Αξιοποίηση εκχυλισμάτων φυτικών υποπροϊόντων ως αντιοξειδωτικά μέσα σε αλγινικά συστήματα
Creators: name: Καμπλιώνη, Δέσποινα Ευαγγέλου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: αλγινικά
αντιοξειδωτικά
υποπροϊόν
alginates
antioxidants
by-product

description: Η παρούσα εργασία αποτελείται από δυο μέρη. Αντικείμενο του πρώτου πειραματικού μέρους ήταν η μελέτη της ενθυλάκωσης κραμβέλαιου σε σφαιρίδια αλγινικού νατρίου, παρουσία πολυφαινολών που εκχυλίζονται από το δεντρολίβανο από δύο διαφορετικά ρεύματα (συμβατικό και απόβλητο) και η αξιολόγηση της επίδρασης των ανακτημένων αντιοξειδωτικών στη σταθερότητα αποθήκευσης του κραμβελαίου. Αντικείμενο του δεύτερου πειραματικού μέρους ήταν η μελέτη της ενθυλάκωσης ανθοκυανών σε σφαιρίδια αλγινικού νατρίου που προέρχονται από το υποπροϊόν χυμοποίησης των κράνων παρουσία πολυφαινολών προερχόμενων από το δεντρολίβανο (συμβατικό και απόβλητο) και η αξιολόγηση της επίδρασης του συγχρωματισμού σε συνδυασμό με την ενθυλάκωση στη σταθερότητα των ανθοκυανών. Στο πρώτο πειραματικό σχέδιο, εφαρμόστηκε μια φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία εκχύλισης βιοδραστικών ουσιών από φυτικά απόβλητα δεντρολίβανου, πριν και μετά την υδροαπόσταξη (υποπροϊόν), χρησιμοποιώντας υδατικά διαλύματα β-κυκλοδεξτρίνης ως διαλύτη. Τα υδατικά εκχυλίσματα χαρακτηρίστηκαν από το ολικό περιεχόμενο σε πολυφαινόλες (TPC). Στη συνέχεια, παρασκευάστηκαν διαλύματα αλγινικού νατρίου (2%) με/χωρίς υδατικά εκχυλίσματα δενδρολίβανου σε pH 5.0. Παρήχθησαν γαλακτώματα O/W που περιείχαν 20% κραμβέλαιο (ελαιώδης φάση) και 80% διάλυμα αλγινικού νατρίου (υδατική φάση), ενώ Tween 80 (0.5%) χρησιμοποιήθηκε ως γαλακτωματοποιητής. Τα αλγινικά σφαιρίδια σχηματίστηκαν με εξωτερική ιοντική πηκτωματοποίηση χρησιμοποιώντας διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου 2% w/v. Τα σφαιρίδια αποθηκεύτηκαν στους 20°C για 28 ημέρες. Η ποιότητα του ενθυλακωμένου ελαίου αξιολογήθηκε με μετρήσεις της τιμής υπεροξειδίου (PV), της τιμής p-ανισιδίνης (p-Αν), των ελεύθερων λιπαρών οξέων (FFA), της τιμής Totox, και της συνολικής περιεκτικότητας εκχυλισμένων φαινολών (TEPC). Στο δεύτερο πειραματικό σχέδιο, χρησιμοποιήθηκαν επίσης υδατικά διαλύματα β-κυκλοδεξτρίνης προκειμένου να εκχυλιστούν ανθοκυανίνες από το υποπροϊόν των κράνων. Μελετήθηκαν συνδυασμοί των εκχυλισμάτων δεντρολίβανου και των ανθοκυανών του υποπροϊόντος κράνων σε αναλογία 1:4. Τα παραγόμενα εκχυλίσματα χαρακτηρίστηκαν από την ολική περιεκτικότητα σε πολυφαινόλες (TPC), από την περιεκτικότητα σε μονομερείς ανθοκυανίνες (ΤΜΑC), το χρώμα (L*, a*, b*) ενώ χρησιμοποιήθηκε φασματοσκοπία UV-Vis προκειμένου να ελεγχθεί η ύπαρξη ή μη του φαινομένου του συγχρωματισμού. Παρήχθησαν διαλύματα αλγινικού νατρίου 2% w/v σε pH 6.0 στα εκχυλίσματα και τα σφαιρίδια δημιουργήθηκαν με τον τρόπο που αναφέρθηκε προηγουμένως. Τα σφαιρίδια αποθηκεύτηκαν στους 25°C για 12 ημέρες. Η σταθερότητα των ανθοκυανινών αξιολογήθηκε με μετρήσεις παραμέτρων του χρώματος (L*, a*, b*, ΔΕ), των εκχυλιζόμενων ανθοκυανινών (ΤΜΑC) και συνολικής περιεκτικότητας εκχυλισμένων φαινολών (TΕPC). Η σύσταση σε φαινολικές ενώσεις μεταξύ των δύο υδατικών εκχυλισμάτων δεντρολίβανου διέφερε. O ρυθμός της οξείδωσης του ελαίου είναι πιο αργός στο ενθυλακωμένο έλαιο που παρασκευάστηκε με το υδατικό εκχύλισμα από υπολείμματα απόσταξης του δεντρολίβανου παρά στο ακατέργαστο δεντρολίβανο που δεν είχε υποβληθεί προηγουμένως σε υδροαπόσταξη. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η ενθυλάκωση του ελαίου με χρήση αλγινικών σφαιριδίων παρουσία ενός πολυφαινολικού εκχυλίσματος που λαμβάνεται από δεντρολίβανο μπορεί να προσφέρει πρόσθετη προστασία στο κραμβέλαιο από την οξείδωση κατά την αποθήκευση. Το εκχύλισμα υποπροϊόντος των κράνων διαθέτει σημαντική ποσότητα ανθοκυανών σε σχέση με απόβλητα άλλων φρούτων, κάτι που το καθιστά ικανό για πιθανή χρήση ως χρωστική. Ο συγχρωματισμός των εκχυλισμάτων που παρήχθησαν επιβεβαιώθηκε σε διάφορα pH κυρίως μέσω υπερχρωματικών φαινομένων στο φάσμα UV-Vis. Η ενθυλάκωση παρείχε προστασία στα εκχυλίσματα κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης σε σχέση με το ελεύθερο εκχύλισμα. Ωστόσο, ο συνδυασμός της ενθυλάκωσης με την προσθήκη συν-χρωστικών δεν φάνηκε να σταθεροποιεί τα δείγματα. Το δείγμα όπου περιείχε μόνο ανθοκυανίνες του υποπροϊόντος κράνων αποδείχθηκε το πιο σταθερό στη διατήρηση του χρώματος
