Εκχύλιση φαινολικών ενώσεων από παραπροϊόντα του αρωματικού φυτού Sambucus nigra (σαμπούκος) με χρήση μοντέλων πειραματικού σχεδιασμού

Abstract

Με το πέρασμα των χρόνων οι εφαρμογές των αρωματικών φυτών σε κλάδους όπως, η βιομηχανία των τροφίμων, των φαρμάκων και των καλλυντικών πολλαπλασιάζονται. Η παραγωγή παραπροϊόντων από την απόσταξη αρωματικών φυτών για την παραλαβή αιθέριων ελαίων, μάλιστα, αποτελεί σημαντική βιομηχανική δραστηριότητα για την εξαγωγή και αξιοποίηση φυτικών ελαίων με αρωματικές και θεραπευτικές ιδιότητες. Η παρούσα πτυχιακή εργασία, επικεντρώνεται στην βελτιστοποίηση της εκχύλισης φαινολικών ενώσεων από παραπροϊόντα του αρωματικού φυτού Sambucus nigra (σαμπούκος) με χρήση μοντέλων πειραματικού σχεδιασμού και στον προσδιορισμό της αντιοξειδωτικής και αντιριζικής δράσης επιλεγμένων εκχυλισμάτων. Αρχικά πραγματοποιήθηκε βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με την ανάγκη αξιοποίησης των παραπροϊόντων που προκύπτουν από την απόσταξη των αρωματικών φυτών, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στο φυτό Sambucus nigra L. και στις βιοδραστικές ενώσεις που περιέχει. Στη συνέχεια, γίνεται ειδική αναφορά στις φαινολικές ενώσεις του σαμπούκου, στις βιολογικές τους ιδιότητες και στις τεχνικές εκχύλισης για την παραλαβή τους. Πιο συγκεκριμένα, στα πλαίσια της παρούσας έρευνας, πραγματοποιήθηκε η βελτιστοποίηση 4 παραμέτρων (περιεκτικότητα αιθανόλης, χρόνος εκχύλισης, ενέργεια υπερήχων, αναλογία διαλύτη/δείγματος) της εκχύλισης με υπερήχους (ultrasound-assisted extraction, UAE) με χρήση του μοντέλου Box-Behnken. Το ολικό φαινολικό περιεχόμενο (total phenolic content, TPC) των εκχυλισμάτων δρόγης σαμπούκου και παραπροϊόντων προσδιορίστηκε με την μέθοδο Folin-Ciocalteu, ενώ η αντιοξειδωτική και η αντιριζική δράση επιλεγμένων εκχυλισμάτων εκτιμήθηκε με τη μέθοδο FRAP και ABTS, αντίστοιχα. Από τη μελέτη των αποτελεσμάτων προέκυψε πως οι βέλτιστες συνθήκες για την παραλαβή εκχυλισμάτων πλούσιων σε φαινολικές ενώσεις ήταν : 54 % v/v περιεκτικότητα σε αιθανόλη στον διαλύτη, 40 λεπτά διάρκεια εκχύλισης, 80% ενέργεια των υπερήχων (W) και 37 mL/g αναλογία διαλύτη/δείγματος, ενώ η περιεκτικότητα αιθανόλης στο διαλύτη της εκχύλισης αναδείχθηκε ο πιο σημαντικός παράγοντας για την ανάκτηση φαινολικών ενώσεων. Όσον αφορά το συνολικό φαινολικό περιεχόμενο, μετά από εφαρμογή της δοκιμής Folin-Ciocalteu, στην ξηρή δρόγη βρέθηκαν 24,3 ± 1,6 mg GAE/g δείγματος ενώ στο παραπροϊόν 39 ± 1 mg GAE/g δείγματος. Το αυξημένο φαινολικό περιεχόμενο του παραπροϊόντος, πιθανόν, οφείλεται στην ήπια διαδικασία της ατμοαπόσταξης σε σύγκριση με άλλες μεθόδους (π.χ. υδροαπόσταξη) κατά την οποία η αύξηση της θερμοκρασίας λόγω του βρασμού του διαλύτη δε γίνεται απευθείας στο δείγμα, καθώς δε βρίσκεται εντός του διαλύτη απόσταξης. Παρόλα αυτά οι θερμοί ατμοί είναι αυτοί που διέρχονται στη συνέχεια από το δείγμα του σαμπούκου, αποστάζοντας τα αιθέρια έλαια και δημιουργώντας το στερεό παραπροϊόν. Η ήπια λοιπόν αυξημένη θερμοκρασία λόγω των ατμών μπορεί να μην καταστρέφει τα φαινολικά της αρχικής δρόγης, αλλά αντιθέτως να διασπά και κάποιους γλυκοζίτες φαινολικών ενώσεων, απελευθερώνοντας ελεύθερες μορφές φαινολικών (είτε οξέα είτε φλαβονοειδή) αυξάνοντας έτσι το φαινολικό περιεχόμενο του παραπροϊόντος.