της εκχύλισης συμβάλλει στην αύξηση της απομόνωσης των πρωτεϊνών, με την εκχύλιση των 24 ωρών να οδηγεί σε απομόνωση 20,15 mg πρωτεΐνης/g BSG. Τέλος, αποδεικνύεται πως η μεγαλύτερη συγκέντρωση αλκαλάσης δε συμβάλλει θετικά στην αύξηση του πρωτεϊνικού περιεχομένου ανά γραμμάριο BSG. Όσον αφορά στις εκχυλίσεις της BSY παρατηρείται πως οι συμβατικές εκχυλίσεις οδήγησαν σε χαμηλότερο πρωτεϊνικό περιεχόμενο εξαιτίας του μεγάλου χρόνου κατεργασίας, ενώ η μεγαλύτερη απόδοση σε πρωτεΐνη λαμβάνεται για την εκχύλιση υποβοηθούμενη με υπερήχους και διαλύτη NaOH 0,1 Μ με απόδοση σε πρωτεϊνικό περιεχόμενο 35,84 mg πρωτεΐνης/ g BSY και αμέσως πιο αποδοτικός διαλύτης αποδεικνύεται Methanol/NaOH (45:55) και οδηγεί σε απομόνωση 32,39 mg πρωτεΐνης /g BSY. BSY. Τέλος τα εκχυλίσματα που προκύπτουν από τις εκχυλίσεις υποβοηθούμενες με υπερήχους, παρουσιάζουν βελτιωμένες λειτουργικές ιδιότητες, γεγονός που τα καθιστά αξιοποιήσιμα στο πεδίο της βιομηχανίας τροφίμων.	el
heal.advisorName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	97 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false