Ανάκτηση δεσμευμένων φαινολικών συστατικών από φλοιούς ρυζιού με αλκαλική υδρόλυσης υποβοηθούμενη από μικροκύματα
Creators: name: Μισιρλή, Κλεονίκη Παναγιώτη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Φλοιοί ρυζιού
Δεσμευμένα φαινολικά συστατικά
Υδρόλυση
Rice hulls
Bound phenolic compounds
Hydrolysis

description: Τα τελευταία χρόνια έχει εκδηλωθεί ιδιαίτερο ενδιαφέρον από την επιστημονική κοινότητα για την αξιοποίηση των αγρο-βιομηχανικών παραπροϊόντων και αποβλήτων ως φυσικές πηγές φαινολικών αντιοξειδωτικών συστατικών. Οι φλοιοί του ρυζιού που προκύπτουν από την επεξεργασία του καρπού του ρυζιού ως υποπροϊόν διαθέτουν αξιόλογη ποσότητα φαινολικών συστατικών, το μεγαλύτερο μέρος των οποίων βρίσκεται σε δεσμευμένη μορφή. Για την ανάκτηση αυτών απαιτείται εφαρμογή προκατεργασίας, με πιο αποτελεσματική την αλκαλική υδρόλυση πριν από την εκχύλιση υγρού-υγρού. Η τελευταία μπορεί να υποστεί υποβοήθηση με υπέρηχους ή μικροκύματα, με σκοπό την βελτίωση της ταχύτητας και της αποτελεσματικότητας. Στην περίπτωση της υποβοήθησης με μικροκύματα και για την περίπτωση των φλοιών ρυζιού δεν υπάρχουν στοιχεία στη βιβλιογραφία. Έτσι, η παρούσα εργασία είχε ως στόχο τη διερεύνηση των βέλτιστων συνθηκών υδρόλυσης υπό την επίδραση μικροκυμάτων για τη απελευθέρωση των δεσμευμένων φαινολικών οξέων με εφαρμογή σύνθετου κεντρικού σχεδιασμού (Central Composite Design, CCD) αξιοποιώντας τη μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης (Response Surface Methodology, RSM). Τα εκχυλίσματα που παρασκευάστηκαν εξετάστηκαν ως προς τα επίπεδα των ολικών και επιμέρους φαινολικών ενώσεων και την αντιοξειδωτική τους δράση με σειρά in vitro μεθόδων. Οι βέλτιστες συνθήκες, εφαρμόστηκαν σε φλοιούς διαφόρων ποικιλιών ρυζιού που καλλιεργούνται στην Ελλάδα και τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με αυτά που προέκυψαν από την εφαρμογή ενός βέλτιστου πρωτοκόλλου αλκαλικής υδρόλυσης υποβοηθούμενης από υπερήχους που προτείνεται στη βιβλιογραφία. Η υδρόλυση με το προτεινόμενο πρωτόκολλο οδηγεί σε διπλάσια περίπου επίπεδα από εκείνα που προκύπτουν με το λουτρό υπερήχων, ενώ η διάρκεια είναι 33 φορές μικρότερη.
description: Nowadays, there is a great interest in exploiting agro-industrial by-products as a source of potent antioxidant compounds, mainly phenolics. Their abundance and low cost have captured the attention of the scientific community as profitable secondary sources of bioactive components. Rice hulls, a by-product from rice processing, could be utilized for this purpose. Numerous publications in the literature confirm the considerable amount of phenolic antioxidant compounds, most of which exist in insoluble-bound forms within the hull matrix. Attempts to recover phenolic compounds in large amounts comprise the application of drastic conditions, such as alkaline hydrolysis prior to liquid-liquid extraction. Hydrolysis can be assisted via irradiation with ultrasounds or microwaves. However, in the case of microwaves, no information is available for rice hulls. Thus, the current study aimed to find the optimal conditions for the recovery of bound phenolic acids from rice hulls under microwave irradiation using a central composite experimental design, applying Response Surface Methodology (RSM). The obtained extracts were examined with regards to their total and individual phenol content, and antioxidant activity using various in vitro assays. The optimal conditions were applied to hulls from different rice varieties cultivated in Greece. The results were then compared to those obtained using an optimized ultrasound-assisted alkaline hydrolysis protocol proposed in literature. The values obtained by microwaves were ~2 times higher than those obtained by ultrasounds in a ~33-fold shorter treatment time.