Αξιοποίηση καινοτόμων συστημάτων εγκλεισμού ως εναλλακτικών στρατηγικών λίπανσης και φυτοδιέγερσης.

Μαντά, Λυδία; Manta, Lydia

dc.contributor.author	Μαντά, Λυδία	el
dc.contributor.author	Manta, Lydia	en
dc.date.accessioned	2025-04-28T07:29:49Z
dc.date.available	2025-04-28T07:29:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61777
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29473
dc.rights	Default License
dc.subject	Βιοδραστικές ουσίες	el
dc.subject	Bioactive compounds	en
dc.subject	Μέθοδος εγκλεισμού	el
dc.subject	Ηλεκτροψεκασμός	el
dc.subject	Συμβατική εκχύλιση	el
dc.subject	Εκχύλιση με υπερήχους	el
dc.subject	Encapsulation methods	en
dc.subject	Electrospraying	en
dc.subject	Convetional extraction	en
dc.subject	Ultrasound extraction	en
dc.title	Αξιοποίηση καινοτόμων συστημάτων εγκλεισμού ως εναλλακτικών στρατηγικών λίπανσης και φυτοδιέγερσης.	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Διεργασία Εγκλεισμού	el
heal.classification	Μέθοδοι Εκχύλισης	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-09-25
heal.abstract	Η παγκόσμια γεωργία σήμερα αντιμετωπίζει σημαντικές προκλήσεις λόγω της αυξανόμενης ζήτησης για τρόφιμα, της κλιματικής αλλαγής, της απώλειας βιοποικιλότητας ως απόρροια των προηγουμένων και της διαχείρισης των βιοτικών και αβιοτικών πιέσεων που δέχονται τα φυτά. Η ανάγκη για νέες βιώσιμες πρακτικές έχει οδηγήσει στην έρευνα και ανάπτυξη νέων τεχνολογιών, όπως ο εγκλεισμός δραστικών φυσικών ουσιών σε βιοαποικοδομήσιμα συστήματα αλλά και εκχυλισμάτων από θαλάσσια φυτά, για την ενίσχυση της φυτικής παραγωγής χωρίς την επιβάρυνση του περιβάλλοντος. Στη συγκεκριμένη εργασία, μελετάται η ανάπτυξη μικρο-συστημάτων για την προώθηση της φυτικής ανάπτυξης χρησιμοποιώντας το σαλικυλικό οξύ ως εγκλεισμένο φυσικό παράγοντα σε μικρο-σωματίδια ζεΐνης, καθώς και μικρο-σωματίδια χιτοζάνης, τα οποία παρουσιάζουν εγγενή δράση στην ανάπτυξη του φυτού, ενώ τα εκχυλίσματα από θαλάσσια φυτά χρησιμοποιούνται ως πιθανοί βιοδιεγέρτες. Το σαλικυλικό οξύ, ως φυτοορμόνη, έχει αποδειχθεί ότι παρουσιάζει ευεργετικές ιδιότητες στην ανάπτυξη και προστασία των φυτών. Η ζεΐνη είναι μια φυτικής προέλευσης πρωτεΐνη που χρησιμοποιείται ως μήτρα εγκλεισμού για την προστασία των βιοδραστικών ουσιών και την ελεγχόμενη απελευθέρωσή τους. Η χιτοζάνη αποτελεί έναν φυσικό πολυσακχαρίτη με βιοδιεγερτική δράση, που προάγει την ανάπτυξη των φυτών και ενισχύει την αντοχή τους στο περιβαλλοντικό στρες. Τα εκχυλίσματα θαλάσσιων φυτών όπως η Saccharina Latissima έχουν κεντρίσει το ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια ως πλούσιες πηγές βιοδραστικών ενώσεων, με αποτελεσματική δράση στην ενίσχυση της ανάπτυξης διαφόρων καλλιεργειών. Ειδικότερα, στην παρούσα έρευνα μελετάται ο εγκλεισμός διαφόρων ποσοστών του σαλικυλικού οξέος σε μήτρα ζεΐνης μέσω ηλεκτροστατικού ψεκασμού, καθώς και η παραγωγή σωματιδίων χιτοζάνης/πολυβινυλικής αλκοόλης με την ίδια τεχνική. Πραγματοποιείται βελτιστοποίηση της μεθόδου του ηλεκτροστατικού ψεκασμού ενώ τα προς εγκλεισμό διαλύματα που περιέχουν ζεΐνη και σαλικυλικό οξύ αξιολογούνται για τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες, όπως την ηλεκτρική αγωγιμότητα και την επιφανειακή τάση. Εν συνεχεία, τα παραγόμενα σωματίδια χαρακτηρίζονται μέσω διαφόρων αναλυτικών τεχνικών για την ικανότητα εγκλεισμού και τις νέες ιδιότητές τους μέσω Φασματομετρίας Ορατού-Υπεριώδες με Μετασχηματισμό Fourier (FTIR), την συμπεριφορά του κατά την θερμική καταπόνηση και τις νέες θερμικές ιδιότητες των σχηματισμένων σωματιδίων μέσω Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης (DSC), την