description: The present work consists of two experimental stability studies. The aim of the first experimental design was to encapsulate in sodium alginate beads rapeseed oil loaded with polyphenols extracted from rosemary from two different streams (conventional and waste) and evaluate the effect of the recovered antioxidants on the storage stability of rapeseed oil. The aim of the second experimental design was to encapsulate in sodium alginate beads anthocyanins extracted from the Cornelian Cherries pomace with polyphenols from rosemary (conventional and waste) and to evaluate the effect of combination of copigmentation and encapsulation on the storage stability of anthocyanins. For the first study, an eco-friendly extraction process from the rosemary plant, before and after hydrodistillation (by-product), was applied using aqueous solutions of β-cyclodextrin as a solvent. The aqueous extracts were characterised by the total phenolic content (TPC). Sodium alginate solutions (2%) with/without rosemary aqueous extracts were subsequently prepared at pH 5.0. O/W emulsions were produced containing 20% rapeseed oil (oil phase) and 80% sodium alginate solutions (water phase), while Tween 80 (0.5%) was used as emulsifier. Alginate beads were formed by ionic gelation. The beads were stored at 20 °C for 28 days. The quality of the encapsulated oil was evaluated by measurements of peroxide value (PV), p-anisidine value (p-AV), free fatty acid (FFA), Totox value, total extractable phenolic content (TEPC). For the second study, an aqueous solution of β-cyclodextrin was also used to extract anthocyanins from the by-product of Cornelian Cherries. Mixtures of the extracts of rosemary (from the first study) and anthocyanins of the by-product of Cornelian Cherries (ratio: 1/4) were produced. The aqueous extracts were characterized by total polyphenol content (TPC), monomeric anthocyanin content (TMAC), colour (L*, a*, b*) while UV-Vis spectroscopy was used to confirm whether the phenomenon of copigmentation was present or not. Sodium alginate solutions 2% w/v were produced at pH 6.0 and beads were formed as previously reported. Beads were stored at 25°C for 12 days. The stability of anthocyanins was evaluated by measurements of colour parameters (L*, a*, b*, ΔE), extractable monomeric anthocyanins (TMAC) and total extractable phenolic content (TEPC). The phenolic profiles between the two rosemary aqueous extracts differed. The oxidative changes observed were slower in the encapsulated oil made with the aqueous extract from rosemary distillate residues rather than the raw rosemary which wasn’t previously subjected to hydrodistillation. The results of the present study indicate that encapsulation of oil using alginate beads with inclusion of a polyphenolic extract obtained from rosemary, may offer an additional protection to the rapeseed oil from oxidation upon storage. The extract from Cornelian Cherries pomace has a significant amount of anthocyanins compared to other extracts from fruit wastes, which makes it suitable for potential use as a colorant. Copigmentation of the extracts was confirmed at various pHs by hyperchromic effects in the UV-Vis spectra. Encapsulation protected the anthocyanin extracts during storage compared to the unencapsulated-free extract. However, the combination of encapsulation technique with the addition of co-pigments did not stabilize the samples. The sample containing only anthocyanins from Cornelian Cherries was the most stable with regards to colour preservation