Upload
doandung
View
234
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Stiinte Biologice Bucuresti
RAPORT STIINTIFIC SI TEHNIC
Proiect: PN-II-PT-PCCA-2013-4-0361
Valorificarea superioara a sub-produselor si reziduurilor vegetale pentru a asigura exploatarea durabila a
resurselor naturale
Acronim: HIVEGRES
Contract nr. 145/2014
Etapa de raportare :
Etapa III– Reciclarea reziduurilor si subproduselor vegetale si imbunatatirea randamentelor de extractie;
tehnologii "safe-extraction"; evaluarea si stabilizarea produsilor de extractie (continuare-partea a 3a).
Implementarea de noi instrumente analitice si protocoale pentru evaluarea calitatii materialelor biologice si a
produselor si pentru controlul proceselor (continuare). Realizare model demonstrator extractie MAE.
Perioada de raportare 05.12.2015-02.12.2016
Cuprins Pag
Consortiu, obiective 1
Rezumatul etapei a III a de implementare a proiectului 2
A3.1. Dezvoltarea de metode de extractie "sigure" cu randament crescut de extractie a principiilor active (beta-
carotenoide, antociani)-continuare, partea 2a .A3.2. Evaluarea produsilor de extractie si stabilizarea principiilor
active-partea 2 a. A3.3. Implementare metodologie de extractie dezvoltata. Dezvoltare tehnologie (transfer din 2015)
2
A3.4. Documentatie brevet tehnologie de extractie MAE (transfer din 2015) 15
A3.5. Dezvoltarea de retea de senzori/biosenzori si validarea protocoalelor de analiza pentru determinarea
continutului si activitatii principiilor active la nivel de prototip de laborator-continuare, partea a 2-a
15
A 3.6. Documentatie brevet senzor/biosenzor
A.3.7. Model demonstrator extractie MAE 19
A 3.8. Diseminarea rezultatelor 19
Concluzii 19
Proiectul HIVEGRES este realizat de un consortiu academic-industrial (IMM uri) format din :
Institutul National CD pentru Stiinte Biologice Bucuresti, coordonatorul proiectului, (CO)
Universitatea din Bucuresti, Facultatea de Chimie (P1)
Centrul de cercetare si prelucrare a plantelor medicinale Plantavorel SA, Piatra Neamt (P2)
Cosfel Actual S.R.L, Bucuresti (P3)
Scopul proiectului este acela de a obtine prin metode sigure un continut imbunatatit de compusi naturali cu
valoare nutraceutica, care sa fie utilizati in obtinerea de produse alimentare ca si suplimente si aditivi de
origine vegetala. (Domeniul 5: Agricultura, siguranta si securitate alimentara, directia prioritara 5.2.
Modernizarea productiei alimentare si obtinerea de produse corespunzatoare principiilor dezvoltarii durabile si
securitatii alimentare)
Obiectivele proiectului HIVEGRES conform contract 145/01.07.2014:
Valorificarea superioara, utilizarea durabila a resurselor naturale prin reciclarea reziduurilor si sub-
produselor vegetale ca urmare a cresterii randamentului de extractie;
Introducerea de noi instrumente pentru controlul si monitorizarea procesului de productie si pentru
evaluarea calitatii produselor: retea de nano-biosenzori;
Crearea de noi oportunitati pentru diversificarea produselor de tip alimente functionale si largirea
segmentului de piata al partenerilor industriali –companii mici si mijlocii- din proiect catre industria
alimentara, pe segmentul de piata care le implica.
Rezumatul etapei a III de implementare a proiectului
Activitatile specifice etapei a III-a de raportare pentru proiectul HIVEGRES au fost
A3.1. Dezvoltarea de metode de extractie "sigure" cu randament crescut de extractie a principiilor
active (beta- carotenoide, antociani)-continuare, partea 2a , A3.2. Evaluarea produsilor de extractie si
stabilizarea principiilor active-partea 2 a, A3.3. Implementare metodologie de extractie dezvoltata. Dezvoltare
tehnologie (transfer din 2015), A3.4. Documentatie brevet tehnologie de extractie MAE (transfer din 2015),
A3.5. Dezvoltarea de retea de senzori/biosenzori si validarea protocoalelor de analiza pentru determinarea
continutului si activitatii principiilor active la nivel de prototip de laborator-continuare, partea a 2-a, A 3.6.