μορφολογία των νέων σωματιδίων μέσω Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM) και την μέτρηση της υδροδυναμικής διαμέτρου μέσω Δυναμική Σκέδασης Φωτός (Microtrack). Ο εγκλεισμός φαίνεται να έχει γίνει επαρκώς και τα νέα σωματίδια χρήζουν βελτιωμένων θερμικών ιδιοτήτων. Όπως προκύπτει από την ανάλυση SEM τα σωματίδια ζεΐνης με εγκλεισμένο σαλικυλικό οξύ παρουσιάζουν σφαιρική δομή διαμέτρου 1.925 μm. Τα σωματίδια χιτοζάνης/πολυβινυλικής αλκοόλης παρουσιάζουν άμορφο σχήμα με διάμετρο της τάξης των 20 – 200 μm, ενώ η υδροδυναμική διάμετρος επιβεβαιώνει την μέτρηση. Τα σωματίδια με εγκλεισμένο σαλικυλικό οξύ μελετώνται με βάση την απόδοση εγκλεισμού του και βρέθηκε πως η απόδοση φτάνει το 60.3% για ποσοστό φόρτωσης 40%. Σε μικρότερα ποσοστά φόρτωσης (10, 20 και 30%) η απόδοση εγκλεισμού είναι μικρότερη. Ταυτόχρονα, το προφίλ απελευθέρωσης του σαλικυλικού οξέος ακολουθεί το κινητικό μοντέλο των Korsmeyer – Peppas, μέσα στις 4 πρώτες ώρες απελευθερώνεται το 41.5% που σε 48 ώρες μπορεί να απελευθερωθεί το 65% του συνολικού σαλικυλικού οξέος. Στην ίδια έρευνα μελετάται η βιοδιεγερτική δράση των εκχυλισμάτων από το φύκος Saccharina Latissima. Ειδικότερα, αναλύονται οι μέθοδοι της συμβατικής εκχύλισης και της υποβοηθούμενης από υπερήχους σε συνδυασμό με τη χρήση διαφόρων διαλυτών (οργανικών και μη), θερμοκρασίας, χρόνου εκχύλισης και μάζας ξηρής πρώτης ύλης στο πως επιδρούν στην ανάκτηση ουσιών υψηλής αξίας. Τα εκχυλίσματα που λήφθηκαν αναλύθηκαν ως προς την αντιοξειδωτική τους δράση (αναστολή δράσης ελεύθερης ρίζας DPPH), το ολικό φαινολικό περιεχόμενό τους (TPC), το περιεχόμενο τους σε χλωροφύλλες, καροτενοειδή και φυκοκυανίνες καθώς και το πρωτεϊνικό τους περιεχόμενο. Η υψηλότερη ανάκτηση στερεών από το ξηρό στερεό φύκος Saccharina Latissima, σημειώθηκε πως είναι 55.28% και επιτεύχθηκε κατά την συμβατική εκχύλιση σε αλκαλικό περιβάλλον (0.1 M NaOH). Η εκχύλιση υποβοηθούμενη από υπερήχους σημείωσε μικρότερες ανακτήσεις. Συγκεκριμένα κατά την εκχύλιση με σύστημα διαλυτών νερό/μεθανόλη για 20 λεπτά ανακτήθηκε το 47.52 % των ολικών στερεών, ενώ σε διαλυτή νερό για 10 λεπτά σημειώθηκε 39.54%, ανάκτηση στερεών. Η ικανότητα αντιοξειδωτικής δράσης των υγρών εκχυλισμάτων αναλύθηκε μέσω της δέσμευσης της ελεύθερης ρίζας DPPH και ποσοτικοποιήθηκαν σε ισοδύναμα Trolox. Η περιεκτικότητα τους κυμαίνεται ανάμεσα στο 0.22 - 0.8 mg Trolox/g ξηρής πρώτης ύλης. Επιπλέον η περιεκτικότητα των φαινολικών ενώσεων εκτιμήθηκε με την μέθοδο Folin-Ciocalteau και κυμαίνεται μεταξύ 0.08 - 4.81 mg GAE/g ξηρής πρώτης ύλης, με την συμβατική αλκαλική εκχύλιση να κατέχει την μεγαλύτερη τιμή. Τόσο οι συμβατικές εκχυλίσεις, όσο και οι υποβοηθούμενες από υπερήχους με διαλύτη το νερό παρουσίασαν ικανοποιητικά αποτελέσματα. Η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλες και καροτενοειδή παρουσιάζεται μειωμένη, με την μέγιστη τιμή να εντοπίζεται στην εκχύλιση σε αλκαλικό περιβάλλον. Μέσω της εκχύλισης με υπερήχους (10 λεπτά, διαλύτης απιονισμένο νερό, 1g ξηρής πρώτης ύλης) ανακτήθηκε το 80.8% των ολικών φυκοκυανινών που περιέχονται στην πρώτη ύλη. Το πρωτεϊνικό περιεχόμενο των υγρών εκχυλισμάτων ποσοτικοποιήθηκε με τη μέθοδο Bradford σε ισοδύναμα αλβουμίνης, με την περιεκτικότητα να φτάνει το 1.49 mg BSA/g ξηρής πρώτη ύλης.	el
heal.advisorName	Krokida, Magdalini	en
heal.committeeMemberName	Tsopelas, Fotios	en
heal.committeeMemberName	Lampropoulos, Kyriakos	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Σχεδιασμού και Ανάλυσης Διεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	124 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false