Συγκριτική μελέτη φλοιού εσπεριδοειδών με χρήση ενόργανων αναλυτικών τεχνικών και στατιστικής ανάλυσης
Comparative study of citrus fruits peels implementing instrumental analytical techniques and statistical analysis

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Αουάντ, Κωνσταντίνος
Ημερομηνία
2025-03-20Επιβλέπων
Σινάνογλου, ΒασιλείαΛέξεις-κλειδιά
Εσπεριδοειδή ; Φλοιός ; Παραπροϊόν ; Απόβλητα ; Φασματοσκοπία υπερύθρου ; Ανάλυση υφής-εικόνας ; Φασματοφωτομετρικές μέθοδοι ; Φλαβονοειδή ; ΠολυφαινόλεςΠερίληψη
Τα φρούτα του γένους Citrus, γνωστά ως εσπεριδοειδή, συγκαταλέγονται στα πιο ευρέως καλλιεργούμενα είδη παγκοσμίως, η παραγωγή και η βιομηχανική επεξεργασία των οποίων παρουσιάζουν συνεχή αύξηση, λόγω της μεγάλης ζήτησής τους και των πολλαπλών δυνατοτήτων αξιοποίησή τους. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή μεγάλου όγκου αποβλήτων από τα παραπροϊόντα, με τον φλοιό να αποτελεί το κύριο υπόλειμμα, η περαιτέρω αξιοποίηση του οποίου κρίνεται ως επιτακτική ανάγκη λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε βιοδραστικές ενώσεις. Στην παρούσα μελέτη επιλέχθηκαν έξι διαφορετικά εσπεριδοειδή (Κουμκουάτ, Πορτοκάλι, Λεμόνι, Κλημεντίνη, Κόκκινο Γκρέιπφρουτ και Κίτρινο Γκρέιπφρουτ) με σκοπό την συγκριτική μελέτη των φλοιών τους, εφαρμόζοντας ταχείες και μη καταστρεπτικές ενόργανες αναλυτικές τεχνικές μεταξύ των οποίων, τη φασματοσκοπία υπερύθρου (ATR-FTIR), φασματοφωτομετρικές μεθόδους, την ανάλυση υφής εικόνας ενώ προσδιορίστηκαν και διάφορες φυσικοχημικές παράμετροι των φλοιών. Από τα χαρακτηριστικά υφής που προέκυψαν από την ανάλυση εικόνας επιτεύχθηκε η διάκριση των φλοιών βάσει της ομοιομορφίας της δομής τους, με τους φλοιούς του λεμονιού και του κίτρινου γκρέιπφρουτ να εμφανίζουν την μεγαλύτερη ομοιομορφία, ενώ αντίθετα οι φλοιοί της κλημεντίνης και του κόκκινου γκρέιπφρουτ παρουσίασαν την πιο ανομοιόμορφη υφή. Οι φυσικοχημικές παράμετροι επέτρεψαν την αξιολόγηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών των νωπών φλοιών, ενώ η υψηλή περιεκτικότητα των λυοφιλοποιημένων φλοιών σε ασκορβικό οξύ, και κυρίως του κόκκινου και του κίτρινου γκρέιπφρουτ, φαίνεται να ενισχύει την αντιοξειδωτική δράση των φλοιών. Το ολικό φαινολικό περιεχόμενο (TPC) και τα ολικά φλαβονοειδή (TFC), βρέθηκαν σε υψηλές συγκεντρώσεις, με τους λυοφιλοποιημένους φλοιούς του λεμονιού, του κόκκινου γκρέιπφρουτ και του κίτρινου γκρέιπφρουτ να παρουσιάζουν τις υψηλότερες τιμές, αποτελέσματα που έρχονται σε συμφωνία και με αυτά που προέκυψαν από την αποτίμηση των φασμάτων ATR-FTIR, στα οποία κυριάρχησαν ταινίες που σχετίζονται με πολυφαινολικές και αρωματικές ενώσεις. Τέλος, η σημαντική συμβολή των φαινολικών ενώσεων στην αντιοξειδωτική και στην αντιριζική δράση επιβεβαιώθηκε από τα αποτελέσματα των φασματοφωτομετρικών μεθόδων (FRAP, ABTS●+, TFC και TPC). Κατά συνέπεια, διαπιστώνεται η υψηλή βιοχημική και κατ’ επέκταση οικονομική αξία των φλοιών των εσπεριδοειδών, ενώ παράλληλα αναδεικνύεται η ανάγκη για περαιτέρω έρευνα.
Περίληψη
Citrus fruits are among the most widely cultivated fruit crops throughout the world. Their production and industrial processing are constantly rising due to the increasing market demand and their numerous utilization potentials. This results in large quantities of waste and by-products, where citrus peel serves as the dominant residue, making its further utilization crucial because of its high concentration of bioactive compounds. The aim of this study was to evaluate the peels of six different citrus fruits (Kumquat, Orange, Lemon, Clementine, Red Grapefruit and Yellow Grapefruit) by employing rapid, nondestructive, and conventional instrumental analytical techniques such as Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, spectrophotometric assays, image textural analysis along with the determination of various physicochemical parameters of citrus peels. Image textural features managed to discriminate citrus peels based on their structure uniformity, which was found increased in lemon and yellow grapefruit peels, whereas the peels of clementine and red grapefruit exhibited increased non-uniformity of the structure in the images. The physicochemical parameters provided some valuable insights into the quality characteristics of fresh citrus peels, while the high ascorbic acid content of freeze-dried citrus peels, particularly in red and yellow grapefruit peels, seems to enhance their antioxidant activity. Obtained results from the spectrophotometric assays for the determination of Total Phenolic Content (TPC) and Total Flavonoid Content (TFC) showed that the freeze-dried peels of lemon, yellow grapefruit and red grapefruit exhibit the highest concentrations of polyphenols and these results are aligned with the ATR-FTIR spectra absorption bands, as most of them were associated with polyphenolic and aromatic compounds. Furthermore, the similar variation pattern observed in the spectrophotometric assays results (FRAP, ABTS●+, TFC and TPC) state that the antioxidant and antiradical activities of citrus peels are predominantly due to phenolic compounds. As a result, citrus peels significant biochemical and, consequently, economic value can be highlighted, underscoring the importance of further research.