Documentatie brevet senzor/biosenzor, A.3.7. Model demonstrator extractie MAE, A 3.8. Diseminarea
rezultatelor
Rezultatele angajate contractual vizeaza dezvoltarea de protocoale de extractie care sa fundamenteze
formularea de noi tehnologii de extractie a principiilor active de interes continute in materialele vegetale
utilizate ca sursa de obtinere, dezvoltarea si validarea de protocoale de analiza pentru evaluarea produsilor de
extractie obtinuti precum si dezvoltarea de noi instrumente de analiza bazate pe tehnologia biosenzorilor care
ulterior, sa fie incluse intr-o retea de senzori pentru determnarea cantitativa a principiilor active si pentru
estimarea eficacitatii acestora.
In aceasta etapa au fost elaborate tehnologiile de extractie asistată de microunde folosind solventi
”siguri” din punct de vedere al siguranței alimentare și au fost formulate atât extractele de beta-caroten
uleioase, bazate pe procedeul de extracție asistată de microunde, cât și extractele de afin și merișor. A fost
dezvoltata si optimizata tehnologia de obtinere a extractelor uscate de afin, merisor și maces care asigură și
stabilizarea extractelor prin microîncapsulare cu aditivi de tip maltodextrină și aerosil.
Cele două tehnologii au fost optimizate și sunt în fază de implementare. De asemenea, au fost evaluati
produsii de extractie atat din punct de vedere al continutului in principii active cat si al eficientei activitatii
acestora utilizând protocoalele de analiză validate anterior.
A fost realizat demonstratorul MAE, aparatul și procedeul de extracție fiind subiectul unei cereri de
brevet de inventie, dosar depus cu numarul A00877/22.11.2016.
S-a validat raspunsul unităților de biosenzori pentru determinarea polifenolilor și compușilor
polifenolici metoxi-substituiți atat pentru soluții standard cât și pe probe reale.
A3.1. Dezvoltarea de metode de extractie "sigure" cu randament crescut de extractie a
principiilor active (betacarotenoide, antociani)-partea 2 a.
A3.2. Evaluarea produsilor de extractie si stabilizarea principiilor active-partea 2 a.
A3.3. Implementare metodologie de extractie dezvoltata. Dezvoltare tehnologie (transfer din
2015)
In conformitate cu obiectivele specifice ale HIVEGRES care se circumscriu obiectivului
principal – utilizarea sustenabila si eficienta a resurselor agro-alimentare naturale, primul dintre
obiective implica reciclarea reziduurilor si a sub-produselor vegetale si imbunatatirea randamentului
de extractie prin tehnologii inovative pentru o extractie sigura si eficienta. In perioada de
implementare a proiectului HIVEGRES s-au dezvoltat metode de extractie din reziduuri si sub-
produse vegetale dedicate, care țin seama de solubilitatea specifică, de polaritate și de adresabilitatea
ca utilizare a principiilor active de interes (vezi raport etapa II).
Rezultatele obtinute privind tehnologiile de extracție, evaluarea și stabilizarea produșilor de
extracție precum și implementarea tehnologiilor dezvoltate in faza de laborator sunt prezentate în
continuare conform celor două direcții de dezvoltare a tehnologiilor de extracție, bazate pe
caracteristicile specifice de solubilitate a principiilor active de interés și pe fenomenele cares tau la
baza procesului de extracție, întrucât continuarea activităților de cercetare-dezvoltare ale consorțiului
s-a făcut pe cele două direcții stabilite anterior, în etapa a II-a, pentru dezvoltarea tehnologiilor de
extracție, și anume
A. utilizarea fenomenelor de cavitatie in prima etapa a procesului de extractie, ultrasunete si
microundele, atat pentru extractele nepolare (ulei comestibil) cat si pentru cele polare
(apoase/hidroalcoolice) continuate cu stabilizarea produșilor de extracție
B. extractia lichid-lichid și stabilizarea produșilor de extracție.
Metodele optimizate de extracție s-au bazat, in special pentru produșii nepolari, pe extracția
asistată în câmp de microunde (MAE). Devoltarea și optimizarea acestor protocoale și tehnologii au
fost rezultatul colaborării între coordonator și partenerul P3-COSFEL.
