Isolation and characterisation of flavonoids from citrus peels : doctoral dissertation
Izolacija in karakterizacija flavonoidov iz lupin citrusov : doktorska disertacija

angleški

doktorska dela

2013

Citrusi   Disertacije   Flavonoidi   hesperidin   Izolacija   Karakterizacija   konvencionalna ekstrakcija   lupine citrusov   membranski separacijski procesi   narigin   Taguchi-jev eksperimentalni načrt

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo

Flavonoidi iz citrusov so zaradi svojih antioksidativnih lastnosti ter bioloških aktivnosti zelo zanimivi za prehrambeno in farmacevtsko industrijo. Lupine mandarin predstavljajo pomemben vir hesperidina in polimetoksi flavonov nobiletina in tangeretina. Lupine pomela predstavljajo pomemben vir naringina, ki ga je mogoče uparabiti kot izhodiščno spojino za pripravo naringin dihidro-2,3-kalkona, umetnega sladila. Ker ima lupina pomela zelo dobre antioksidativne in antimikrobne lastnosti, so ekstrakti lupin pomela zelo zanimivi za prehrambeno industrijo. Ker so flavonoidi citrusov zelo atraktivni, predstavlja izolacija flavonoidov iz lupin mandarin in pomela pomembno področje raziskav. Raziskave doktorske disertacije so razdeljene v štiri dele. V prvem delu doktorske disertacije raziskave obravnavajo določanje optimalnih pogojev izolacije hesperidina in naringina iz lupin mandarin in pomela s konvencionalno ekstrakcijo. S pomočjo eksperimentalne metodologije po Taguchi-ju smo določili optimalne pogoje izolacije ter vpliv procesnih parametrov na učinkovitost procesa izolacije. Zelo visoko učinkovitost izolacije hesperidina (61.3 mg HES iz 1 g lupin mandarin) smo dosegli s 70 % vodno raztopino acetona pri ekstrakcijskih pogojih: 60 °C, 90 min, razmerje material-topilo 1/50 g/mL, v 3 ekstrakcijskih stopnjah. Največ naringina, 32.8 mg NAR smo izolirali iz 1 g pomelovega albeda pri pogojih: konvencionalna ekstrakcija, 120 min, 60 % ethanol, , razmerje material-topilo 1/50 g/mL in 60 °C. S preprostim postopkom konvencionalne ekstrakcije smo dosegli primerljive rezultate glede na bolj sofisticirane metode oz. postopke kot je ekstrakcija z mikrovalovi oz. ultrazvokom. Eksperimentalni načrt po Taguchi-ju se je izkazal kot zelo učinkovita metodologija za določanje optimalnih pogojev kot tudi za določanje vpliva procesnih parametrov na lastnosti produktov. V drugem delu raziskav je bilo raziskovalno delo usmerjeno v karakterizacijo ekstraktov lupin mandarin in pomela z namenom določitve antioksidativnih lastnoti ekstraktov. V ta namen so bile uporabljene sledeče metode: določanje protiradikalskega delovanja ekstraktov naprosti radikal DPPH, določanje antioksidativne kapacitete v lipidih topnih komponent (Antioxidant Capacity of Lipid soluble compounds - ACL) ter določanje antioksidativne kapacitete v vodi topnih komponent (Antioxidant Capacity of Water soluble compounds - ACW). Za določanje vpliva ekstrakcijskih parametrov na antioksidativne lastnosti ekstraktov smo uporabli metodologijo po Taguchi-ju. Prav tako so bili določeni optimalni pogoji za pripravo ekstraktov z visokimi antioksidativnimi lastnostmi. V tretjem delu doktorske disertacije so raziskave osredotočene na koncentriranje in separacijo flavonoidov iz citrusov z uporabo ekstrakcije s superkritičnimi fluidi. Superkritični CO2 smo uporabili za separacijo polimetoksi flavonov (PMF) in flavanon glikozidov iz lupin mandarin. S pomočjo eksperimentalnega načrta po Tahuchi-ju smo določili optimalne pogoje separacije ter vpliv procesnih parametrov. Prav tako so bile izvedene raziskave na področju predobdelave materiala s superkritičnimi fluidi: določili smo vpliv predobdelave materiala na izolacijo hesperidina iz lupin mandarin. Navedene raziskave potrjujejo možnost uporabe superkritičnega CO2 za isolacijo in separacijo PMF iz lupin mandarin. Četrti, zdanji del raziskav, obsega študijo koncentriranja flavonoidov v raztopinah ekstraktov. Membranski separacijski procesi mikrofiltracija, ultrafiltracija, nanofiltracija in reverzna osmoza sobili uporabljeni za raziskave koncentriranja raztopin ekstraktov lupin mandarin in pomela. Procesa mikrofiltracije in ultrafiltarcije lahko uporabimo pri postopku ločevanja po ekstrakciji saj ne vplivata na vsebnost suhe snovi in aktivnih komonent v testnih raztopinah. Procesa reverzne osmoze ter nanofitracije predstavljata zelo uporabno metodo separacije topila iz raztopin ekstraktov.

07.08.2023