Εκχύλιση φαινολικών ενώσεων από παραπροϊόντα χαμομηλιού με χρήση μοντέλων πειραματικού σχεδιασμού

Abstract

Στη σημερινή εποχή, η ανάγκη που υπάρχει για οικολογική διαχείριση των αποβλήτων και των παραπροϊόντων αλλά και η τάση για την εφαρμογή «πράσινων» μεθόδων κατά την παραγωγή βιομηχανικών προϊόντων τροφίμων, έχει οδηγήσει σε ένα πλήθων μελετών που σχετίζονται με το κατά πόσο είναι εφικτή η αξιοποίηση των παραπροϊόντων επεξεργασίας των αρωματικών φυτών. Τα παραπροϊόντα επεξεργασίας αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών κατά την παραγωγή αιθέριων ελαίων αποτελούν υπόστρωμα πλούσιο σε βιοδραστικές ενώσεις, το οποίο συχνά μένει ανεκμετάλλευτο και απορρίπτεται ως απόβλητο. Στην εν λόγω πτυχιακή εργασία μελετάται το φαινολικό περιεχόμενο των εκχυλισμάτων από παραπροϊόντα ατμο υδροαπόσταξης χαμομηλιού (Chamomile, Matricaria chamomilla L.), κατά την εκχύλιση με υπερήχους. Η εκχύλιση των φαινολικών ενώσεων πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια υπερήχων (Ultrasound Assisted Extraction, UAE), ενώ για τη βελτιστοποίηση των συνθηκών εκχύλισης χρησιμοποιήθηκε το μαθηματικό πρότυπο πειραματικού σχεδιασμού Box-Behnken. Οι παράμετροι της διεργασίας που μελετήθηκαν είναι τέσσερεις : η περιεκτικότητα του διαλύτη σε αιθανόλη (% v/v), ο χρόνος εκχύλισης (min), η % ένταση του μηχανήματος υπερήχων και η αναλογία διαλύτη/υποστρώματος (mL/g), με τρία επίπεδα τιμών η καθεμία και προέκυψαν (αριθμός) ανεξάρτητων περαμάτων. Οι βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης εφαρμόστηκαν στη δρόγη χαμομηλιού και έγινε σύγκριση μεταξύ των προβλεπόμενων και πειραματικών τιμών, με σκοπό την επικύρωση του μαθηματικού προτύπου ως προς τις βέλτιστες συνθήκες UAE για την παραλαβή του μέγιστου φαινολικού περιεχομένου από τα εκχυλίσματα χαμομηλιού. Τόσο στο ξηρό δείγμα αλλά και στο παραπροϊόν επεξεργασίας χαμομηλιού έγινε αξιολόγηση του φαινολικού περιεχομένου, καθώς και της αντιριζικής και αντιοξειδωτικής δράσης τους με τις μεθόδους ABTS●+ και FRAP, αντίστοιχα, και βάση αποτελεσμάτων στο παραπροϊόν οι βέλτιστες συνθήκες, που δίνουν την βέλτιστη απόδοση τόσο σε TPC (14.673±0,18 mg GAE/g dry herb) όσο και σε ιόντα Fe(II) κατά την μέτρηση της αντιοξειδωτικής ικανότητας ( 28,338±3,3 mg Fe(II)/g herb), καθώς και κατά την εκτίμηση της ικανότητας ανάσχεσης της ελεύθερης ρίζας ABTS●+ ( 36,079±2,4 mg TE/g dry herb), είναι 62,5 % v/v περιεκτικότητα σε αιθανόλη, χρόνος εκχύλισης 10 min, ένταση υπερήχων 80% και αναλογία διαλύτη/υπόστρωμα 60 mL/g. Όσον αφορά το παραπροϊόν επεξεργασίας χαμομηλιού τα αποτελέσματα έδειξαν ότι στις βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης έχει τη μεγαλύτερη απόδοση σε TPC, (μεγαλύτερη από αυτή της δρόγης), ίδια απόδοση με τη δρόγη σε περιεχόμενο του Fe(III) που ανήχθη σε Fe(II) από τις αναγωγικές/αντιοξειδωτικές ενώσεις ανά γραμμάριο δείγματος χαμομηλιού και υψηλότερο περιεχόμενο σε mg TE ανά g δείγματος. Τα αποτελέσματα αυτά πιθανώς οφείλονται στη μέθοδο απόσταξης που χρησιμοποιήθηκε (υδροαπόσταξη με ατμό). Συμπερασματικά η υδροαπόσταξη με ατμό είναι μια ήπια μέθοδος απόσταξης κατά την οποία γίνεται παραλαβή των επιθυμητών αιθέριων ελαίων χωρίς να καταστρέφεται το φαινολικό περιεχόμενο που απομένει.