Μελέτη βιοδραστικών εκχυλισμάτων δίκταμου και εφαρμογή σε ελαιόλαδο προστιθέμενης διατροφικής αξίας

Πετρίδου, Δήμητρα; Petridou, Dimitra

dc.contributor.author	Πετρίδου, Δήμητρα	el
dc.contributor.author	Petridou, Dimitra	en
dc.date.accessioned	2024-02-23T08:50:57Z
dc.date.available	2024-02-23T08:50:57Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58943
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26639
dc.rights	Default License
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Δίκταμο	el
dc.subject	Ελαιόλαδο	el
dc.subject	Θυμοκινόνη	el
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Dittany	en
dc.subject	Olive oil	en
dc.subject	Thymoquinone	en
dc.title	Μελέτη βιοδραστικών εκχυλισμάτων δίκταμου και εφαρμογή σε ελαιόλαδο προστιθέμενης διατροφικής αξίας	el
dc.title	Analysis of bioactive extracts of dittany and application to olive oil of added nutritional value supplements	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημεία Τροφίμων	el
heal.classification	Μηχανική Τροφίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-09-28
heal.abstract	Το δίκταμο (Origanum dictamnus) είναι ένα ελληνικό ενδημικό αρωματικό φυτό, το οποίο ανήκει στην οικογένεια των χειλανθών (Lamiaceae). Φυτρώνει αποκλειστικά στα βουνά της Κρήτης, ενώ χρησιμοποιείται από τα αρχαία χρόνια ως αφέψημα, για την ίαση πλήθους ασθενειών. Οι ευεργετικές του ιδιότητες αποδίδονται στα βιοδραστικά του συστατικά, κυρίως στους δευτερογενείς μεταβολίτες του, δηλαδή τα τερπενοειδή και τις φαινολικές ουσίες. Στις εν λόγω ενώσεις εστιάζεται το επιστημονικό ενδιαφέρον, λόγω των εξαιρετικών αντιοξειδωτικών ιδιοτήτων τους. Παραλαμβάνονται είτε μέσω εκχυλισμάτων του φυτού είτε μέσω του αιθέριου ελαίου του. Τα κύρια τερπενοειδή του δίκταμου είναι η θυμοκινόνη και τα παράγωγά της, η καρβακρόλη και το ισομερές της (θυμόλη) και το p–κυμένιο. Όσον αφορά τις φαινολικές ουσίες, στο δίκταμο εντοπίζονται κατά κύριο λόγο το καφεϊκό οξύ και τα παράγωγά του (ροσμαρινικό, λιθοσπερμικό οξύ κ.λπ.), και φλαβονοειδή. Οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες των παραπάνω σχετίζονται κυρίως με την ύπαρξη ενός ή παραπάνω υδροξυλίων (-ΟΗ) στο μόριό τους. Εξαίρεση αποτελεί η θυμοκινόνη, καθώς, παρά την απουσία ομάδας που δρα ως δότης υδρογόνου, έχει αποδειχθεί ότι επιδεικνύει σημαντική αντιοξειδωτική δράση, πιθανόν λόγω της μετατροπής της σε υδρογονωμένα παράγωγα ή λόγω της συνέργειας που εμφανίζει με άλλες ουσίες. Όλα τα παραπάνω οδηγούν στο συμπέρασμα ότι η χαρτογράφηση του δίκταμου ως προς τα εκχυλίσιμα συστατικά του έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Αυτό αποτέλεσε τον πρώτο κύκλο πειραμάτων της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Πραγματοποιήθηκε εκχύλιση του φυτού σε εκχυλιστήρα ημιδιαλείποντος έργου, χρησιμοποιώντας 2 διαδοχικούς διαλύτες, έναν χαμηλής (ακετόνη) και έναν υψηλής (νερό) πολικότητας και εξετάστηκε το συνολικό φαινολικό περιεχόμενο του δίκταμου, μέσω της μεθόδου Folin – Ciocalteu. Αποδείχθηκε ότι, στο υδατικό εκχύλισμα, περιέχεται υψηλή ποσότητα φαινολικών συστατικών (370 mg GAE/g ξηρού εκχυλίσματος). Έπειτα, μετρήθηκε η αντιριζική ικανότητα του φυτού, μέσω της αντίδρασης με την ελεύθερη ρίζα DPPH. Από εκεί προέκυψε ότι το εκχύλισμα νερού διαθέτει υψηλότερη αντιριζική ικανότητα (578 mg Trolox/g εκχυλίσματος), συγκριτικά με το εκχύλισμα ακετόνης (192 mg Trolox/g εκχυλίσματος). Μέσω ανάλυσης HPLC, εντοπίστηκαν και ποσοτικοποιήθηκαν τα κύρια συστατικά που περιείχαν τα εκχυλίσματα. Στο εκχύλισμα ακετόνης εντοπίστηκαν κυρίως η θυμοκινόνη και η καρβακρόλη, με