A. Utilizarea fenomenelor de cavitatie pentru obținerea de extracte nepolare și polare;
stabilizarea produșilor de extracție
A1. Elaborarea tehnologiei de extracție a 𝜷-carotenului utilizand extracția asistată de
microunde. Evaluarea produsilor de extracție; stabilizarea produsilor de extracție.
Pornind de la modelul de extractor elaborat in etapa anterioară, s-au optimizat parametrii
tehnologici și a fost construit un extractor MAE destinat elaborării de tehnologii de extracție în câmp
de microunde la frecvența de 2450 MHz.
Fig. 1 Extractor MAE. 1.Lampa prezenta tensiune; 2. Cheie comanda; 3.Buton START; 4.
Buton STOP; 5. Buton reglare nivel putere microunde; 6. Led functionare microunde; 7. Indicator si
regulator temperatura; 8. Indicator putere microunde; 9.Capac vas de reactie; 10. Semnalizare
protectie usa; 11. Omogenizator
β-carotenul este solubil în solvenți organici, în timp ce utilizarea apei ca și solvent conduce la
emulsionărea acestuia. Extracția β-carotenului se poate realiza în mod convențional prin utilizarea
solvenților adecvați, tehnica de extracție fiind simplă și relativ necostisitoare. Problemele pe care le
ridică însă metoda convențională constau în durata mare a extracșiei care, implcit, conduce la
degradarea componenților activi, și, respectiv, utilizarea unor solvenți toxici cu impact negativ
asupra sănătății și asupra mediului înconjurător.
Cercetările din ultimele două decenii asupra extracției compușilor naturali au condus la
identificarea unor tehnici si metode inovative mai rapide si ecologice. Am demonstrat în etapa
anterioară că extracția carotenoidelor se poate realiza prin tehnici ecologice, utilizând fenomenele de
cavitație cum sunt microundele sau ultrasunetele. Extractia antioxidanților asistată cu ultrasunete este
aplicată pe larg datorită vitezei de extracție și a eficienței ridicate, în timp ce extracția asistată de
microunde ajută la eliberarea în scurt timp a compușilor bioactivi, din matricea probei în solvent.
Unul dintre aspectele limitative ale extractiei β-carotenului este ca acesta e un compus termosensibil,
limitarea fiind generată de temperatura de lucru care, penrtu evitarea degradării compusului activ,
trebuie să fie situată sub 65°C.
In acest context trebuie ținut seama de proprietățile specifice ale materialului biolog
(vegetal), întrucât este cunoscut faptul că materialul biologic absoarbe o parte din energia
microundelor, ceea ce conduce la creșterea temperaturii în material. Această creștere de temperatură
va determina o creștere a presiunii interne la o valoare mai mare decat capacitatea de expansiune a
peretilor celulari, conducând astfel la ruperea acestora. In acest fel, substanțele active de interes vor
migra spre exteriorul materialului biologic și vor fi dizolvate în solvent.
Problema tehnică pe care o rezolvă tehnologia elaborată de COSFEL cu suportul consorțiului
HIVEGRES constă în utilizarea unui procedeu de extracție asistat cu microunde a β-carotenului din
morcovi, folosind un solvent adecvat ”sigur”, care are impact minim asupra sănătății umane și
impact redus asupra mediului, solvent care poate fi definit ca și solvent neconvențional, și anume
uleiul de floarea soarelui sau uleiul de măsline, deci trigliceride naturale.
Aplicarea acestei metode neconvenționale pentru extracția asistată cu microunde a β-
carotenului în regim controlat conduce la următoarele avantaje:
extracția are loc intr-o singură etapă
durata de extracție se reduce de la ore la zeci de minute
extracția are loc intr-un solvent ecologic
extracția se produce in absenta radiatiei UV
ponderea de substanta activa in masa de produs final este de x – x+k%.
