Υδρολυτικά ένζυμα σε φυσικούς βαθέως ευτηκτικούς διαλύτες (NaDES): εφαρμογή στην εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων από τον καρπό του άγριου τριαντάφυλλου (Rosa canina L.)

Παπαδημητροπούλου, Ισμήνη-Μιχαέλα; Papadimitropoulou, Ismini-Michaela

dc.contributor.author	Παπαδημητροπούλου, Ισμήνη-Μιχαέλα	el
dc.contributor.author	Papadimitropoulou, Ismini-Michaela	en
dc.date.accessioned	2024-08-29T06:57:46Z
dc.date.available	2024-08-29T06:57:46Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60027
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27723
dc.rights	Default License
dc.subject	Ενζυμικά Υποβοηθούμενη Εκχύλιση, NaDES	el
dc.subject	Enzyme-Assisted Extraction, NaDES	en
dc.title	Υδρολυτικά ένζυμα σε φυσικούς βαθέως ευτηκτικούς διαλύτες (NaDES): εφαρμογή στην εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων από τον καρπό του άγριου τριαντάφυλλου (Rosa canina L.)	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιομηχανική Βιοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-02-28
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία περιλαμβάνει τη μελέτη της θερμικής σταθερότητας των υδρολυτικών ενζύμων σε Φυσικούς Βαθέως Ευτηκτικούς Διαλύτες (NaDES) και τη μελέτη της Ενζυμικά Υποβοηθούμενης Εκχύλισης (ΕΥΕ) βιοδραστικών ενώσεων από το περικάρπιο του καρπού της άγριου τριαντάφυλλο (Rosa Canina L.), με τη χρήση των διαλυτών αυτών. Στα πλαίσια της Πράσινης Χημείας, η ερευνητική δραστηριότητα στρέφεται ολοένα και περισσότερο σε φιλικές προς το περιβάλλον μεθόδους, οι οποίες θα είναι σε θέση να καλύψουν τις ανάγκες της βιομηχανίας των φαρμάκων, των καλλυντικών και των τροφίμων μέσω της απομόνωσης βιοδραστικών ενώσεων από φυτά, όπως είναι το Rosa Canina L. Με γνώμονα την κατεύθυνση αυτή προτάθηκε από την επιστημονική κοινότητα η εφαρμογή της ΕΥΕ σε NaDES, προκειμένου να δημιουργηθεί μία «πράσινη» και παράλληλα αποτελεσματικότερη διεργασία. Αρχικά πραγματοποιήθηκε η μελέτη της θερμικής σταθερότητας του πρωτεολυτικού εμπορικού σκευάσματος Neutrase® της Novozymes στις θερμοκρασίες 30, 40, 50, 60 και 70 οC, σε τρεις διαφορετικούς διαλύτες, σε NaDES με φρουκτόζη:γλυκερόλη:νερό σε αναλογία 1:1:5, σε NaDES προλίνη:γλυκερόλη σε αναλογία 1:2 με 20% w/w συν-διαλύτη νερό και σε NaDES βεταΐνη:γλυκερόλη σε αναλογία 1:3 με 20% w/w συν-διαλύτη νερό και σε τρία ρυθμιστικά διαλύματα κιτρικού φωσφορικού με pH αντίστοιχα με των NaDES, δηλαδή 8, 7,5 και 7. Βάσει των αποτελεσμάτων, πραγματοποιήθηκε θερμοδυναμική ανάλυση μέσω της οποίας προέκυψε ότι το ένζυμο παρέμενε σταθερότερο στους NaDES απ’ότι στα ρυθμιστικά διαλύματα. Συγκεκριμένα, ο NaDES βεταΐνη:γλυκερόλη (1:3) με 20% w/w συν-διαλύτη νερό ήταν διαλύτης, στον οποίο το ένζυμο διατηρούταν σταθερότερο. Οι Ενζυμικά Υποβοηθούμενες Εκχυλίσεις πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας ως διαλύτες τους NaDES φρουκτόζη:γλυκερόλη:νερό (1:1:5), προλίνη:γλυκερόλη (1:2) με 20% συν διαλύτη νερό