συγκέντρωση 22 και 257 mg/g εκχυλίσματος αντίστοιχα. Στο υδατικό εκχύλισμα, εντοπίστηκε σημαντική ποσότητα φλαβονοειδών (86 mg quercetin/g εκχυλίσματος), ροσμαρινικού οξέος (27 mg/g εκχυλίσματος) και παραγώγων καφεϊκού οξέος (46 mg/g εκχυλίσματος). Πραγματοποιήθηκε κινητική μελέτη της παραλαβής των φαινολικών συστατικών στα 2 εκχυλίσματα, ενώ έγινε και μελέτη της εκχύλισης της θυμοκινόνης και καρβακρόλης στο ακετονικό εκχύλισμα. Όσον αφορά την παραλαβή των φαινολικών ουσιών στο εκχύλισμα ακετόνης, σε χρόνο 15 λεπτών έχει εκχυλιστεί η πλειοψηφία τους από τον διαλύτη (80%). Το ίδιο παρατηρήθηκε και στην παραλαβή της θυμοκινόνης και της καρβακρόλης, καθώς σε 15 λεπτά, παραλαμβάνεται όλη η διαθέσιμη ποσότητά τους. Από τα παραπάνω, προέκυψε ότι η ακετόνη είναι ένας κατάλληλος διαλύτης για την παραλαβή φαινολικών συστατικών από το δίκταμο, καθώς διεισδύει γρήγορα και εύκολα στη μικροδομή του. Έγινε μαθηματική επεξεργασία των ανωτέρω αποτελεσμάτων μέσω εφαρμογής του 2ου νόμου του Fick για τη διάχυση, μέσω της οποίας προέκυψε ότι μεγάλο μέρος των συστατικών του δίκταμου, εκχυλίζεται από τον εξωτερικό φλοιό της μικροδομής του. Μέσω της χρονικής μελέτης της εκχύλισης των φαινολικών ουσιών με διαλύτη το νερό, προέκυψε ότι δεν υπάρχει σταθερή συμπεριφορά παραλαβής των ουσιών, λόγω της φύσης του διαλύτη. Επομένως, χρειάζεται περισσότερη διερεύνηση σχετικά με την ανάγκη για προεπεξεργασία του φυτού πριν την υδατική του εκχύλιση. Επόμενο στάδιο της πειραματικής διαδικασίας αποτέλεσε η παραλαβή του αιθέριου ελαίου του δίκταμου μέσω υδρο-ατμοαπόσταξης. Από το δίκταμο εξάχθηκε αιθέριο έλαιο απόδοσης 2.5%, στο οποίο έγινε ανάλυση GC-MS για τον εντοπισμό των ουσιών που περιέχει. Από την ανάλυση προέκυψε ότι το 56.4% του ελαίου είναι η καρβακρόλη, ενώ άλλα συστατικά που βρέθηκαν ήταν το p-κυμένιο (15.9%), το γ-τερπινένιο (14.5%) και άλλες ουσίες σε ίχνη, όπως για παράδειγμα το τρανς-καρυοφυλλένιο, το α-πινένιο κ.ά., ενώ η θυμοκινόνη εντοπίστηκε σε ποσοστό μόλις 0.7%. Έπειτα, έγινε δοκιμή Folin – Ciocalteu για την εύρεση φαινολικών συστατικών στο αιθέριο έλαιο, η οποία έδειξε ότι περιέχει 328 mg GAE/g αιθέριου ελαίου. Έχοντας υπ’ όψιν ότι, κατά τη διεργασία της απόσταξης, ορισμένοι υδρατμοί επανασυμπυκνώθηκαν και διαπέρασαν το φυτό, έγινε χαρτογράφηση του υδατικού υπολείμματος της διεργασίας το οποίο περιείχε φαινολικά συστατικά συγκέντρωσης 5.0 mg GAE/g φυτού, 4.6 mg αντιοξειδωτικών ουσιών/g φυτού , και μικρές ποσότητες ροσμαρινικού οξέος, καφεϊκού οξέος και φλαβονοειδών. Το απεσταγμένο δίκταμο ξηράνθηκε, κονιοποιήθηκε και υποβλήθηκε στις ίδιες εκχυλίσεις και αναλύσεις με προηγουμένως, για τη διερεύνηση της πιθανής επίδρασης της θερμικής επεξεργασίας του φυτού στα βιοδραστικά συστατικά του. Διαπιστώθηκε μείωση του φαινολικού περιεχομένου στα 2 εκχυλίσματα, της τάξης του 69% στο εκχύλισμα ακετόνης και 49% στο εκχύλισμα νερού. Προέκυψε το συμπέρασμα ότι μεγάλο μέρος των φαινολών καταστράφηκε λόγω της υψηλής θερμοκρασίας. Μικρή μείωση εμφάνισε και η αντιριζική ικανότητα των εκχυλισμάτων του απεσταγμένου φυτού. Από την ανάλυση HPLC του ακετονικού εκχυλίσματος, προέκυψε ότι το 92% της θυμοκινόνης έχει καταστραφεί λόγω της επιβολής θερμότητας, ενώ η εκχυλίσιμη ποσότητα της καρβακρόλης έχει μειωθεί κατά 95%, λόγω της απομάκρυνσής της στο αιθέριο έλαιο. Επιπλέον, το σύνολο των καροτενοειδών υπέστη 69% μείωση, λόγω της απόσταξης. Από την ανάλυση του υδατικού εκχυλίσματος του φυτού, όσον αφορά τη συγκέντρωση των παραγώγων του καφεϊκού οξέος, καθώς και των φλαβονοειδών, προέκυψε ότι μειώθηκαν