Pentru extracția β-carotenului conform acestei tehnologii se utilizează un reactor cu
microunde tip multimod în regim dinamic, cu termostatare. Sistemul de generare de microunde al
reactorului lucrează în domeniul de frecvență 2,450 GHz, putand avea o densitate de putere in
microunde de 15 – 3500 W/kg amestec de extracție, de preferință între 50 si 1500 W/kg. Durata de
atingere a temperaturii de lucru este de 1 până la 30 minute. Pentru realizarea extracției, se menține
amestecul la temperatura de lucru pe durata a 5 – 55 minute, în câmpul de microunde. Extracția se
realizeaza sub atmosfera de azot.
Reactorul in care are loc extracția este confectionat din materiale transparente la microunde:
sticla anorganică, cuarț, teflon.
Etapele procesului de extracție sunt: (1) aducerea materialului biologic într-o formă divizată;
(2) uscarea controlată a materialului biologic divizat; (3) asigurarea prezenței unei componente
dispersate, care absoarbe radiația de microunde; (4) contactarea materialului biologic subdivizat cu
un agent de extracție transparent sau parțial transparent la microunde; (5) expunerea amestecului de
extracție, sub agitare, la acțiunea microundelor; (6) separarea materialului rezidual.
Materialul biologic (morcovii) este adus într-o forma divizată sub formă de taitei; materialul
biologic astfel divizat este supus unei uscări controlate astfel încât umiditatea remanentă să fie situată
in domeniul 10 – 40%, de preferință între 20 si 35%. Ca agent de extractie a β-carotenului se
utilizeaza trigliceride naturale cu constanta dielectrica la 20°C cuprinsă între 2,1 si 4,6, de preferință
situată în intervalul 2,3 - 3,2. Raportul masic solvent: material biologic este situat in intervalul 10:1
până la 1:1, de preferinta intre 6:1 si 2:1. Omogenizarea amestecului se realizează utilizând un
agitator elicoidal, viteza de agitare controlată fiind in domeniul 1 - 80 rpm, cea aplicată fiind, de
preferință, în intervalul 5 -30 rpm. Utilizarea agitării amestecului asigură atât un contact bun al
materialului biologic cu solventul cât și omogenizarea temperaturii în masa amestecului. Expunerea
amestecului la microunde presupune două perioade de timp:
-perioada de încălzire, în care amestecul este adus la temperatura de operare; cu o durată de cca 30
minute;
-perioada de extracție propriu-zisă, când are loc menținerea în regim izoterm a amestecului; pentru
aceasta etapă durata este de cca 35 minute.
Separarea fazei extrase de materialul biologic rezidual se face prin filtrare sau centrifugare.
Echipamentul utilizat pentru extractia asistata cu microunde constă dintr-o camera de reacție
care presupune o incintă metalică realizata din metal (oțel inoxidabil, aluminiu, fier) utilizată ca
aplicator de microunde. Aparatul (vezi schema din figura 2) este format din incinta metalica 1 de
forma cilindrica sau paralelipiped dreptunghica prevazuta la parte superioara cu un capac, 2, care se
montează pe incinta. Pe fundul incintei este prevăzut un gol tehnologic pentru montarea ghidului de
unda 3 iar in lateral este montat un termometru in infrarosu 4 pentru masurarea temperaturilor din
vasul de reactie. La celalalt capat al ghidului de unda, 3, este montat un magnetron, 5, ce lucreaza la
frecventa de 2450 MHz, impreuna cu transformatorul aferent. In incinta metalica este amplasat vasul
de extractie, 6, închis cu un capac, 7, ambele fiind realizate din material transparent la microunde.
