Ανάπτυξη διεργασιών εκχύλισης δενδρολίβανου με τεχνικές φιλικές προς το περιβάλλον, αξιολόγηση της βιολογικής δράσης των εκχυλισμάτων και ενσωμάτωσή τους σε καλλυντικά σκευάσματα - Παπακώστα-Τσίγκρη, Λυδία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας, 2018)
Τα εκχυλίσματα των φυτών αποτελούν πλούσια πηγή φυσικών προϊόντων, όπως φαινολικά οξέα, πολυφαινόλες και φλαβονοειδή και εμφανίζουν αξιοσημείωτη αντιοξειδωτική δράση. Για αυτό το λόγο, καθίστανται όλο και πιο σημαντικά στην πρόληψη και στη θεραπεία ασθενειών (όπως ο καρκίνος και τα νευροεκφυλιστικά σύνδρομα) που σχετίζονται με την υπερβολική παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου και το οξειδωτικό στρες. Το δενδρολίβανο αποτελεί ένα φυτό που χρησιμοποιείται ευρέως στις βιομηχανίες φαρμάκων, καλλυντικών και τροφίμων, εξαιτίας της αφθονίας των βιοενεργών συστατικών του. Πρόκειται για ένα αειθαλές φυτό που ανήκει στην κατηγορία των Χειλανθών και διαθέτει αντιοξειδωτική, αντικαρκινική, αντιβακτηριακή, αντιφλεγμονώδη και χημειοπροστατευτική δράση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάστηκε η αποτελεσματικότητα τριών διαφορετικών μεθόδων εκχύλισης φύλλων δενδρολίβανου, της συμβατικής εκχύλισης, της εκχύλισης υποβοηθούμενης από μικροκύματα και της ενζυμικά υποβοηθούμενης εκχύλισης. Κατόπιν, ελέγχθηκε και ο συνδυασμός της συμβατικής με την ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση. Τα δείγματα διαφοροποιούνταν ως προς το διαλύτη (διαφορετικές περιεκτικότητες νερού-αιθανόλης στις δύο πρώτες μεθόδους και χρήση, κατάλληλου για το κάθε ένζυμο, ρυθμιστικό διάλυμα) και το χρόνο της εκχύλισης (t=0-24h). Επιπλέον, όσον αφορά την ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση, έγινε χρήση πηκτινάσης, κυτταρινάσης, ημικυτταρινάσης και πρωτεάσης, καθώς τα ένζυμα αυτά θεωρείται ότι μειώνουν ή καταστρέφουν το κυτταρικό τοίχωμα των φυτών με αποτέλεσμα να διευκολύνουν την εκχύλιση, κάτω από ήπιες και φιλικές προς το περιβάλλον συνθήκες. Προκειμένου να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα της εκάστοτε μεθόδου, πραγματοποιήθηκαν ορισμένες αναλύσεις. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος DPPH για τη μέτρηση της αντιοξειδωτικής δράσης των εκχυλισμάτων. Στη συνέχεια, μελετήθηκε η περιεκτικότητά τους σε ολικές φαινολικές ενώσεις, ολικά φλαβονοειδή και ολικές συμπυκνωμένες τανίνες. Οι φαινολικές ενώσεις μετρήθηκαν με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν ως ισοδύναμα γαλλικού οξέος (GΑΕ). Τα ολικά φλαβονοειδή προσδιορίστηκαν με τη χρωματομετρική μέθοδο χλωριούχου αργιλίου, ενώ οι ολικές συμπυκνωμένες τανίνες με τη μέθοδο της οξινισμένης βανιλίνης. Και στις δύο περιπτώσεις τα δείγματα εκφράστηκαν ως ισοδύναμα κατεχίνης. Σύμφωνα με τις παραπάνω μεθόδους προέκυψε ότι το δείγμα που εμφάνισε την καλύτερη αντιοξειδωτική δράση ήταν αυτό που προήλθε από συμβατική 6 εκχύλιση με χρήση 95% EtOH (IC50=12,1 ). Παραπλήσια τιμή, βέβαια, παρατηρήθηκε και στο δείγμα που προήλθε από ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση για t=5h, με χρήση πηκτινάσης, (IC50=13,2 ). Όσον αφορά τις φαινολικές ενώσεις, τα φλαβονοειδή και τις συμπυκνωμένες τανίνες, αυτά εμφάνισαν παρόμοια συμπεριφορά. Συγκρίνοντας τις τρεις μεθόδους, μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικές φαινολικές ενώσεις εμφάνισε το δείγμα που προέκυψε από συμβατική εκχύλιση με 50% EtOH (TPC=2998 ), με παρόμοιες τιμές να εμφανίζουν τα δείγματα που εκχυλίστηκαν με τη χρήση πηκτινάσης ή πρωτεάσης για t=5h. Παρόλα αυτά, ο συνδυασμός των δύο μεθόδων, και συγκεκριμένα η προεπεξεργασία με πηκτινάση για t=1h, ακολουθούμενη από συμβατική εκχύλιση με 50% EtOH για t=24h, αποδείχθηκε ότι ενισχύει τόσο την αντιοξειδωτική δράση (IC50=14,3 ), όσο και το περιεχόμενο σε βιοενεργές ενώσεις (TPC=4071 κατά μέσο όρο, TFC=2540 και TCΤ=600 ). Η διπλωματική εργασία περιλάμβανε, επίσης, την ταυτοποίηση των συστατικών πέντε διαφορετικών εκχυλισμάτων (συμβατική εκχύλιση με 50% και 95% EtOH για t=24h, εκχύλιση υποβοηθούμενη από μικροκύματα με 50% EtOH για t=1h, ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση με πηκτινάση για t=5h και προεπεξεργασία με πηκτινάση για t=1h, ακολουθούμενη από συμβατική εκχύλιση με 50% EtOH για t=24h) με την τεχνική της αέριας χρωματογραφίας συνδυασμένης με φασματομετρία μάζας (GC-MS). Προκειμένου αυτό να καταστεί εφικτό, έγινε προσπάθεια δημιουργίας μίας βιβλιοθήκης πρότυπων ενώσεων. Οι πρότυπες ουσίες και τα δείγματα των εκχυλισμάτων πριν οδηγηθούν προς ανάλυση, υποβλήθηκαν σε παραγωγοποίηση με διαλύτη το αντιδραστήριο BSTFA, ώστε να μετατραπούν σε πτητικά σιλυλιωμένα παράγωγα. Τέλος, δύο εκχυλίσματα (συμβατική εκχύλιση με 50% EtOH για t=24h και ενζυμικά υποβοηθούμενη εκχύλιση με πηκτινάση για t=5h) ενσωματώθηκαν σε καλλυντικά σκευάσματα της εταιρίας Κορρες, ώστε να πραγματοποιηθούν τεστ σταθερότητας, διάρκειας ενός μήνα. Τα δείγματα υποβλήθηκαν σε ακραίες θερμοκρασίες και ελέγχονταν ως προς την τιμή του pH, του ιξώδους, τα οργανοληπτικά τους χαρακτηριστικά και τη συμπεριφορά τους έπειτα από φυγοκέντρηση. Η πορεία των δειγμάτων κρίθηκε ικανοποιητική καθώς δεν παρουσιάστηκαν έντονες διαφορές συγκριτικά με τα αντίστοιχα αποτελέσματα που είχαν ληφθεί πριν αυτά υποβληθούν στα τεστ σταθερότητας.