κατά 21% και 30% αντίστοιχα. Αντίθετα, η συγκέντρωση του ροσμαρινικού οξέος προσδιορίστηκε κατά 50% υψηλότερη σε σχέση με το μη απεσταγμένο φυτό. Πιθανότατα, με τη διαβροχή και διόγκωση της μικροδομής φυτού κατά την απόσταξη, κατέστη πιο εύκολη η εκχύλιση του ροσμαρινικού οξέος από το εσωτερικό των κόκκων του κονιοποιημένου υλικού. Στον επόμενο κύκλο πειραμάτων, διερευνήθηκε η αντιοξειδωτική δράση του εκχυλίσματος ακετόνης σε ένα τρόφιμο. Το τρόφιμο στο οποίο ενσωματώθηκε το εκχύλισμα είναι το ελαιόλαδο. Σε αυτό ενσωματώθηκαν τα ακετονικά εκχυλίσματα δίκταμου ώστε να επιτευχθεί συγκέντρωση θυμοκινόνης 5 ppm και αυτά τα ελαιοδιαλύματα στη συνέχεια εμβολιάστηκαν με διάλυμα καθαρής θυμοκινόνης ώστε να παρασκευαστούν και οι συγκεντρώσεις 50 και 100 ppm. Επίσης παρασκευάστηκε και ελαιοδιάλυμα με καθαρή θυμοκινόνη (50 ppm). Eγινε μια προσπάθεια διερεύνησης της αντιοξειδωτικής δράσης της ουσίας και της γενικότερης συμπεριφοράς της σε ένα λιπιδικό σύστημα με πλήθος αντιοξειδωτικών συστατικών: αφενός τα φυσικά αντιοξειδωτικά του ελαιόλαδου (υδροξυτυροσόλη, τυροσόλη, ελευρωπαΐνη κ.λπ.), αφετέρου τα συστατικά των εκχυλισμάτων χαμηλής πολικότητας του δίκταμου. Τα ελαιοδιαλύματα υπέστησαν θερμική οξείδωση σε φούρνο θερμοκρασίας 70 °C και φωτοχημική οξείδωση σε θάλαμο ακτινοβόλησης με λάμπα υπεριώδους ακτινοβολίας και σε θερμοκρασία περιβαλλόντος. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων οξείδωσης εκφράστηκαν μέσω της μέτρησης του αριθμού υπεροξειδίων και, σε επιλεγμένα δείγματα, μέσω επιπλέον και της μέτρησης της p-ανισιδίνης, για την εύρεση των πρωτογενών και των δευτερογενών προϊόντων της οξείδωσης . Σε όλα τα δείγματα των θερμικών οξειδώσεων παρατηρήθηκε αύξηση των εν λόγω παραμέτρων με το χρόνο, ακολουθώντας δύο διακριτά στάδια: το πρώτο-αργό στάδιο (επώαση), όπου οι δείκτες οξείδωσης αυξάνονταν με πολύ αργό ρυθμό και στο δεύτερο-γρήγορο στάδιο κατά το οποίο παρατηρήθηκε ραγδαία αύξηση των δεικτών οξείδωσης. Ως παράμετρος της αντιοξειδωτικής δράσης κάθε φορά ορίστηκε η αύξηση της περιόδου επώασης, καθώς αντικατοπτρίζει την παράταση του χρόνου ζωής του ελαιοδιαλύματος. Παρατηρήθηκε ότι στα δείγματα με εκχυλίσματα του μη απεσταγμένου φυτού υπήρξε ραγδαία αύξηση του χρόνου επώασης, έως και 55% (στην περίπτωση των 100 ppm), ενώ εμφανίστηκε και αναλογική σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης της θυμοκινόνης στο σύστημα και της παράτασης της περιόδου επώασης. Αντίθετα, στα δείγματα του απεσταγμένου φυτού, ήδη από τη συγκέντρωση των 5 ppm θυμοκινόνης η επέκταση της περιόδου επώασης ήταν στο +58% και αυξήθηκε ελαφρά μέχρι το +66% στα 100 ppm, ενώ δεν παρατηρήθηκε δοσοεξαρτώμενη σχέση μεταξύ της περιεχόμενης θυμοκινόνης και της αντιοξειδωτικής ικανότητας σε επίπεδο πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης. Σε επίπεδο δευτερογενών η επέκταση της περιόδου επώασης κυμάνθηκε από +51% έως +73%. Η φωτοχημική οξείδωση χαρακτηρίστηκε από μία ενιαία κινητική, χωρίς την ύπαρξη περιόδου επώασης. Τα εκχυλίσματα περιόρισαν το ρυθμό φωτοχημικής υποβάθμισης του ελαίου αλλά σε χαμηλότερο βαθμό σε σχέση με τη θερμική οξείδωση, ενώ η συμπεριφορά των δειγμάτων ενάντια στην υπεριώδη ακτινοβολία ήταν ίδια. Κρίνοντας με βάση την ειδική ταχύτητα αύξησης του αριθμού των υπεροξειδίων στα δείγματα του μη απεσταγμένου δίκταμου, βρέθηκε ότι στην περίπτωση των 5 ppm θυμοκινόνης, υπάρχει μείωση του ρυθμού κατά 21%, ενώ στην περίπτωση των 50 ppm και 100 ppm θυμοκινόνης, η μείωση ήταν -42% και -46% αντίστοιχα. Τα δείγματα του απεσταγμένου δίκταμου ακολούθησαν παρόμοια