Εμπλουτισμός αλκοολούχων ποτών με φυσικά προϊόντα εγκλεισμένα σε μικρο/νανοφορείς για την αύξηση της προστιθέμενης αξίας του τελικού προϊόντος

Abstract

The subject of this PhD thesis is the encapsulation of natural products in suitable matrices (micronanocarriers), compatible with food, and beverages, such as cyclodextrin, and the enrichment of alcoholic beverages such as red, white and rosé wine and spirits or spirits with vitamins and antioxidants in order to increase the added nutritional value of the final product. The substances used are resveratrol (RVT), a natural substance of the class of phytoalexins with the basic structure of stilbenes, and vitamins such as vitamin E (tocopherol), vitamin C (ascorbic acid) and vitamin A (retinol). The inclusion of these substances in β-cyclodextrin is demonstrated by various analytical techniques such as nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, ultraviolet-visible (UV-vis) spectroscopy and circular dichroism, fluorescence, infrared spectroscopy (FT-IR ) and mass or mass spectrometry. Dynamic Light Scattering (DLS) was also studied, and thermal analysis (TGA) was performed. The antioxidant activity of the complexes was studied by the binding method of the stable free radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH). Finally, release was also measured. The conclusions drawn from this research are that the incorporations of vitamins and resveratrol into beta-cyclodextrin were successful. For the substances used, two different encapsulation methods were followed more specifically, the Co-Precipitation method which is the most suitable for vitamin C and the encapsulation efficiency is 70% and the Kneading method which is the most suitable for vitamin E, vitamin A, and resveratrol, whose entrapment yields results are 89%, 69%, and 83%, respectively. These enrichments were expected to increase the antioxidant, antimicrobial and antibacterial properties of alcoholic beverages. The substances enclosed in β-cyclodextrin (β-cd) were incorporated into wines and spirits (tsipouro) at specific concentrations (300mg/1L, 200mg/1L, 100mg/1L) and sampling was done at a specified time interval. The antioxidant activity of wines and tsipouro was studied by two methods, DPPH and ABTS, and the total content of phenolic compounds by the Folin-Ciocalteau method. The results obtained from all three methods prove that there has been an increase in antioxidants and phenolic substances in both wines and tsipouro.

Αντικείμενο αυτής της διδακτορικής διατριβής είναι ο εγκλεισμός φυσικών προϊόντων σε κατάλληλες μήτρες (μικρονανοφορείς), συμβατές με τα τρόφιμα και τα ποτά, όπως η κυκλοδεξτρίνη και ο εμπλουτισμός αλκοολούχων ποτών όπως κόκκινο, λευκό και ροζέ κρασί και αποσταγμάτων ή οινοπνευματωδών ποτών με βιταμίνες και αντιοξειδωτικά προκειμένου να αυξηθεί η προστιθέμενη θρεπτική αξία του τελικού προϊόντος. Οι ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν είναι η ρεσβερατρόλη (RVT), μια φυσική ουσία της κατηγορίας των φυτοαλεξινών με τη βασική δομή των στιλβενίων, και βιταμίνες όπως η βιταμίνη Ε (τοκοφερόλη), η βιταμίνη C (ασκορβικό οξύ) και η βιταμίνη Α (ρετινόλη). Ο εγκλεισμός αυτών των ουσιών στη β-κυκλοδεξτρίνη αποδεικνύεται με διάφορες αναλυτικές τεχνικές όπως η φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR), η φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού (UV-Vis) και ο κυκλικός διχρωισμός, ο φθορισμός, η φασματοσκοπία υπέρυθρης ακτινοβολίας (FT-IR) και η φασματομετρία μάζας ή μαζών. Μελετήθηκε επίσης η Δυναμική Σκέδαση Φωτός (DLS), και αναλύθηκαν τα θερμικά (TGA). Η αντιοξειδωτική δράση των συμπλοκών μελετήθηκε με τη μέθοδο δέσμευσης της σταθερής ελεύθερης ρίζας 2,2-διφαινυλ-1-πικρυλυδραζυλ (DPPH). Τέλος, μετρήθηκε και η απελευθέρωση. Τα συμπεράσματα που βγήκαν από αυτή την έρευνα είναι ότι οι ενσωματώσεις των βιταμινών και της ρεσβερατρόλης στη βήτα-κυκλοδεξτρίνη ήταν επιτυχείς. Για τις ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν ακολουθήθηκαν δύο διαφορετικές μέθοδοι εγκλεισμού πιο συγκεκριμένα, η μέθοδος συν-καταβύθισης (Co-Recipitation) που είναι η πιο κατάλληλη για τη βιταμίνη C και η απόδοση εγκλεισμού είναι 70% και η μέθοδος Kneading που είναι η πιο κατάλληλη για την βιταμίνη Ε, την βιταμίνη Α και την ρεσβερατρόλη, των οποίων τα αποτελέσματα των αποδόσεων εγκλεισμού είναι 89%, 69% και 83% αντίστοιχα. Αυτοί οι εμπλουτισμοί αναμένονταν να αυξήσουν τις αντιοξειδωτικές, αντιμικροβιακές και αντιβακτηριδιακές ιδιότητες των αλκοολούχων ποτών. Οι ουσίες που εγκλείστηκαν στη β-κυκλοδεξτρίνη (β-cd), ενσωματώθηκαν σε κρασιά και οινοπνευματώδη ποτά (τσίπουρο) σε συγκεκριμένες συγκεντρώσεις (300mg/1L, 200mg/1L, 100mg/1L) και η δειγματοληψία γινόταν σε καθορισμένο χρονικό διάστημα. Η αντιοξειδωτική δράση των κρασιών και του τσίπουρου μελετήθηκε με δύο μεθόδους, την DPPH και την ABTS και η συνολική περιεκτικότητα σε φαινολικές ενώσεις με τη μέθοδο Folin-Ciocalteau. Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν και από τις τρεις μεθόδους αποδεικνύουν ότι έχει γίνει η αύξηση των αντιοξειδωτικών και των φαινολικών ουσιών τόσο στα κρασιά όσο και στο τσίπουρο.