Ανάκτηση φαινολικών ενώσεων και των επιμέρους συστατικών από φυσικά βαθέως ευτηκτικά μίγματα (NaDES)
Loading...
Date
2026-07-08
Authors
Βιεράκη, Μαρία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Το είδος Vitis vinifera L. αποτελεί μία από τις σημαντικότερες καλλιέργειες παγκοσμίως, κυρίως λόγω της αξιοποίησής του στην οινοπαραγωγή. Κατά τη διαδικασία της οινοποίησης παράγονται σημαντικές ποσότητες στεμφύλων, τα οποία αποτελούνται κυρίως από φλοιούς, σπέρματα και υπολείμματα σάρκας. Παρότι τα υλικά αυτά αποτελούν κύρια στερεά παραπροϊόντα της οινοποιητικής βιομηχανίας, συνιστούν παράλληλα αξιόλογη πηγή φαινολικών ενώσεων.
Οι φαινολικές ενώσεις των σταφυλιών παρουσιάζουν ιδιαίτερο επιστημονικό και τεχνολογικό ενδιαφέρον, λόγω της αντιοξειδωτικής τους ικανότητας και του ευρύτερου βιοδραστικού τους δυναμικού. Η ανάκτησή τους από αμπελουργικές πρώτες ύλες και οινοποιητικά παραπροϊόντα μπορεί να συμβάλει στην παραγωγή φυσικών συστατικών υψηλής προστιθέμενης αξίας, με πιθανές εφαρμογές στη βιομηχανία τροφίμων, καλλυντικών και νουτρασευτικών προϊόντων. Ωστόσο, οι συμβατικές διεργασίες εκχύλισης βασίζονται συχνά σε οργανικούς διαλύτες, οι οποίοι εμφανίζουν περιορισμούς ως προς την πτητικότητα, την τοξικότητα και τη συνολική βιωσιμότητα της διεργασίας.
Στο πλαίσιο αυτό, οι φυσικοί βαθέως ευτηκτικοί διαλύτες (Natural Deep Eutectic Solvents, NaDES) έχουν αναδειχθεί ως δυνητικά πιο βιώσιμα εκχυλιστικά μέσα. Παρασκευάζονται από φυσικά ή βιοσυμβατά συστατικά, διαθέτουν χαμηλή πτητικότητα και επιτρέπουν τη ρύθμιση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων τους ανάλογα με το υπό μελέτη σύστημα και τις απαιτήσεις της εκχύλισης. Παράλληλα, ο διαχωρισμός και η ανάκτηση των φαινολικών ενώσεων από τη NaDES μήτρα αποτελούν κρίσιμα στάδια για την περαιτέρω αξιοποίηση των παραγόμενων εκχυλισμάτων.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η διερεύνηση της εκχύλισης φαινολικών ενώσεων από φλοιούς και σπέρματα ερυθρών ποικιλιών Vitis vinifera L., με χρήση NaDES, καθώς και η αξιολόγηση της δυνατότητας διαχωρισμού και ανάκτησής τους από τη NaDES μήτρα. Μελετήθηκαν δείγματα των ποικιλιών Merlot, Αγιωργίτικο και Μαυροδάφνη. Παρασκευάστηκε NaDES βεταΐνης–γλυκερόλης–D-γλυκόζης και αξιολογήθηκε ως εκχυλιστικό μέσο σε σύγκριση με υδατικό διάλυμα αιθανόλης 50%. Η αξιολόγηση των εκχυλισμάτων πραγματοποιήθηκε μέσω του προσδιορισμού της συνολικής φαινολικής περιεκτικότητας και της αντιοξειδωτικής ικανότητας με τις μεθόδους Folin–Ciocalteu, DPPH και FRAP. Επιπλέον, εφαρμόστηκαν τεχνικές υπερ-υψηλής απόδοσης υγρής χρωματογραφίας συζευγμένης με φασματομετρία μάζας διαδοχικών σταδίων και ανιχνευτή συστοιχίας διόδων (UHPLC–MS/MS/DAD, Ultra-High Performance Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry/Diode Array Detection), καθώς και υγρής χρωματογραφίας υπερ-υψηλής απόδοσης με ανιχνευτή συστοιχίας διόδων (UHPLC-DAD, Ultra-High-Performance Liquid Chromatography–Diode Array Detection), για την ποιοτική και ποσοτική διερεύνηση του φαινολικού προφίλ των εκχυλισμάτων.
Τα αποτελέσματα ανέδειξαν το εξωκάρπιο ως πλουσιότερη και πιο σύνθετη πηγή φαινολικών ενώσεων σε σύγκριση με τα σπέρματα. Μεταξύ των μελετημένων δειγμάτων, το Merlot Old παρουσίασε την υψηλότερη συνολική φαινολική περιεκτικότητα και την εντονότερη αντιοξειδωτική και αναγωγική ικανότητα. Το NaDES απέδωσε εκχυλίσματα με σημαντικό φαινολικό φορτίο και μετρήσιμη αντιοξειδωτική δράση, ωστόσο η αιθανόλη 50% παρουσίασε υψηλότερη ανάκτηση των ποσοτικοποιημένων φαινολικών ενώσεων υπό τις εξεταζόμενες συνθήκες. Επιπλέον, η ρητίνη Amberlite XAD7HP αποδείχθηκε αποτελεσματικότερη από την XAD4 για την προσρόφηση και ανάκτηση των φαινολικών ενώσεων από το NaDES εκχύλισμα.
Συμπερασματικά, η εργασία αναδεικνύει τους φλοιούς και τα σπέρματα σταφυλιών ως σημαντικές φυσικές πηγές φαινολικών ενώσεων με αντιοξειδωτικό ενδιαφέρον. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι ο συνδυασμός NaDES και μακροπορωδών ρητινών αποτελεί υποσχόμενη προσέγγιση για την εκχύλιση και κλασμάτωση φαινολικών ενώσεων από αμπελουργικές πρώτες ύλες. Η περαιτέρω βελτιστοποίηση της σύστασης των NaDES, των συνθηκών εκχύλισης και των σταδίων διαχωρισμού αναμένεται να συμβάλει στην ανάπτυξη αποδοτικότερων και πιο βιώσιμων διεργασιών αξιοποίησης των στεμφύλων.
Description
Keywords
Φαινολικές ενώσεις, Φυσικοί βαθέως ευτηκτικοί διαλύτες, Εκχύλιση και ανάκτηση, Στέμφυλα σταφυλιών, Αντιοξειδωτική ικανότητα, Χρωματογραφικός διαχωρισμός