και βεταΐνη:γλυκερόλη (1:3) με 20% w/w συν-διαλύτη νερό και το πρωτεολυτικό εμπορικό σκεύασμα Neutrase®. Συγκεκριμένα εξετάστηκε η επίδραση του ενζυμικού φορτίου ταυτόχρονα με την επίδραση του χρόνου εκχύλισης. Τα ενζυμικά φορτία, που επιλέχθηκαν, ήταν 0,1, 0,5, 0,75 και 1 % v/v, ενώ πραγματοποιήθηκε και εκχύλιση μόνο παρουσία του κάθε διαλύτη, χωρίς ένζυμο. Οι χρόνοι εκχύλισης ήταν 1, 2, 3 και 4 h. Στο τέλος της διαδικασίας, τα εκχυλίσματα χαρακτηρίστηκαν ως προς το ολικό περιεχόμενο φαινολικών ενώσεων (TPC) με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu, το ολικό περιεχόμενο φλαβονοειδών (TFC) με τη χρωματομετρική μέθοδο χλωριούχου αργιλίου και την αντιοξειδωτική δράση μέσω της μεθόδου προσδιορισμού της ικανότητας δέσμευσης της ρίζας DPPH. Εφαρμόστηκε επίσης και στατιστικός έλεγχος των χαρακτηρισμών αυτών με ανάλυση διακύμανσης (ANOVA) και με post-hoc analysis (Duncan Test). Επιπλέον, μελετήθηκε η αντιγηραντική και η αντιδιαβητική δράση των εκχυλισμάτων, μέσω του προσδιορισμού της ικανότητας για αναστολή της ενζυμικής δράσης της τυροσινάσης και της α-γλυκοζιδάσης αντίστοιχα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των εκχυλίσεων, η εκχύλιση σε NaDES φρουκτόζη:γλυκερόλη:νερό (1:1:5) παρουσίασε τη μεγαλύτερη απόδοση για το TPC (153,15 mg γαλλικού οξέος/ g πρώτης ύλης για ενζυμικό φορτίο 1,0 % v/v και χρόνο εκχύλισης 3 h), ενώ η εκχύλιση σε NaDES βεταΐνη:γλυκερόλη (1:3) με 20% w/w συν-διαλύτη νερό παρουσίασε τη μεγαλύτερη απόδοση για το TFC (69,74 mg κατεχίνης/ g πρώτης ύλης για για ενζυμικό φορτίο 0,5 % v/v και χρόνο εκχύλισης 4 h). Τα αποτελέσματα του στατιστικού ελέγχου έδειξαν ότι και ο χρόνος εκχύλισης και το ενζυμικό φορτίο είναι στατιστικά σημαντικοί παράγοντες για τις εκχυλίσεις και με τους τρεις NaDES. Επίσης, τα εκχυλίσματα και των τριών NaDES εμφάνισαν αρκετά ικανοποιητική αναστολή της δράσης της τυροσινάσης και συγκεκριμένα, η εκχύλιση με ενζυμικό φορτίο 1 % v/v τόσο για το NaDES φρουκτόζη:γλυκερόλη:νερό (1:1:5) όσο και για το NaDES βεταΐνη:γλυκερόλη (1:3) με 20% w/w συν-διαλύτη νερό παρουσίασαν τις υψηλότερες αποδόσεις (93% και 92% αντίστοιχα). Ικανοποιητική ήταν και η αναστολής της δράσης της α-γλυκοζιδάσης από τα εκχυλίσματα και των τριών NaDES, με αυτά του NaDES φρουκτόζη:γλυκερόλη:νερό (1:1:5) να εμφανίζουν τα καλύτερα αποτελέσματα από τους τρεις. Βάσει της έρευνας που πραγματοποιήθηκε, οι Φυσικοί Βαθέως Ευτηκτικοί Διαλύτες (NaDES) πράγματι αποτελούν ένα μέσο, στο οποίο το ένζυμο παρουσιάζει υψηλή θερμική σταθερότητα. Επίσης, αποδεικνύεται ότι έχουν καλή εκχυλιστική δράση με αποτέλεσμα να είναι σε θέση, να χρησιμοποιηθούν ως διαλύτες στην Ενζυμικά Υποβοηθούμενη Εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων από το Rosa Canina L.	el
heal.advisorName	Μαμμά, Διομή	el
heal.committeeMemberName	Μαμμά, Διομή	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Κυρανούδης, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false