| heal.abstract |
Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στη μελέτη της θερμικής σταθερότητας ενός ημικυτταρινολυτικού ενζύμου σε Φυσικά Βαθέως Ευτηκτικούς Διαλύτες (NaDES) σε συνδυασμό με την Ενζυμικά Υποβοηθούμενη Εκχύλιση (ΕΥΕ) βιοδραστικών ενώσεων από το περικάρπιο του άγριου τριαντάφυλλου (Rosa Canina L.), με τη χρήση των
διαλυτών αυτών.
Η αυξανόμενη ανάγκη για βιώσιμες και περιβαλλοντικά φιλικές τεχνολογίες, έχει
οδηγήσει στην ανάπτυξη πράσινων μεθόδων εκχύλισης για την απομόνωση
βιοδραστικών ενώσεων από φυσικές πηγές, οι οποίες θα είναι ικανές να ανταποκριθούν
στις απαιτήσεις των βιομηχανιών φαρμάκων, καλλυντικών και τροφίμων. Σε αυτό το
πλαίσιο, η εφαρμογή της ΕΥΕ σε NaDES έχει προταθεί από την επιστημονική κοινότητα, όντας μια πολλά υποσχόμενη, βιώσιμη και αποτελεσματική διεργασία. Πρώτο στάδιο της εργασίας, αποτέλεσε η μελέτη της θερμικής σταθερότητας του ημικυτταρινολυτικού εμπορικού σκευάσματος Viscoferm® της Novozymes στις θερμοκρασίες 30, 40, 50, 60, 70 και 80οC. Χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικοί
διαλύτες NaDES και συγκεκριμένα Βεταΐνη:Γλυκερόλη (1:3) με 20% διαλύτη νερό, Χλωριούχος Χολίνη:Γλυκερόλη (1:2) με 20% διαλύτη νερό και Προλίνη:Γλυκερόλη (1:2) με 20% διαλύτη νερό, και τρία ρυθμιστικά διαλύματα κιτρικού φωσφορικού με pH αντίστοιχα με εκείνα των NaDES, δηλαδή 7, 5,28 και 8. Ακολούθησε θερμοδυναμική ανάλυση των αποτελεσμάτων, μέσω της οποίας απεδείχθη πως τα συστήματα NaDES-ενζύμου είναι θερμικά πιο ασταθή από τα συστήματα ρυθμιστικών διαλυμάτων-ενζύμου, εμφανίζουν ωστόσο αυξημένη θερμοδυναμική σταθερότητα όταν μελετώνται σε ήπιες συνθήκες.
Οι ενζυμικά υποβοηθούμενες εκχυλίσεις που ακολούθησαν, μελετήθηκαν ως προς την επίδραση του ενζυμικού φορτίου και 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, απουσίας ενζύμου. Οι χρόνοι εκχύλισης ήταν 1, 2, 3 και 4 h. Στο τέλος της διαδικασίας, τα εκχυλίσματα χαρακτηρίστηκαν ως προς την απόδοσή τους στο ολικό περιεχόμενο φαινολικών ενώσεων (TPC) με τη μέθοδο Folin Ciocalteu, στο ολικό περιεχόμενο φλαβονοειδών (TFC) με τη χρωματομετρική μέθοδο χλωριούχου αργιλίου και στην αντιοξειδωτική δράση μέσω της μεθόδου προσδιορισμού της ικανότητας δέσμευσης της ρίζας DPPH. Παράλληλα, μελετήθηκε
η αντιδιαβητική και η αντιγηραντική δράση των εκχυλισμάτων, αξιολογώντας την ικανότητά τους να αναστέλλουν τη δράση της α-γλυκοζιδάσης και της τυροσινάσης και αντίστοιχα, καθώς και η αντιμικροβιακή τους δράση. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η μεγαλύτερη απόδοση τόσο σε φαινολικά όσο και σε φλαβονοειδή καταγράφηκε για την ΕΥΕ σε NaDES Χλωριούχο Χολίνη:Γλυκερόλη (1:2) με 20% διαλύτη νερό. Συγκεκριμένα η εκχύλιση απέδωσε 113,77 ± 1,56 mg γαλλικού οξέος/g πρώτης ύλης (χρόνος εκχύλισης 2 h και ενζυμικό φορτίο 0,1 % v/v)
και 50,84 ± 1,37 mg κατεχίνης/g πρώτης ύλης (χρόνος εκχύλισης 4 h και ενζυμικό φορτίο 0,75 % v/v) αντίστοιχα. Η αντιοξειδωτική δράση των εκχυλισμάτων ήταν σημαντική, με τη μεγαλύτερη δέσμευσης της ρίζας DPPH να παρουσιάζει ο NaDES
Βεταΐνη:Γλυκερόλη (1:3) με τιμή IC50 ίση με 0,62 (χρόνος εκχύλισης 1 h και ενζυμικό φορτίο 0,75 % v/v). Η ΕΥΕ συνδυαστικά με τους NaDES βελτίωσε τις αποδόσεις σε
φαινολικά, φλαβονοειδή και αντιοξειδωτικά, καθώς στις περιπτώσεις εκχυλισμάτων στα οποία δεν υπάρχει ενζυμική υποβοήθηση, οι τιμές των μεγεθών ήταν μικρότερες. Τέλος, ικανοποιητική ήταν και η αναστολή των ενζύμων, με τον NaDES
Βεταΐνη:Γλυκερόλη (1:3) να εμφανίζει τη μέγιστη αναστολή εκ των τριών NaDES στην α-αμυλάση, ενώ η Χλωριούχος Χολίνη:Γλυκερόλη (1:2) τη μέγιστη αναστολή στην
τυροσινάση και στην α-γλυκοζιδάση. Μέγιστη αντιμικροβιακή δράση απέδωσαν τα εκχυλίματα με χρήση NaDES Βεταΐνη:Γλυκερόλη (1:3). |
el |