Ανάπτυξη μεθόδου προσδιορισμού φαινολικών ενώσεων με χρήση υγρής χρωματογραφίας

Λουλούδη, Ευμορφία; Σακκά, Παναγιώτα Μαρία

Development of a liquid chromatography method for the determination of phenolic compounds

Πτυχιακή εργασία

Author

Λουλούδη, Ευμορφία

Σακκά, Παναγιώτα Μαρία

Date

2023-09-28

Advisor

Τσιάκα, Θάλεια

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ_ΣΑΚΚΑ - ΛΟΥΛΟΥΔΗ_is.pdf (1.841Mb)

Keywords

Φαινολικές ενώσεις ; Φαινολικά οξέα ; Υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης ; Ανιχνευτής συστοιχίας φωτοδιόδων ; Ανάπτυξη μεθόδου ; Επικύρωση μεθόδου ; Φυτικά εχυλίσματα

Abstract

Σήμερα, στη βιομηχανία τροφίμων, ολοένα και περισσότερο αποκτούν ενδιαφέρον οι φαινολικές ενώσεις και η αξιοποίησή τους για την παραγωγή καινοτόμων και βελτιωμένων προϊόντων. Οι φαινολικές ενώσεις αποτελούν μία από τις κύριες κατηγορίες δευτερογενών μεταβολιτών που συναντώνται σε φυτικούς οργανισμούς. Η παρούσα εργασία εστιάζει στα φαινολικά οξέα, τα οποία αποτελούν την κυριότερη κατηγορία των φαινολικών ενώσεων. Σημαντική πηγή φαινολικών οξέων αποτελούν τα παραπροϊόντα της αγρο-διατροφικής βιομηχανίας. Οι ενώσεις αυτές που παραλαμβάνονται από τα παραπροϊόντα βρίσκουν διάφορες εφαρμογές σε πολλούς κλάδους της βιομηχανίας, αλλά κυρίως στη βιομηχανία τροφίμων. Έτσι, τα φαινολικά οξέα έχουν μελετηθεί εκτενώς για τις βιοδραστικές τους ιδιότητες και για τα πιθανά οφέλη τους στην υγεία των ανθρώπων. Οι κύριες βιοδραστικές ιδιότητες που παρουσιάζουν είναι η αντιοξειδωτική, η αντιαλλεργική, η αντιγηραντική, η αντιμικροβιακή και η αντιφλεγμονώδης δράση. Έτσι, έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι εκχύλισης και τεχνικές ανάλυσης προκειμένου να καταστεί όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματική η αξιοποίηση των ενώσεων αυτών. Στην παρούσα πτυχιακή εργασία, πραγματοποιήθηκε ανάπτυξη μίας μεθόδου Υγρής Χρωματογραφίας Υψηλής Απόδοσης (HPLC) συζευγμένης με ανιχνευτή συστοιχίας φωτοδιόδων (Photodiode Array – PDA) για την ταυτοποίηση και τον προσδιορισμό 15 φαινολικών οξέων σε φυτικά εκχυλίσματα, με κατάλληλη ρύθμιση των συνθηκών χρωματογραφίας. Έπειτα, ακολούθησε η επικύρωση της μεθόδου με τον προσδιορισμό της γραμμικότητας, της πιστότητας, της ακρίβειας και των ορίων ανίχνευσης (LOD) και ποσοτικοποίησης (LOQ). Στη συνέχεια, η επικυρωμένη μέθοδος εφαρμόσθηκε για τον προσδιορισμό και την ποσοτικοποίηση των μελετούμενων φαινολικών οξέων σε διάφορα εκχυλίσματα καφέ και σε εκχύλισμα φράουλας. Από τα αποτελέσματα συμπεραίνεται πως η μέθοδος εμφανίζει γραμμικότητα, καλή επαναληψιμότητα και αναπαραγωγιμότητα σε όλες τις συγκεντρώσεις που μελετήθηκαν, για τα περισσότερα φαινολικά οξέα. Αντίθετα, η μέθοδος δεν παρουσιάζει ικανοποιητική ακρίβεια. Επίσης, τα περισσότερα φαινολικά οξέα έχουν την ικανότητα να ανιχνευθούν και να ποσοτικοποιηθούν σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις. Τέλος, μετά την εφαρμογή της μεθόδου σε διάφορα φυτικά εκχυλίσματα, τα φαινολικά οξέα που ταυτοποιήθηκαν ήταν τα γαλλικό, πρωτοκατεχικό, χλωρογενικό, 4-υδροξυβενζοϊκό, καφεϊκό, κινναμικό, φερουλικό οξύ. Το 4-υδροξυβενζοϊκό οξύ εμφανίζεται σε υψηλή συγκέντρωση στον ντεκαφεϊνέ καφέ, ενώ το καφεϊκό οξύ εμφανίζεται σε υψηλή συγκέντρωση στο εκχύλισμα φράουλας.

Abstract

Today, in the food industry, the use of phenolic compounds for the production of innovative and improved food products is gathering interest. Phenolic compounds are one of the main classes of secondary metabolites found in plant tissues. This thesis focuses on phenolic acids, which are the main group of phenolic compounds. By products of the agri-food industry are an important source of phenolic acids. These compounds obtained from by-products find various applications in many branches of industry, but mainly in the food industry. Thus, phenolic acids have been extensively studied for their bioactive properties and potential health benefits in humans. Their main bioactive properties are antioxidant, anti-allergic, anti-aging, antimicrobial, and anti-inflammatory activities. Thus, in order to make the utilization of these compounds as efficient as possible, a wide range of extraction methods and analytical techniques have been developed. In this thesis, a High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) method coupled with a Photodiode Array (PDA) detector was developed for the identification and quantification of 15 phenolic acids in plant extracts, with appropriate adjustment of the chromatographic conditions. The method was then validated after determining the linearity, the precision, the accuracy and the limits of detection (LOD) and quantification (LOQ). The validated method was then applied for the determination and quantification of the studied phenolic acids in various coffee extracts, as well as in strawberry extract. The results indicate that the method shows linearity, good repeatability, and reproducibility for all concentrations studied for most phenolic acids. On the contrary, the accuracy of the method should be improved. Also, most phenolic acids were detected and quantified at very low concentrations. Last but not least, after applying the method to various plant extracts, the phenolic acids identified were gallic, protocatechuic, chlorogenic, 4-hydroxybenzoic, caffeic, cinnamic and ferulic acids. Decaffeinated coffee contains 4-hydroxybenzoic acid in high concentration, while caffeic acid occurs in high concentration in strawberry extract.