πορεία, καθώς ο ρυθμός αύξησης των υπεροξειδίων κυμάνθηκε από -45% (50 ppm) έως και -48% (100 ppm), ενώ στα 5 ppm θυμοκινόνης, η μείωση ήταν ίση με 46%. Η καθαρή θυμοκινόνη σε κάθε περίπτωση οξείδωσης δεν επέδειξε καμία αντιοξειδωτική δράση. Άρα η ουσία αυτή καθαυτή δεν αποτελεί αντιοξειδωτικό. Μάλιστα, αποκλείεται και το ενδεχόμενο συνέργειάς της με τα φυσικά αντιοξειδωτικά του ελαιόλαδου. Τα δύο ακετονικά εκχυλίσματα δίκταμου περιέχουν είτε πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε αντιοξειδωτικά-φαινολικά συστατικά είτε σχετικά υψηλή συγκέντρωση σε φαινολικές ουσίες οι οποίες είναι αποδεδειγμένα αδρανείς ως αντιοξειδωτικά (π.χ. καρβακρόλη και θυμόλη). Παρολαυτά, τα δύο εκχυλίσματα επέδειξαν από αξιόλογη έως ισχυρή αντιοξεδιωτική δράση οπότε η αναγέννηση της φαινολικής μορφής της θυμοκινόνης προβάλλει ως η μόνη εξήγηση. Tα εκχυλίσματα του απεσταγμένου δίκταμου επέδειξαν την ισχυρότερη αντιοξειδωτική δράση. Ενώ με τη χρήση εκχυλισμάτων του μη απεσταγμένου φυτού, η περίοδος επώασης παρουσίασε αύξηση μεταξύ 26 και 55%, στην περίπτωση των εκχυλισμάτων του απεσταγμένου φυτού, η εν λόγω αύξηση κυμάνθηκε από 58-66%. Πιθανή αιτιολόγηση είναι η θυμοκινόνη να εμφανίζει συνέργεια με κάποιο συστατικό που περιέχεται και στο απεσταγμένο φυτό (π.χ. καροτενοειδή), ενώ παρουσία του αιθέριου ελαίου στο μη απεσταγμένο, να υπάρχει έντονη αντεργιστική δράση με συστατικά υψηλής περιεκτικότητας όπως η καρβακρόλη, ή το p-κυμένιο και κατ΄αυτόν τον τρόπο η αντιοξειδωτική δράση να εμφανίζεται χαμηλότερη. Συνοψίζοντας τα συμπεράσματα της συνολικής μελέτης, το δίκταμο περιέχει πλήθος αξιοποιήσιμων βιοδραστικών ουσιών, οι οποίες εμφανίζουν αντιοξειδωτικό χαρακτήρα, και παραλαμβάνονται από αυτό μέσω εκχυλίσεων με αυξανόμενης πολικότητας διαλύτες. Έπειτα από απόσταξη του φυτού με υδρατμούς για την παραλαβή του αιθερίου ελαίου του, φάνηκε ότι κάποια από αυτά τα συστατικά μετακινήθηκαν στο έλαιο (π.χ. καρβακρόλη), κάποια εκχυλίστηκαν ευκολότερα από το φυτό (π.χ. ροσμαρινικό οξύ), ενώ άλλα καταστράφηκαν μερικώς (π.χ. θυμοκινόνη). Το μη πολικό εκχύλισμα του δίκταμου αποδείχθηκε ότι εμποδίζει την υποβάθμιση του ελαιολάδου από αντιδράσεις οξείδωσης, λόγω της περιεχόμενης σε αυτό θυμοκινόνης. Μάλιστα, η αυξανόμενη συγκέντρωσή της στα συστήματα ελαιολάδου – εκχυλίσματος οδήγησε σε ισχυρότερη αντιοξειδωτική δράση, η οποία φάνηκε τόσο στα πρωτογενή, όσο και στα δευτερογενή προϊόντα οξείδωσης του συστήματος.	el
heal.abstract	Dittany (Origanum dictamnus) is a Greek endemic aromatic plant, which belongs to the Lamiaceae family. Dittany grows exclusively in the mountains of Crete, and has been used since ancient times as a decoction to cure many diseases. Its beneficial properties are attributed to its bioactive constituents, mainly its secondary metabolites, namely terpenoids and phenolic substances. These compounds are of great scientific interest because of their excellent antioxidant properties and are obtained either through extracts of the plant or through its essential oil. The main terpenoids of dittany are thymoquinone and its derivatives, carvacrol and its isomer (thymol) and p-cymene. Continuing with the non-volatile phenolic substances, in dittany the derivatives of caffeic acid (rosmarinic acid, lithospermic acid, etc.), and many flavonoids are mainly found in dittany. The antioxidant properties of the above are mainly related to the presence of one or more hydroxyls (-OH) in their molecule. An exception is thymoquinone, as, despite the absence of a hydrogen donor, it has been shown to exhibit