Βελτιστοποίηση της καλλιέργειας μικροφυκών για παραγωγή αντιοξειδωτικών συστατικών
| datacite.contributor.RelatedPerson | Κορνάρος, Μιχάλης | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Δημακόπουλος, Ιωάννης | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Βαγενάς, Δημήτρης | |
| datacite.contributor.Supervisor | Κορνάρος, Μιχάλης | |
| dc.contributor.author | Σωτήρη, Μαρία | |
| dc.contributor.other | Sotiri, Maria | |
| dc.date.accessioned | 2024-07-03T13:51:31Z | |
| dc.date.available | 2024-07-03T13:51:31Z | |
| dc.date.issued | 2023-10-13 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής εργασίας είναι η βελτιστοποίηση των συνθηκών για της καλ-λιέργειας του μικροφύκους Nannochloropsis oculata για την παραγωγή αντιοξειδωτικών συστατικών. Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητάς έχει στραφεί στην παραγωγή τον αντιοξειδωτικών συστατικών, ειδικότερα από τα μικροφύκη. Καθώς τα μικροφύκη αποτελούν έναν θαλάσσιο πόρο αλλά έχουν και την ικανότητα να συνθέτουν υψηλής αξίας λιπαρά ,οξέα πρωτεΐνες, φαινολικά και χρωστικές ουσίες όπως χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή. Το μικροφύκος που επιλέχθηκε ως πρώτη ύλη για την παραγωγή αντιοξειδωτικών συστατικών εί-ναι το Nannochloropsis oculata. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι ο προσδιορισμός των συνθηκών στις καλλιέργειες, στις οποίες θα έχουμε τις βέλτιστες συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών συστατι-κών(χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή μαζί με ξανθοφύλλες) στην ξηρή βιομάζα αλλά και στα αιθανο-λικά εκχυλίσματα που παρασκευάστηκαν, ενώ παράλληλα έγινε και μέτρηση του ποσοστού της υ-γρασίας και τέφρας στην ξηρή βιομάζα. Οι συνθήκες που μελετήθηκαν στην παρούσα μελέτη ήταν η περίοδος φωτός , το pH και η θερμοκρασία. Η μελέτη αποτελείται από τρία πειράματα με διαφορετικούς συνδυασμούς συνθήκων(διάρκειας 6 ημερών), δηλαδή διαφορετικές τιμές θερμοκρασίας, αρχικού pH και διαφορετική περίοδο φωτός με συνεχής αερισμός για την ανάπτυξη της καλλιέργειας. Ποιο συγκεκριμένα οι συνθήκες τον παραμέ-τρων που μελετήθηκαν ήταν θερμοκρασία: 20οC, 27.5oC και 35oC, αρχικό pH: 6.5, 9.5 και 9,5 και φω-τισμός: 12:12 (12 ώρες φως και 12 ώρες σκοτάδι) και 24:0 (24 ώρες φως και 0 σκοτάδι). Μετά από το πέρασμα των 6 ημερών λαμβάνεται η βιομάζα και λυοφιλιώνεται για δύο μέρες. Στη συνέχεια γίνεται ο προσδιορισμός των χρωστικών ουσιών (χλωροφύλλης-α και καροτενοειδή) στην ξηρή βιομάζα ενώ παράλληλα γίνεται μέτρηση της υγρασίας και τέφρας. Επιπρόσθετα γίνεται εκχύ-λιση με αιθανόλη στην ξηρή βιομάζα για τον προσδιορισμό των χρωστικών ουσιών (χλωροφύλλης-α και καροτενοειδή) στα αιθανολικά εκχυλίσματα και μέσω της μεθόδου Folin-Ciocalteu γίνεται ο προσδιορισμών των φαινολικών συστατικών. Ο πειραματικός σχεδιασμός έγινε με την μέθοδο γραμμικής παλινδρόμησης στο Minitab, στο ο-ποίο έγινε και η στατιστική ανάλυση των δεδομένων. Στα οποία προέκυψαν γραμμικά μοντέλα μετα-ξύ των παραμέτρων που μελετήθηκαν και των συστατικών της βιομάζας. Επίσης για επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων, έγινε και γραμμική παλινδρόμηση με αλληλεπιδράσεις με την βοήθεια του προγράμματος Matlab. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την παρούσα διπλωματική εργασία είναι πως η βέλτιστή συνθήκη για την μέγιστη ποσότητα σε χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή είναι η συνθήκη με LP: 24:0 (24 ώρες φως και ο σκοτάδι), pH: 6.5 και Τ: 20oC με συγκέντρωση 3.37%DW και 0.88%DW σε χλωρο-φύλλη-α και καροτενοειδή αντίστοιχα. Στα αιθανολικά εκχυλίσματα η βέλτιστη συνθήκη για μέγιστη συγκέντρωση σε χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή ήταν η συνθήκη με LP: 24:0, pH: 9.5 και T: 35oC με συγκέντρωση 0.137%DW και 0.046%DW σε χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή αντίστοιχα. Την καλύτε-ρη απόδοση εκχύλισης χλωροφύλλης-α είχε η συνθήκη με LP: 24:0, pH: 9.5, T: 27.5oC ενώ την καλύ-τερη απόδοση εκχύλισης καροτενοειδή είχε η συνθήκη με LP: 12:12, pH: 6.5 και T: 35oC . Όσων αφο-ρά τα φαινολικά η βέλτιστη συνθήκη ήταν με LP: 24:0, pH: 9.5 και Τ: 35oC. Επίσης προκύπτει μια συ-σχέτιση με την χρωστική ουσία, τα καροτενοειδή. | |
