Ultrazvučna izolacija antioksidansa iz komine masline i razvoj visokovrijednog nutraceutika

disertacija

• Naslov (engleski): Ultrasound isolation of antioxidants from olive pomace and development of highly valued nutraceutical
• Autor: Petra Albahari
• Mentor: Dubravka Vitali Čepo (mentor)
• Mentor: Mladen Brnčić (komentor)
• Član povjerenstva: Sanda Vladimir-Knežević (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Danijela Ašperger (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Lovorka Vujić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Farmaceutsko-biokemijski fakultet; (Zavod za kemiju prehrane); Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-10-20, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: BIOMEDICINA I ZDRAVSTVO; Farmacija; Farmacija
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 615 - Farmakologija. Terapeutika. Toksikologija

Sažetak

Proizvodnjom maslinovog ulja zaostaju velike količine nusproizvoda koji se smatraju otpadom, a zbog
kompleksnosti sastava i dokazane toksičnosti velika su opasnost za okoliš. Komina masline, jedan od glavnih
nusprodukata proizvodnje maslinovog ulja, značajan je izvor prirodnih antioksidansa, od kojih su najznačajniji
tirosol, hidroksitirosol i oleuropein. Uzevši u obzir njihove brojne pozitivne učinke na zdravlje, osnovni cilj ovog
istraživanja bio je razvoj zelenog postupka dobivanja suhog ekstrakta komine masline bogatog hidroksitirosolom,
tirosolom i oleuropeinom primjenom kombinacije ultrazvučne ekstrakcije i uklapanja u ciklodekstrine. S ciljem
utvrđivanja potencijala daljnje primjene dobivenih ekstrakata bila je nužna njihova funkcionalna karakterizacija. U
prvoj fazi istraživanja optimirani su postupci klasične ekstrakcije, inovativne ultrazvučne ekstrakcije i ultrazvučne
ekstrakcije uz dodatak ciklodekstrina. Zatim je u drugom dijelu istraživanja ispitana primjenjivost postupka
liofilizacije te utjecaj korištenih ciklodekstrina na tehnološke i kemijske karakteristike suhog ekstrakta. U završnoj
fazi istraživanja provedena je funkcionalna karakterizacija suhog ekstrakta komine masline u naprednim biološkimi
model sustavima hrane te je određena bioraspoloživost glavnih aktivnih polifenolnih sastavnica. Optimiranom
klasičnom ekstrakcijom dobiveni su ekstrakti s oleuropeinom kao najzastupljenijim fenolnim spojem (115,14±0,19
mg/kg svježe komine masline). Primjenom optimalnih uvjeta ultrazvučne ekstrakcije u kombinaciji s uklapanjem u
ciklodekstrine, postignuti su još veći prinosi oleuropeina (1744 mg/kg komine masline), tirosola (1117 mg/kg komine
masline) i hidroksitirosola (887 mg/kg). Uklapanje u cikodekstrine imalo je pozitivan utjecaj na kemijski sastav i
antioksidativnu aktivnost dobivenih ekstrakata. Ekstrakti s dodatkom hidroksipropil-β-ciklodekstrina i nasumično
metiliranog β-ciklodekstrina pokazali su osobitu antioksidativnu aktivnost, pa su tako u emulzijskom modelu imali
značajno višu antioksidativnu aktivnost (1242 mg/g i 1422 mg/g Trolox ekvivalentna) od Troloxa kao referentnog
antioksidansa. U ostalim su modelima (primjenjeni u koncentracijskim nivoima 2-3%) pružili antioksidativnu zaštitu
usporedivu s često korištenim sintetskim antioksidansima. Rezultati dobiveni primjenom gastrointestinalnog modela
pokazuju visoku biodostupnost polifenola komine masline, a dodatkom ciklodekstrina dodatno je poboljšana
gastrointestinalna stabilnost tirosola.

Sažetak (engleski)

Olive oil production generates large quantities of by-products, which are considered waste and pose a major threat
to the environment due to their complex composition and proven toxicity. Olive pomace, one of the main by-products
of olive oil production, is a significant source of natural antioxidants, the most important of which are tyrosol,
hydroxytyrosol and oleuropein. Due to its numerous beneficial effects on health, the main objective of this study was
developing an environmentally friendly process of production of the olive pomace dry extract rich in hydroxytyrosol,
tyrosol and oleuropein using a combination of ultrasonic extraction and cyclodextrin encapsulation. Functional
characterization of the extracts obtained was necessary to determine their further application potential. In the first
phase of the research, the methods of classical extraction, innovative ultrasonic extraction and ultrasonic extraction
combined with cyclodextrin encapsulation were optimized. In the second part of the research, the applicability of the
freeze-drying process and the influence of cyclodextrins on the technological and chemical properties of the dry
extracts were studied. In the last phase of the research, the functional characterization of olive pomace dry extracts
in advanced biological and food model systems was performed and the bioavailability of the main active polyphenolic
components was determined. Optimized classical extraction yielded extracts with oleuropein as the most abundant
phenolic compound (115.14 ± 0.19 mg/kg fresh olive pomace). By applying optimal ultrasonic extraction conditions
in combination with cyclodextrin encapsulation, even higher yields of oleuropein (1744 mg/kg olive pomace), tyrosol
(1117 mg/kg olive pomace), and hydroxytyrosol (887 mg/kg) were obtained. Encapsulation with cyclodextrin had a
positive effect on the chemical composition and antioxidant activity of the extracts obtained. Among the
cyclodextrins studied, the extracts encapsulated with hydroxypropyl-β-cyclodextrin and random methylated-β-
cyclodextrin showed particularly good antioxidant activity and were especially effective in emulsion systems (1242
mg/g and 1422 mg/g Trolox equivalent, respectively), exhibiting significantly higher antioxidant activity than Trolox
(reference antioxidant). In other models, they provided antioxidant protection comparable to commonly used
synthetic antioxidants at concentrations of 2-3%. The results of the gastrointestinal model showed high bioavailability
of olive pomace polyphenols, and the addition of cyclodextrins further improved the gastrointestinal stability of
tyrosol.

• Ključne riječi: komina masline; polifenoli; ekstrakcija; ciklodekstrini; antioksidativna aktivnost
• Ključne riječi (engleski): olive pomace; polyphenols; extraction; ciclodextrins; antioxidant activity
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:163:452699
• Datum promocije: 2022
• Studijski program: Naziv: Farmaceutsko-biokemijske znanosti; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor znanosti (dr. sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-11-09 14:16:31