significant antioxidant activity, probably due to its conversion to its reduced diphenolic form (dihydrothymoquinone) by reacting with other substances. All of the above leads to the conclusion that the mapping of dittany in terms of its extractable components is of particular interest. This constituted the first round of experiments in this thesis. Extraction of the plant was carried out in a semi-infinite project extractor, using 2 successive solvents, one of low (acetone) and one of high (water) polarity, and the total phenolic content of dittany was examined by the Folin - Ciocalteu method. The aqueous extract was found to contain a high amount of phenolic components (370 mg GAE/g dry extract). Then, the antiradical capacity of the plant was measured by the reaction with the free radical DPPH. This showed that the water extract has a higher anti-radical capacity (578 mg Trolox/g extract), compared to the acetone extract (192 mg Trolox/g extract). Through HPLC analysis, the main components contained in the extracts were identified and quantified. Thymoquinone and carvacrol were mainly identified in the acetone extract, with a concentration of 22 and 257 mg/g extract respectively. In the aqueous extract, a significant amount of flavonoids (86 mg quercetin/g extract), rosmarinic acid (27 mg/g extract) and caffeic acid derivatives (46 mg/g extract) were detected.A kinetic study of the uptake of phenolic constituents in the 2 extracts was carried out, and the extraction of thymoquinone and carvacrol in the acetone extract was also studied. Regarding the uptake of phenolic compounds in the acetone extract, within 15 minutes, the majority of them have been extracted from the solvent (80%). The same was observed in the uptake of thymoquinone and carvacrol, as in 15 minutes, all the available amount of them were extracted. From the above, it was concluded that acetone is a suitable solvent for the uptake of phenolic components from dittany, as it penetrates quickly and easily into the microstructure of the dittany. A mathematical interpretation of the above results was carried out by applying Fick's 2nd law of diffusion, through which it was found that a large part of the components of dittany is extracted from the outer cortex of its microstructure. Through the cinetic study of the extraction of phenolic substances with water as solvent, it was found that there is no stable extraction behaviour of the substances due to the nature of the solvent. Therefore, more investigation is needed on the need for pretreatment of the plant before its aqueous extraction. The next stage of the experimental procedure was the extraction of the essential oil of dittany through hydro-steam distillation. A 2.5% yield of essential oil was extracted from the dittany, in which GC-MS analysis was performed to identify the substances it contains. The analysis revealed that 56.4% of the oil is carvacrol, while other constituents found were p-cymene (15.9%), gamma-tertinene (14.5%) and other trace substances, for example, trans-caryophyllene, alpha-pinene, etc., while thymoquinone was detected at only 0.7%. A Folin - Ciocalteu test was performed to find phenolic constituents in the essential oil, which showed that it contains 328 mg GAE/g of essential oil. Considering that, during the distillation process, some water vapor reconcondensed and permeated the plant, the aqueous residue of the process was mapped containing phenolic components at a concentration of 5.0 mg GAE/g plant, 4.6 mg antioxidants/g