Capacul vasului de extractie are un stut de alimentare cu gaz inert, 8, o evacuare a gazului din vas 9
care are montat un retroregulator cu reglaj, 10. Pe capacul 7 este montat un sistem de agitare a masei
de extractie constituit dintr-un motor electric 11 și agitator elicoidal 12. Sistemul este prevăzut să
lucreze la diferite turații, fiind dotat cu un convertizor de frecventa. Asigurarea izolării termice a
vasului de extracție se realizează prin utilizarea unui material termoizolator transparent la microunde,
13, care umple spatiul liber dintre vas și incinta metalică. Ca material termoizolant transparent la
microunde se poate folosi vată minerală din alumină, alumina cu zirconiu sau alte materiale oxidice
refractare sub diferite forme: vata, blocuri, panouri. Temperatura in masa de extracție este reglată cu
ajutorul unui controler de temperatură, 14, cu posibilitatea de a opera in diferite regimuri termice.
Pentru monitorizarea presiunii de operare este montat pe capacul reactorului un manometru de joasă
presiune, 15.
Fig. 2. Schema echipamentului de extrație asistată de microunde
A1.1. Extractia β-carotenului în câmp de microunde utilizînd extractorul MAE
construit
Pentru a demonstra capabilitățile aparatului de extracție MAE construit, în continuare se vor
exemplifica două aplicații de extracție a β-carotenului, extracția realizându-se din aceeași cantitate de
material vegetal, la același raport material vegetal-solvent de extracție și în același regim de
temperatură, folosind însă diferite tipuri de aplicare ale câmpului de microunde.
Condițiile de extracție: se efectuează extracția β-carotenului dintr-o masa vegetală de 300 g tăiței
de morcovi cu umiditatea de 26 %, peste care se adaugă 1200 g ulei de floarea soarelui degumat, cu
un continut in acizi liberi de 0,10%., într-un aparat de extracție realizat conform descrierii. După
montarea capacului la vasul de extracție se montează capacul incintei metalice. Se porneste agitarea
cu o viteza de 25 rpm, care se menține pe toată durata procesului de extracție. Se barbotează în vasul
de extractie azot gazos. Se purjeaza de 3 până la 6 ori gazele din vasul de extracție tinand
retroregulatorul pe poziția deschis. Se închide retroregulatorul și se realizează o presiune de 1,5 bar.
Dupa setarea controlerului de temperatura la valoarea de 35°C, se porneste încalzirea cu microunde.
In prima aplicație încalzirea cu microunde se realizează utilizând o densitate de putere
de 426 W/kg. Dupa 26 de minute, temperatura amestecului de extracție atinge valoarea maximă
setată. Amestecul de extractie este mentinut în regim izoterm timp de 30 minute, utilizând un
temporizator. Dupa perioada de extracție, se opreste sistemul de agitare și se eliberează presiunea din
vasul de extracție. Se demontează capacul de la incintă, respectiv capacul vasului de extracție și se
filtrează gradual, utilizand un filtru de ulei cu cartus filtrant.
In cea de a doua aplicație procesul este identic până la încalzirea cu microune care este
realizată cu gradient termic controlat, utilizand o densitate de putere de 200 W/kg. Dupa 30 de
minute, temperatura amestecului de extracție atinge valoarea maximă setată.. Amestecul de extractie
este mentinut în regim izoterm timp de 30 minute, utilizând un temporizator. Dupa perioada de
extracție, se opreste sistemul de agitare și se eliberează presiunea din vasul de extracție. Se
demontează capacul de la incintă, respectiv capacul vasului de extracție și se filtrează gradual,
utilizand un filtru de ulei cu cartus filtrant.