| dc.description.translatedabstract | The purpose of this Diploma thesis is to optimize the conditions for the cultivation of the microal-gae Nannochloropsis Oculata for the production of antioxidant components. In recent years, the inter-est of the scientific community has turned to the production of antioxidant components, especially from microalgae. As microalgae are a marine resource, they also have the ability to synthesize high-value fats, acidic proteins, phenolics and pigments such as chlorophyll-a and carotenoids. The microalgae chosen as raw material for the production of antioxidant ingredients is Nannochlo-ropsis Oculata. The aim of this study is to determine the conditions in the crops, in which we will have the optimal concentrations of antioxidant components (chlorophyll-a and carotenoids together with xanthophylls) in the dry biomass and also in the ethanol extracts that were prepared, while at the same time it was also measurement of the percentage of moisture and ash in the dry biomass. The conditions studied in the present study were light period, pH and temperature. The study consists of three experiments with different combinations of conditions (lasting 6 days), different temperature values, initial pH and different light period with continuous aeration for the growth of the culture. Specifically, the conditions of the parameters studied were temperature: 20oC, 27.5oC and 35oC, initial pH: 6.5, 9.5 and 9.5 and lighting: 12:12 (12 hours of light and 12 hours of dark-ness) and 24: 0 (24 hours light and 0 dark). After the passage of 6 days, the biomass is taken and freeze-dried for two days. Afterwards, the de-termination of the pigments (chlorophyll-a and carotenoids) in the dry biomass is made, while at the same time the moisture and ash are measured. Additionally, ethanol extraction is performed on the dry biomass to determine the pigments (chlorophyll-a and carotenoids) in the ethanolic extracts and the phenolic components are determined using the Folin-Ciocalteu method. The experimental design was done with the method of partial factorial design in Minitab, in which the statistical analysis of the data was also done. In which linear models were obtained between the parameters studied and the biomass components. Also, to confirm the results, a linear regression with interactions was performed with the help of the Matlab program. The results obtained from this thesis are that the optimal condition for the maximum amount of chlorophyll-a and carotenoids is the condition with LP: 24:0 (24 hours of light and darkness), pH: 6.5 and T: 20oC with concentration of 3.37%DW and 0.88%DW in chlorophyll-a and carotenoids respec-tively. In the ethanolic extracts the optimal condition for maximum concentration in chlorophyll-a and ca-rotenoids was the condition with LP: 24:0, pH: 9.5 and T: 35oC with a concentration of 0.137%DW and 0.046%DW in chlorophyll-a and carotenoids respectively. The best chlorophyll-a extraction yield was the condition with LP: 24:0, pH: 9.5, T: 27.5oC while the best carotenoid extraction yield was the con-dition with LP: 12:12, pH: 6.5 and T : 35oC. Regarding phenolics, the optimal condition was with LP: 24:0, pH: 9.5 and T: 35oC. There is also a correlation with the pigment, carotenoids. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/27359 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.subject | Μικροφύκη | |
| dc.subject | Ξηρή βιομάζα | |
| dc.subject | Αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά | |
| dc.subject.alternative | Nannochloropsis oculata | |
| dc.subject.alternative | Dry biomass | |
| dc.subject.alternative | Antioxidant ingredients | |
| dc.title | Βελτιστοποίηση της καλλιέργειας μικροφυκών για παραγωγή αντιοξειδωτικών συστατικών | |
| dc.title.alternative | Optimization of microalgae culture for production of antioxidant compounds |