plant , and small amounts of rosmarinic acid, caffeic acid and flavonoids. The distilled dittany was dried, pulverized and subjected to the same extractions and analyses as before, to investigate the possible effect of heat treatment of the plant on its bioactive components, as it is a by-product, which is potentially usable. A decrease in phenolic content was found in the 2 extracts, of 69% in the acetone extract and 49% in the water extract. It was concluded that much of the phenols were destroyed due to high temperature. A small decrease was observed in the anti radical capacity of the extracts of the distilled plant. After HPLC analysis of the acetone extract, it was found that 92% of the thymoquinone was destroyed due to the application of heat, while the extractable amount of carvacrol was reduced by 95% due to its removal in the essential oil. Also, the total carotenoids have suffered a 69% reduction due to distillation. A similar behaviour was observed from the analysis of the aqueous extract of the plant in terms of the concentration of caffeic acid derivatives and flavonoids, which decreased by 21% and 30% respectively. In contrast, the concentration of rosmarinic acid was determined to be 50% higher than in the undistilled plant. Presumably, by wetting and swelling the plant microstructure during distillation, it became easier to extract rosmarinic acid from inside the granules of the powdered material. In the next round of experiments, the antioxidant effect of acetone extract on a food was investigated. The food in which the extract was incorporated is olive oil, as it is a lipid system that naturally contains a number of natural antioxidants such as hydroxytyrosol, tyrosol or oleuropein. Acetone extracts of dittany were incorporated into olive oil to obtain a thymoquinone concentration of 5 ppm and these oil solutions were then inoculated with a solution of pure thymoquinone to prepare both 50 and 100 ppm thymoquinone concentrations. An attempt was also made to investigate the antioxidant activity of the substance and its general behaviour in a lipid system with a number of antioxidant components: on the one hand the natural antioxidants of olive oil and on the other hand the components of low-polarity extracts of dittany. The olive oil solutions were subjected to thermal oxidation in a 70 °C oven and photochemical oxidation in a UV lamp irradiation chamber at ambient temperature. The results of the oxidation experiments were expressed by measuring the peroxide value and, in selected samples, additionally by measuring p-anisidine value to find the primary and secondary oxidation products. In all samples of thermal oxidation, an increase in these parameters was observed with time, following two distinct stages: the first-slow stage (incubation), where the oxidation indexes increased very slowly, and the second-fast stage during which a rapid increase in oxidation indexes was observed. The parameter of antioxidant activity in each case was defined as the increase in the incubation period, as it reflects the prolongation of the shelf life of the oil solution. It was observed that in the samples with extracts of the undistilled plant there was a rapid increase in the incubation time, up to 55% (in the case of 100 ppm), and a proportional relationship between the concentration of thymoquinone in the system and the extension of the incubation period was also observed. In contrast, in the samples of the distilled plant, already from the concentration of 5 ppm