Εκχύλιση φαινολικών ουσιών από παραπροϊόντα κρόκου με χρήση πειραματικού σχεδιασμού και υγρής χρωματογραφίας – φασματομετρίας μάζας

Λυκούδη, Ελένη; Χατζηκωνσταντίνου, Μαρία

Evaluation of total phenolic content, antioxidant and antiradical activity of ultra-sound assisted extracts of saffron by-products and identification of their phytochemical profile using untargeted LC-MS/MS analysis

Πτυχιακή εργασία

Author

Λυκούδη, Ελένη

Χατζηκωνσταντίνου, Μαρία

Date

2023-10-02

Advisor

Στρατή, Ειρήνη

Πτυχιακή Εργασία (1.757Mb)

Δήλωση συγγραφέα πτυχιακής/διπλωματικής εργασίας (401.4Kb)

Keywords

Παραπροϊόντα Crocus sativus ; Eκχύλιση με υπερήχους ; Φαινολικό περιεχόμενο ; Αντιοξειδωτική ικανότητα ; Αντιριζική ικανότητα ; LC-MS/MS

Abstract

Το θέμα της παρούσας πτυχιακής αφορά την εκτίμηση του ολικού φαινολικού περιεχομένου, της αντιριζικής και αντιοξειδωτικής δράσης εκχυλισμάτων παραπροϊόντων κρόκου Κοζάνης με στόχο την αξιοποίηση των φαινολικών ενώσεων στην βιομηχανία τροφίμων ως ενισχυτικοί παράγοντες. Αναφέρθηκαν σημαντικές πληροφορίες για το φυτό Crocus sativus L. που αφορούν την καλλιέργεια και την συγκομιδή του καθώς και την χρηστικότητα του στην διατροφή αλλά και στην λαϊκή ιατρική, η οποία ώθησε τους επιστήμονες στην έρευνα των φαρμακευτικών του ιδιοτήτων. Στην συνέχεια αναπτύχθηκαν εν συντομία οι μέθοδοι εκχυλίσεων φαινολικών ενώσεων αιτιολογώντας την επιλογή της πράσινης τεχνικής της εκχύλισης με σύστημα υπερήχων (Ultrasound assisted extractiom, UAE) στο συγκεκριμένο πείραμα. Αναφορικά με το πειραματικό κομμάτι πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση της διαδικασίας και για τους ακόλουθους παράγοντες: (α) περιεκτικότητα σε αιθανόλη (%) σε μείγμα διαλύτη νερού/αιθανόλης, β) χρόνος εκχύλισης (λεπτά), γ) ισχύς υπερήχων (%) και δ) αναλογία διαλύτη/υλικού (ml/g), με τη βοήθεια του πειραματικού σχεδιασμού Box-Behnken. Η μεταβλητή απόκρισης ήταν η περιεκτικότητα σε ολικές φαινολικές ενώσεις (TPC), όπως προσδιορίστηκε με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu. Οι βελτιστοποιημένες συνθήκες, σύμφωνα με τον πειραματικό σχεδιασμό, έδωσαν αποτελέσματα TPC 90,2-799,2 mg GAE/100g ξηρού δείγματος. Επιπλέον εφαρμόστηκε η δοκιμασία της αναγωγικής - αντιοξειδωτικής ισχύος σιδήρου (FRAP) για την εκτίμηση της αντιοξειδωτικής δράσης των δειγμάτων, όπου και δόθηκε εύρος τιμών 14,6-119,5 mg Fe+2/g ξηρού δείγματος στις βέλτιστες συνθήκες, καθώς και η δοκιμασία ενεργότητας απορρόφησης σε 2,2'-Azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS•+) για την εκτίμηση της αντιριζικής δράσης η οποία προσδιορίστηκε σε εύρος τιμών 3,5-18,0 mg TE/g ξηρού δείγματος στις βέλτιστες συνθήκες. Τέλος, πραγματοποιήθηκε τεχνική υγρής χρωματογραφίας-φασματομετρίας μάζας (LC-MS/MS) για την ταυτοποίηση χαρακτηριστικών φαινολικών ενώσεων στα εκχυλίσματα των παραπροϊόντων.

Abstract

The subject of this project focuses on the evaluation of the total phenolic content, the anti-radical and antioxidant activity of extracts of saffron by-products of in order to utilize the phenolic compounds in the food industry as enhancing agents. Initially, important information about the plant Crocus sativus L. regarding its cultivation and harvesting as well as its use in nutrition and in folk medicine, which has prompted scientists to research its medicinal properties, were mentioned. Then, the methods of phenolic compound extraction were briefly developed justifying the choice of the green technique of ultrasound assisted extraction (UAE) to be used in this experiment. Regarding the experimental part, process optimization was carried out for the following factors: (a) ethanol content (%) in water/ethanol solvent mixture, (b) extraction time (min), (c) ultrasonic power (%) and (d) solvent/solvent ratio (ml/g), with the help of Box- Behnken experimental design. The response variable was the total phenolic content (TPC) as determined by the Folin-Ciocalteu method. The optimized conditions, according to the experimental design presented TPC results of 90,2-799,2 mg GAE/100g dry sample. In addition, the iron reduction antioxidant power test (FRAP) was performed in order to evaluate the antioxidant capacity which was estimated at 14.6-119.5 mg Fe+2/g dry sample at the optimum conditions, as well as the absorbance activity assay in 2'-Azino-bis -(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS•+) for the estimation of antioxidant activity which was estimated at 3.5-18.0 mg TE/g dry sample at the optimum conditions. Finally, liquid chromatography-mass spectrometry-mass spectrometry (LC-MS/MS) technique was performed so as to identify characteristic phenolic compounds in the by-product extracts.