Μελέτη της αντιμικροβιακής και αντιοξειδωτικής δράσης των πράσινων πιπεριών (Jalapeños) του γένους Capsicum annuum με χρήση μοντέλων πειραματικού σχεδιασμού και χαρακτηρισμός του φυτοχημικού προφίλ με υγρή χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας (LC-MS)

Μάτσα, Ναταλία; Δημά, Δέσποινα

Study of the antimicrobial and antioxidant activity of green peppers (Jalapeños) of the Capsicum annuum using experimental design models and characterization of the phytochemical profile by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS)

Πτυχιακή εργασία

Author

Μάτσα, Ναταλία

Δημά, Δέσποινα

Date

2023-10-05

Advisor

Τσιάκα, Θάλεια

fst19684056, fst19684155.pdf (4.131Mb)

Keywords

Παραπροϊόντα τροφίμων ; Εκχυλίσματα πιπεριάς Jalapen ̃ os ; Σπόροι πιπεριάς ; Αντιμικροβιακή δράση ; Εδώδιμοι διαλύτες εκχύλισης

Abstract

Το θέμα της παρούσας πτυχιακής εργασίας εστιάζει στην μελέτη της αντιμικροβιακής και αντιοξειδωτικής δράσης των πράσινων πιπεριών (Jalapeños) του γένους Capsicum annuum με χρήση μοντέλων πειραματικού σχεδιασμού και τον χαρακτηρισμό του φυτοχημικού προφίλ με υγρή χρωματογραφία– φασματομετρία μάζας (LC-MS), ώστε να χρησιμοποιηθούν στην βιομηχανία τροφίμων ως ενισχυτικοί παράγοντες σε προϊόντα τροφίμων. Στην αρχή της εργασίας αυτής έγινε αναφορά στις ιδιότητες των παραπροϊόντων της πιπεριας Jalapen ̃ os. Έπειτα έγινε βιβλιογραφική ανασκόπηση στις βασικές μεθόδους προσδιορισμού και εκχύλισης των βιοδραστικών ενώσεων, κυρίως των φαινολικών ενώσεων, καθώς και στη χρήση των αλκοολούχων αποσταγμάτων, όπως είναι το τσίπουρο, ως διαλύτες για εκχύλιση αυτών των ενώσεων. Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας υποδεικνύει πως η χρήση αλκοολούχων αποσταγμάτων αποτελεί μια καινοτόμα εδώδιμη εναλλακτική επιλογή για την αντικατάσταση των οργανικών διαλυτών. Στην συνέχεια έγινε αναφορά στους μελετούμενους μικροοργανισμούς (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus και Listeria monocytogenes) που δημιουργούν αλλοιώσεις στα τρόφιμα και σχετίζονται σημαντικά με την ασφάλεια των τροφίμων. Κατά το πειραματικό μέρος, έγινε βελτιστοποίηση τρίων επιλεγμένων παραγόντων εκχύλισης (χρόνος, θερμοκρασία, pH) για την παραλαβής εκχυλισμάτων μέγιστου φαινολικού περιεχομένου από σπόρους πιπεριάς Jalapen ̃ os με χρήση μοντέλων πειραματικού σχεδιασμού. Aκόμη, μελετήθηκε η δράση εκχυλισμάτων στην αναστολή των υπό εξέταση μικροοργανισμών (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus και Listeria monocytogenes)με την εύρεση των βέλτιστων συνθηκών εκχύλισης που προκαλούν αυξημένη αναστολή για κάθε μικροοργανισμό. Συγκεκριμένα, τα εκχυλίσματα των σπόρων Jalapen ̃ os συνέβαλαν στην ανάπτυξη και όχι στην αναστολή του B.cereus και του S. aureus, ενώ έδρασαν πιο αποτελεσματικά για την αναστολή κατά της L. monocytogenes. Tέλος, αξιολογήθηκε το φυτοχημικό προφίλ επιλεγμένων εκχυλισμάτων με χρήση υγρής χρωματογραφίας- φασματοφωτομετρίας μάζας, ώστε να συσχετιστεί το προφίλ βιοδραστικών ενώσεων των εκχυλισμάτων με την αντιμικροβιακή τους δράση έναντι των εξεταζόμενων μικροοργανισμών.

Abstract

The topic of this thesis focuses on the study of the antimicrobial and antioxidant activity of green peppers (Jalapeños) of the genus Capsicum annuum using experimental design models and the characterization of the phytochemical profile by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS), in order to be used in the food industry as enhancers in food products. At the beginning of this work, the properties of by-products of Jalapen ̃ os pepper were reported. A literature review was then conducted on the basic methods for the determination and extraction of bioactive compounds, mainly phenolic compounds, and the use of alcoholic distillates, such as tsipouro, as solvents for the extraction of these compounds. The review of the literature suggests that the use of alcoholic distillates is an innovative edible alternative to replace organic solvents. The studied microorganisms (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus and Listeria monocytogenes) that cause food spoilage and are significantly related to food safety were discussed. In the experimental part, three selected extraction factors (time, temperature, pH) were optimized for obtaining extracts of maximum phenolic content from Jalapen ̃ os pepper seeds using experimental design models. Furthermore, the effect of extracts on the inhibition of the microorganisms under investigation (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus and Listeria monocytogenes) was studied by finding the optimal extraction conditions that cause increased inhibition for each microorganism. Specifically, Jalapen ̃ os seed extracts contributed to the growth rather than inhibition of B. cereus and S. aureus, while acting more effectively for inhibition against L. monocytogenes. Finally, the phytochemical profile of selected extracts was evaluated using liquid chromatography-mass spectrophotometry to correlate the bioactive compound profile of the extracts with their antimicrobial activity against the tested microorganisms.