Χαρακτηρισμός της σύστασης και μελέτη της σταθερότητας εκχυλισμάτων ιβίσκου και πιπερόριζας παρασκευασμένων με φυσικό μεταλλικό νερό
Creators: name: Ιωάννου, Γεώργιος Σταύρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Πειραματικός σχεδιασμός
Υδατική εκχύλιση
Φυσικό μεταλλικό νερό
Experimental design
Aqueous extraction
Natural mineral water

description: Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν ο φυσικοχημικός χαρακτηρισμός, ο προσδιορισμός της σύστασης σε επιλεγμένα βιοδραστικά, καθώς και σε πτητικά συστατικά, και η μελέτη της σταθερότητας υδατικών εκχυλισμάτων πιπερόριζας και ανθέων ιβίσκου που παρασκευάζονται με μεταλλικό νερό.. Η παραλαβή των εκχυλισμάτων πραγματοποιήθηκε σε ήπιες συνθήκες, με τη βοήθεια υπερήχων και χρήση φυσικού μεταλλικού νερού των πηγών Σουρωτής και απιονισμένου νερού, ώστε να εκτιμηθεί η εκχυλιστική ικανότητα του πρώτου. Προηγήθηκε πειραματικός σχεδιασμός, με εφαρμογή της μεθόδου Taguchi, ώστε να βρεθούν οι συνθήκες εκχύλισης, οι οποίες οδηγούν στην αποτελεσματικότερη παραλαβή των βιοδραστικών συστατικών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν, σημαντικότερη παράμετρος στην παραλαβή των βιοδραστικών συστατικών ήταν ο λόγος μάζας φυτικού υλικού- όγκου διαλύτη εκχύλισης (g:mL). Σημαντικό ρόλο είχαν, επίσης, ο χρόνος και η θερμοκρασία της εκχύλισης και λιγότερο η ένταση των υπερήχων. Έπειτα από την ολοκλήρωση των πειραμάτων που προέκυψαν από τον πειραματικό σχεδιασμό, εξετάζοντας όλες τις παραμέτρους εκχύλισης φάνηκε πως οι ηπιότερες συνθήκες εκχύλισης, ήταν οι καταλληλότερες για την παραγωγή εκχυλισμάτων. Η συγκέντρωση των ολικών φαινολικών ενώσεων και κυριότερα των δύο κύριων ανθοκυανινών (δελφινιδινο-3-Ο-β-D-σαμβουβιοζίτης και κυανιδινο-3-Ο-β-D σαμβουβιοζίτης) ήταν υψηλότερη στα εκχυλίσματα, των οποίων η παραγωγή έγινε με χρήση φυσικού μεταλλικού νερού. Διαφοροποιήσεις ανάμεσα στους διαλύτες εκχύλισης (απιονισμένο και φυσικό μεταλλικό νερό), φάνηκαν και στο χρώμα των εκχυλισμάτων, το οποίο ήταν εντονότερο και πιο κόκκινο όταν χρησιμοποιήθηκε το φυσικό μεταλλικό νερό. Θετική επίδραση στη συγκέντρωση των ανθοκυανινών είχε και ο υψηλότερος λόγος μάζας φυτικού υλικού-όγκου διαλύτη. Δεν είχε κάποια επίδραση ο λόγος, στην παραλαβή των βιοδραστικών συστατικών (6-τζιντζερόλη και 6-σογκαόλη) της πιπερόριζας. Το προφίλ των οργανικών πτητικών ενώσεων των εκχυλισμάτων ενισχύθηκε με τη χρήση μεταλλικού νερού ως μέσο εκχύλισης. Όσον αφορά τα εκχυλίσματα ιβίσκου, δεν φάνηκε να επηρεάζεται το προφίλ πτητικών ενώσεων, από το μέσο εκχύλισης. Τέλος, από τη μελέτη της σταθερότητας κατά την αποθήκευση, προέκυψε πως οι χαμηλότερες θερμοκρασίες αποθήκευσης (4 oC), ευνοούν τη σταθερότητα των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών και κυρίως του χρώματος. Το ίδιο συμπέρασμα προκύπτει και για το χαμηλό λόγο μάζας φυτικού υλικού-όγκου διαλύτη εκχύλισης.
description: The present research project examines a physicochemical characterization, composition of selected bioactive components, and characterization of the aromatic profile of the aqueous extracts of Zingiber officinale and Hibiscus sabdariffa L. flowers. The aqueous extraction was carried out in mild conditions, using the natural mineral water of Souroti springs and deionized water, to assess the extractive capacity of the former. For the production of the aqueous extracts, it was chosen to use the assistance of ultrasound technique, instead of the conventional extraction, in order to achieve a more efficient reception of the bioactive components, from the tissues of the raw materials. Before receiving and characterizing the aqueous extracts, an experimental design was carried out according to the Taguchi methodology to find the extraction conditions that would lead to the highest recovery of the bioactive components. According to the results, the most important parameter in the recovery of bioactive components was the ratio of raw material mass-to-solvent volume (g: mL). The extraction time and temperature also played a significant role, and less so the intensity of ultrasound. The lower the mass-volume ratio, the higher the recovery of the individual bioactive components. After completing the experiments resulting from the experimental design, it was found that milder extraction conditions were the most suitable for producing extracts. The concentration of total phenolic compounds and of the two main anthocyanins (delphinidin-3-O-β-D-sambubioside and cyanidin-3-O- β-D-sambubioside) was higher in the extracts, whose production was carried out using natural mineral water. Differences between the extraction solvents (deionized and natural mineral water) were also seen in the color of the extracts, which was stronger and redder when natural mineral water was used. A higher mass ratio of raw material to solvent volume also had a positive effect on the anthocyanin concentration. There was no effect on the reception of the bioactive components (6-gingerol and 6-shogaol) of ginger. The organic volatile compound profile of the extracts was enhanced by using mineral water as an extraction medium. As for the hibiscus extracts, the extraction medium did not seem to affect the volatile compound profile. Finally, the study of stability during storage showed that lower storage temperatures (4 oC) favored the stability of the physicochemical characteristics, especially the color. The same conclusion is reached for the low mass ratio of raw material to solvent volume.