thymoquinone the extension of the incubation period was at +58% and increased slightly up to +66% at 100 ppm, while no dose-dependent relationship was observed between the thymoquinone content and the antioxidant capacity at the level of primary oxidation products. At the level of secondary products, the extension of the incubation period ranged from +51% to +73%. The photochemical oxidation was characterized by a single kinetics, without the existence of an incubation period. The extracts limited the rate of photochemical degradation of the oil but to a lower extent than thermal oxidation, while the behaviour of the samples against UV radiation was the same. Judging by the specific rate of increase in the number of peroxides in the samples of undistilled dittany, it was found that in the case of 5 ppm thymoquinone, there was a 21% decrease in the rate, while in the case of 50 ppm and 100 ppm thymoquinone, the decrease was -42% and -46% respectively. The samples of distilled dittany followed a similar pattern, as the rate of increase in peroxide ranged from -45% (50 ppm) to -48% (100 ppm), while in the case of 5 ppm thymoquinone, the decrease was equal to 46%. Pure thymoquinone in each oxidation experiment did not exhibit antioxidant activity. So, the substance itself is not an antioxidant. In fact, the possibility of its synergy with the natural antioxidants of olive oil is excluded. The two acetone extracts of dittany contain either a very low content of antioxidant-phenolic components or a relatively high concentration of phenolic substances which are demonstrably inactive as antioxidants (e.g. carvacrol and thymol). Nevertheless, both extracts demonstrated from remarkable to strong antioxidant activity so the regeneration of the phenolic form of thymoquinone is put forward as the only explanation. Ultimately, the extracts of distilled dittany showed the strongest antioxidant activity. In fact, while using extracts of the undistilled plant, the incubation period showed an increase between 26 and 55%, in the case of extracts of the distilled plant, this increase ranged from 58-66%. Therefore, there is a possibility that thymoquinone may show synergy with a component also present in the distilled plant (e.g. carotenoids), while in the presence of the essential oil in the non-distilled plant, there may be a strong antioxidant activity with high content components such as carvacrol, or p-cymene, and thus the antioxidant activity may appear lower. Summarizing the conclusions of the overall study, dittany contains a variety of useful bioactive substances, which exhibit antioxidant activity, and are obtained from it through extraction with solvents of increasing polarity. After steam distillation of the plant to obtain its essential oil, it was found that some of these compounds were translocated to the oil (e.g. carbacrol), some were more easily extracted from the plant (e.g. rosmarinic acid), while others were partially destroyed (e.g. thymoquinone). The non-polar extract of dittany was shown to prevent the degradation of olive oil by oxidation reactions due to thymoquinone contained in it. In fact, its increasing concentration in the olive oil-extract systems led to a stronger antioxidant activity, which was seen in both primary and secondary oxidation products of the system.	en
heal.advisorName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Τσιμογιάννης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	197 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false