Development of green high performance solid-liquid extraction processes for the recovery of antioxidant polyphenols from the medicinal plant Salvia fruticosa Mill. (Cretan sage)
Authors: Γρηγοράκης Σπυρίδων 
Published: September 2021

Στη παρούσα εργασία μελετήθηκε η αποτελεσματική εκχύλιση πολυφαινολών από το φαρμακευτικό φυτό S.fruticosa. Για αυτό το σκοπό χρησιμοποιήθηκαν περιβαλλοντικά, ήπιοι διαλύτες, πρόσθετα και τεχνικές, ταυτόχρονα, η βελτιστοποίηση των παραμέτρων εκχύλισης διασφάλισε την ποσοτική ανάκτηση των βιομορίων. Οι εκχυλίσεις που εφαρμόσθηκαν αξιολογήθηκαν με βάση αντιοξειδωτικές και κινητικές δοκιμασίες. Στο πρώτο μέρος χρησιμοποιήθηκαν 3 κυκλοδεξτρίνες, συγκεκριμένα β- κυκλοδεξτρίνη (β-CD), μέθυλ-β-κυκλοδεξτρίνη, και υδρόξυ-πρόπυλ-β-κυκλοδεξτρίνη (HP-β-CD), χρησιμοποιήθηκαν ως ενισχυτικά εκχύλισης πολυφαινολών από το φυτό S.fruticosa. Η συγκέντρωση κυκλοδεξτρινών (CCD), το pH, και η αναλογία υγρού προς στερεό (Rl/s) βελτιστοποιήθηκαν με τη χρήση πειραματικού σχεδιασμού κατά Box-Behnken και εφαρμόσθηκε κινητική μελέτη για να εκτιμηθεί η επίδραση της θερμοκρασίας στη απόδοση της εκχύλισης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η μέθυλ-β-κυκλοδεξτρίνη αποδείχθηκε το πιο αποτελεσματικό και λιγότερο ενεργοβόρο ενισχυτικό εκχύλισης. Η ανάλυση του φαινολικού προφίλ αποκάλυψε ότι οι βασικές ενώσεις του φαινολικού κλάσματος του γένους S.fruticosa ήταν το ροσμαρινικό οξύ και ο γλυκοζίτης της λουτεολίνης. Στο δεύτερο μέρος, εξετάσθηκε η εκχυλιστική ικανότητα υδροαλκοολικού διαλύματος και η επίδραση της προεπεξεργασίας με υπέρηχους στην εκχύλιση πολυφαινολών από το φυτό S.fruticosa. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η προεπεξεργασία με υπέρηχους συνεισφέρει στην συνολική διαδικασία εκχύλισης και ο χρόνος της επεξεργασίας με υπέρηχους, επίσης, επηρεάζει την απόδοση πολυφαινολών. Η συνδυασμένη μέθοδος εκχύλισης (επεξεργασία με υπέρηχους + εκχύλιση με διαλύτη) επέδειξε συγκρίσιμα αποτελέσματα με την προηγούμενη εκχύλιση με κυκλοδεξτρίνες χρησιμοποιώντας χαμηλότερες θερμοκρασίες. Στο τρίτο μέρος, συνετέθησαν νέοι βαθέως ευτηκτικοί διαλύτες, οι δότες δεσμού υδρογόνου (HBD) που χρησιμοποιήθηκαν ήταν γλυκερόλη (GL) και γαλακτικό οξύ (LA), ενώ οι αποδέκτες δεσμού υδρογόνου (ΗΒΑ) ήταν κιτρικά άλατα. Μετά από μια αρχική διαλογή, ο πιο αποτελεσματικός βαθύς ευτηκτικός διαλύτης ήταν το μίγμα γαλακτικού οξέος- δισόξινου κιτρικού νατρίου σε μοριακή αναλογία 15-1 (LA-SCDB15). Η βελτιστοποίηση της διαδικασίας εκχύλισης με πειραματικό σχεδιασμό κατά Box-Behnken και η κινητική μελέτη που εφαρμόστηκε αποκάλυψαν ότι ο βαθύς ευτηκτικός διαλύτης επέδειξε υψηλότερη εκχυλιστική ικανότητα ως προς τις βασικές πολυφαινόλες του φασκόμηλου και ήταν πιο αποτελεσματικός ενεργειακά, σε σχέση με τις προηγούμενες μεθόδους που μελετήθηκαν. Στο τέταρτο και τελευταίο μέρος, αξιολογήθηκε η μακροπρόθεσμη και η επιταχυνόμενη σταθερότητα των εκχυλισμάτων LA-SCDB15. Σαν δείκτες σταθερότητας χρησιμοποιήθηκαν η δράση κατά ελευθέρων ριζών (AAR) και αναγωγική δράση σιδήρου (PR). Τα αποτελέσματα και των δύο δοκιμασιών έδειξαν ότι τα εκχυλίσματα ήταν σταθερά υπό τις συνθήκες που δοκιμάστηκαν. Η LC-DAD-MS ανάλυση έδειξε ότι οι βασικές ενώσεις του γένους Salvia παραμένουν αναλλοίωτες από τις συνθήκες της δοκιμασίας σταθερότητας που χρησιμοποιήθηκαν.