Εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών εκχύλισης για την απομόνωση πρωτεϊνών από τα παραπροϊόντα της βιομηχανίας βρώσιμων ελαίων

Καλύβα, Δέσποινα; Kalyva, Despina

dc.contributor.author	Καλύβα, Δέσποινα
dc.contributor.author	Kalyva, Despina
dc.date.accessioned	2025-04-14T06:27:39Z
dc.date.available	2025-04-14T06:27:39Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61738
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29434
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	εκχύλιση	el
dc.subject	πειραματικός σχεδιασμός	el
dc.subject	design of experiments	en
dc.subject	extraction	en
dc.subject	κυκλική οικονομία	el
dc.subject	circular economy	en
dc.title	Εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών εκχύλισης για την απομόνωση πρωτεϊνών από τα παραπροϊόντα της βιομηχανίας βρώσιμων ελαίων	el
dc.title	NOVEL EXTRACTION TECHNOLOGIES FOR PROTEIN RECOVERY DROM OILSEED BY-PRODUCTS	en
dc.contributor.department	ΕΣΑΔ	el
heal.type	bachelorThesis	el
heal.classification	Χημική Μηχανική	el
heal.classification	Chemical Engineering	en
heal.language	el	el
heal.language	en	el
heal.access	campus	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-12
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές εστιάζουν όλο και περισσότερο την προσοχή τους στις φυτικές πηγές πρωτεϊνών, λόγω της αυξανόμενης ζήτησης πρωτεΐνών και του υψηλού κόστους παραγωγής – απομόνωσης πρωτεϊνών ζωικής προέλευσης. Τα πρωτεϊνικά προϊόντα από φυτικές πηγές αναμένεται να κυριαρχήσουν στην αγορά, με τους ελαιούχους σπόρους να αποτελούν μια ιδιαίτερα υποσχόμενη πηγή λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε πρωτεΐνη. Παράλληλα, η ανάγκη για αξιοποίηση των παραπροϊόντων των βιομηχανιών αποτελεί ζήτημα πρωταρχικής σημασίας στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας και της βιώσιμης ανάπτυξης. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η απόμονωση πρωτεϊνών από παραπροϊόντα βιομηχανίας βρώσιμων ελαίων εφαρμόζοντας τέσσερις μεθόδους εκχύλισης καθώς και η σύγκριση μεταξύ των μεθόδων και η βελτιστοποίηση κάθε μιας ξεχωριστά. Οι μέθοδοι που εφαρμόστηκαν ήταν η Συμβατική Εκχύλιση, η Εκχύλιση με τη βοήθεια Μικροκυμάτων, η Εκχύλιση με τη βοήθεια Υπερήχων και η Εκχύλιση με τη βοήθεια Μικροκυμάτων-Υπερήχων. Η βελτιστοποίηση των συγκεκριμένων μεθόδων πραγματοποιήθηκε βάσει Πειραματικού Σχεδιασμού και, συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε ο Κεντρικός Σύνθετος Σχεδιασμός (Central composite Design) του Μοντέλου Απόκρισης Επιφάνειας (Response Surface Methodology), έπειτα από τον προσδιορισμό των εξαρτημένων και των ανεξάρτητων μεταβλητών. Στη συνέχεια έγινε προσαρμογή μη γραμμικών εξισώσεων στα δεδομένα μέσω Πολλαπλής Παλινδρόμησης (Multiple Regression) καθώς και βελτιστοποίηση βασικών παραμέτρων κάθε μεθόδου με στόχο την μεγιστοποίηση της ανάκτησης πρωτεϊνών. Οι παράμετροι που μελετήθηκαν ήταν η αναλογία στερεού – υγρού, ο χρόνος ανάδευσης, η ισχύς των υπερήχων, ο χρόνος εφαρμογής των υπερήχων και ο χρόνος εφαρμογής των μικροκυμάτων. Από τις μεθόδους, αποδοτικότερη αναδείχθηκε η Εκχύλιση με τη βοήθεια Υπερήχων με αναλογία υγρού – στερεού 1:50 (w/v), χρόνο εκχύλισης 5 λεπτά και ισχύ υπερήχων 600 Watt. Υπό αυτές τις συνθήκες (βέλτιστες), επετεύχθη ανάκτηση πρωτεϊνών ίση με 53%. Τέλος, έγινε χαρακτηρισμός των πρωτεϊνών, προσδιορίζοντας το πρωτεϊνικό τους περιεχόμενο με τη μέθοδο Kjeldahl και μελετώντας τις λειτουργικές τους ιδιότητες, όπως την ικανότητα συγκράτησης νερού και ελαίου, την ικανότητα σχηματισμού γαλακτώματος και τη σταθερότητά τους καθώς και τη διαστολή αφρού. Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι τα τελικά προϊόντα περιέχουν πρωτεΐνες σε ποσοστό περίπου 72% με ικανοποιητικές ιδιότητες (ενδεικτικά υπολογίστηκε η ικανότητα συγκράτησης ελαίου ίση με 4 g έλαιου/g πρωτεϊνης), γεγονός που τις καθιστά υποσχόενα πρόσθετα στη βιομηχανία τροφίμων. Λέξεις – Κλειδιά: εκχύλιση, πρωτεΐνες, Πειραματικός Σχεδιασμός, κυκλική οικονομία	el
heal.abstract	In recent years, researchers are increasingly turning their attention on plant protein sources due to the growing demand for protein and the high cost of animal protein production and isolation. It is expected that protein products from plant sources will become dominant in the market, with oilseeds being a particularly promising source due to their high protein content. At the same time, the need to exploit industrial byproducts is a matter of primary importance in the context of circular economy and sustainable development. The purpose of this diploma thesis is the extraction of proteins from by-products of the edible oil industry by applying four extraction methods, comparing the methods and optimizing each one separately. The methods applied were Conventional Extraction, Microwave-Assisted Extraction, Ultrasound-Assisted Extraction and Microwave-Ultrasound-Assisted Extraction. The optimization of the the extraction process for all the methods was carried out based on Design of Experiments (DoE) and, specifically, using Central Composite Design of the Response Surface Methodology, after determining the dependent and independent variables. Subsequently, non-linear equations were fitted to the data through Multiple Regression and optimization of key parameters was performed for each method in order to maximize protein recovery. The parameters studied were the solid-liquid ratio, the stirring time, the ultrasound power, the ultrasound application time and the microwave application time. Among the methods, the most efficient one was the Ultrasound-Assisted Extraction with a liquid-solid ratio of 1:50 (w/v), extraction time of 5 minutes and an ultrasound power of 600 Watts. Under these (optimal) conditions, a protein recovery equal to 53% was achieved. Finally, the proteins were characterized by determining their protein content with the Kjeldahl method and studying their functional properties, such as water and oil holding capacity, emulsion capacity and stability as well as foam expansion. Based on the results, it emerged that the final products contain proteins in a percentage of about 72% with satisfactory properties (indicatively an oil holding capacity equal to 4 g oil/g protein was calculated), which makes them promising additives in the food industry. Keywords: extraction, proteins, Design of Experiments, circular economy	en
heal.advisorName	Κροκίδα, Μαγδαληνή
heal.committeeMemberName	Αργυρούσης, Χρήστος
heal.committeeMemberName	Βουτσάς, Επαμεινώνδας
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua	el
heal.numberOfPages	100	el
heal.fullTextAvailability	false