Υδρογέλες χιτοζάνης με ενσωματωμένα φυσικά προϊόντα: σύνθεση, μελέτη φυσικοχημικών και μηχανικών ιδιοτήτων και αξιολόγηση βιοδραστικότητας

Chinni, Salomi; Χίννη, Σαλώμη

dc.contributor.author	Chinni, Salomi	en
dc.contributor.author	Χίννη, Σαλώμη	el
dc.date.accessioned	2024-05-13T10:46:12Z
dc.date.available	2024-05-13T10:46:12Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59341
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27037
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	Υδρογέλες	el
dc.subject	Χιτοζάνη	el
dc.subject	Φυσικοί Βαθέως Ευτηκτικοί διαλύτες	el
dc.subject	Πράσινη χημεία	el
dc.subject	Αντίδραση Maillard	el
dc.title	Υδρογέλες χιτοζάνης με ενσωματωμένα φυσικά προϊόντα: σύνθεση, μελέτη φυσικοχημικών και μηχανικών ιδιοτήτων και αξιολόγηση βιοδραστικότητας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πράσινη Χημεία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-04
heal.abstract	Η πράσινη χημεία και οι πράσινοι διαλύτες επιστρατεύονται για την ανάπτυξη και τον σχεδιασμό χημικών διεργασιών που είναι φιλικές προς το περιβάλλον, οικονομικά βιώσιμες και ασφαλέστερες. Oι NADESs αποτελούν εναλλακτικά, πράσινα συστήματα με πολλαπλό ρόλο, καθώς δρουν ως διαλύτες, ως παράγοντες διασταύρωσης και ως μέσα ενίσχυσης και σταθεροποίησης της βιοδραστικότητας του τελικού συστήματος. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η πράσινη ανάπτυξη υδρογελών χιτοζάνης με τη χρήση ενός στοχευμένα σχεδιασμένου διαλύτη, ο οποίος δρα αποτελεσματικά ως εκχυλιστικό μέσο φύλλων ελιάς Καλαμών και του οποίου τα συστατικά αλληλεπιδρούν με τη χιτοζάνη μέσω της αντίδρασης Maillard, ενώ ταυτόχρονα λειτουργεί ως παράγοντας διασταύρωσης για τον σχηματισμό των υδρογελών μαζί με τις ανακτημένες βιοδραστικές ενώσεις. Ειδικότερα, χρησιμοποιείται ο πράσινος διαλύτης Γλυκόζη / Γαλακτικό οξύ / Νερό σε γραμμομοριακή αναλογία 1:5:6.2, ο οποίος απομονώνει τις βιοδραστικές ενώσεις, προσδίδει όξινο pH και διαλύει την χιτοζάνη, ενώ γλυκόζη και χιτοζάνη αλληλεπιδρούν προς την παραγωγή προϊόντων της αντίδρασης Maillard. Οι ομάδες αμίνης της χιτοζάνης αντιδρούν με τις καρβονυλομάδες της γλυκόζης του διαλύτη, μέσω της αντίδρασης MR, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται χημικά διασταυρωμένη υδρογέλη. Οι σχηματιζόμενες υδρογέλες μελετήθηκαν ως προς τις ιδιότητες τους, ενώ αξιολογήθηκε η βιοδραστικότητα τους, καθώς τα φύλλα ελιάς αποτελούν άφθονη πηγή βιοδραστικών ενώσεων και η αντίδραση Maillard εντείνει την αντιοξειδωτική δράση των τελικών προϊόντων. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η ικανότητα διόγκωσης των υδρογελών και η ικανότητα συγκράτησης νερού σε φυσιολογικές συνθήκες και σε συνθήκες που προσομοιάζουν το δέρμα και το στομάχι, ενώ αξιολογήθηκε η μηχανική και ρεολογική τους συμπεριφορά, η οποία καθορίζει την τελική χρήση των υλικών. Προκειμένου να προσδιοριστεί η αντιοξειδωτική δράση των τελικών προϊόντων εφαρμόστηκαν η μέθοδος αναστολής λιπιδικής υπεροξείδωσης - AAPH και ικανότητας δέσμευσης της ελέυθερης ρίζας DPPH. Επιπλέον, οι υδρογέλες χαρακτηρίστηκαν δομικά μέσω φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FT-IR), η οποία υπέδειξε την ύπαρξη αλληλεπιδράσεων μεταξύ του παράγοντα διασταύρωσης (NADES) και της χιτοζάνης, μέσω της αντίδρασης MR. Ακολούθησε η μελέτη θερμοβαρυμετρικής ανάλυσης (TGA) των υδρογελών, με σκοπό την διερεύνηση της θερμικής σταθερότητας των προϊόντων κατά την αύξηση της θερμοκρασίας κατά την οποία επιβεβαιώθηκε ότι η αντίδραση MR ενισχύει τις θερμικές ιδιότητες των προϊόντων. Τέλος, οι υδρογέλες εξετάστηκαν ως προς τα ρεολογικά τους χαρακτηριστικά και αξιολογήθηκαν ως προς την σταθερότητα του πολυμερικού πλέγματος. Από τις μετρήσεις αποδείχθηκε η μόνιμη χημική διασύνδεση των τελικών προϊόντων, επιβεβαιώνοντας την πραγμάτωση της αντίδρασης MR.	el
heal.abstract	Green chemistry and green solvents are employed in the development and design of chemical processes that are environmentally friendly, economically sustainable, and safer. Natural Deep Eutectic Solvents (NADESs) serve as alternative green systems with multiple roles, acting as solvents, cross-linking agents, and enhancers and stabilizers of the final system's bioactivity. The purpose of this thesis is to promote the green synthesis of chitosan hydrogels using a specifically designed solvent, which effectively functions as an olive leaf extractant, interacts with chitosan through the Maillard reaction while also serving as a cross-linking agent to form hydrogels along with the recovered bioactive compounds. Specifically, the green solvent used is Glucose / Lactic Acid / Water in a molar ratio of 1:5:6.2. This solvent isolates bioactive compounds, imparts an acidic pH, and dissolves chitosan, while glucose and chitosan interact to produce Maillard reaction products. The amino groups of chitosan react with the carbonyl groups of glucose in the solvent through the MR reaction, leading to the formation of chemically cross-linked hydrogels. The properties of the formed hydrogels were studied and their bioactivity was evaluated. Olive leaves are an abundant source of bioactive compounds and the Maillard reaction intensifies the antioxidant activity of the final products. Specifically, the swelling and water retention capacities of the hydrogels were studied under physiological conditions and conditions simulating skin and stomach environments. Additionally, their mechanical and rheological behaviors, which determine the final material's use, were evaluated. To determine the antioxidant activity of the final products, the lipid peroxidation inhibition method (AAPH) and the free radical scavenging ability of DPPH were applied. Furthermore, the hydrogels were structurally characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), which revealed interactions between the cross-linking agent (NADES) and chitosan through the MR reaction. Thermal stability of the hydrogels was investigated using thermogravimetric analysis (TGA), confirming that the MR reaction enhances the thermal properties of the products. Finally, the hydrogels were examined for their rheological characteristics and assessed for the stability of the polymeric network. The results confirmed the permanent chemical cross-linking of the final products, validating the MR reaction.	en
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Τσακανίκας, Άγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	113 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false