A1.2. Evaluarea produsilor de extracție
Din extractele obtinute conform exemplelor 1 si 2 au fost prelevate probe care au fost
analizate pentru determinarea continutului de β-caroten. Conform datelor bibliografice și în acord cu
rezultatele obținute în etapa anterioară de realizare a proiectului, dintre compuşii carotenoizi
identificaţi în extractele de morcov beta-carotenul este singurul compus majoritar regăsit în toate
tipurile de extracte formulate fie utilizând solventi organici convenţionali fie utilizând solvenţi
alternativi pentru extracţii sigure. Ca urmare s-a considerat că standardizarea extractelor de
carotenoide se va face în echivalent beta-caroten. Analizele s-au efectuat pe un sistem UFLC
Prominence Shimadzu cu următoarele componente: pompe LC-20AD SP Shimadzu, degazor
Shimadzu DGU-20A5-Degasser, detector Shimadzu SPD-M20A Diode Array Detector, CTO-20AC
Column Oven, software LCMS solution, coloană Kromasil C18, 5 μm, 250 x 4.6 mm. Faza mobilă a
fost filtratã printr-o membranã CHROMAFIL® 0-20/25 PTFE 0,22 μm şi sonicatã cu ajutorul unei
bãi de ultrasunete TRANSSONIC 460/H pentru eliminarea aerului dizolvat în soluţie. Probele au fost
filtrate prin filtre Millex Syringe Driven Filter Unit, 0,22μm (Millipore) înainte de a fi injectate în
aparat.
În urma testelor efectuate în etapa anterioară a fost elaborată şi optimizată metoda de
identificare şi cuantificare a compuşilor de interes, beta-caroten, licopen şi luteină, parametrii de
operare ai sistemului cromatografic fiind următorii: • fază mobilă A: ACN şi B: MeOH: CH2Cl2
(50:50, v:v) ; • mod izocratic de eluţie, A:B (40:60, v:v) ; • debitul fazei mobile 0.8mL/min.
Volumul de injecţie folosit a fost de 20 uL iar detecţia specifică a analiţilor de interes s-a realizat la
următoarele lungimi de undă: λmax= 456 nm – β-caroten.
Metoda HPLC optimizată a fost validată în termeni de linearitate, limită de detecţie, limită de
cuantificare, exactitate şi precizie. S-a realizat curba de calibrare pe un domeniu de linearitate
cuprins între 0.0001 şi 0.050 mg/ml cu un coeficient de corelaţie de 0.9978 pentru beta-caroten,
totodată calculându-se limita de detecţie de 0.00013 mg/ml şi limita de cuantificare de 0.00045
mg/ml. Studiul efectuat a demonstrat că metoda este exactă şi precisă, permiţând determinări
cantitative repetate în aceeaşi zi (repetabilitate) dar şi în zile diferite (precizie intermediară) cu o
abatere standard relativă (RSD%) mai mică de 5 %. Valoarea RSD% calculată pentru repetabilitate a
fost de 1.64% pentru timpul de retenţie şi 1.31% pentru aria peak-ului. Valoarea abaterii standard
relative calculată pentre precizia intermediară a fost de 3.65% pentru timpul de retenţie şi 5.55%
pentru aria peak-ului analitului de interes.
Figura 3. Cromatograma HPLC-DAD a extractului de betcaroten obtinut prin extracție MAE
Pentru cele două exemple de aplicație ale tehnologiei de extracție asistată de microunde rezultatele
obținute, exprimate în µg continut de β-caroten pe gram de substanță uscată (taitei morcov uscati)
precum și eficienta antioxidanta determinată prin metoda ORAC sunt date in tabelul 1.
Tabel 1. Conținutul de β-caroten și eficiența antioxidanta a extractelor de morcov in ulei vegetal
obținute prin procedeul de extractie asistată de microunde
Proba (tip extractie) Continut β-caroten
(µg/g substanta uscata)
Eficienta antioxidanta
ORAC, µmol/g
426 W/kg, continuu 916,05 561,81
200 W/kg gradient de putere 846,04 636,08
După cum se observă, ambele procedee conduc la obtinerea unui conținut ridicat de caroten,
în timp scurt de extractie, cu menținerea unei eficiente antoxidante satisfăcătoare.
A1.3. Stabilizarea produsilor de extracție
Odată obținute randamente de extracție bune și extracte care demosntrează eficiență
antioxidantă deși au fost obținute prin tehnologii asistate de microunde trebuie rezolvată, în
continuare, problema stabilității acestor extracte. Ținând seama de caracteristicile de solubilitate ale
conservanților frecvent utilizați în industria suplimentelor nutriționale și farmaceutice s-a considerat
util studiul stabilității produșilor formulați prin extracție asistată de microunde în prezența
butilhidroxianisolului (BHA), într-o concentrație de 3% procent masă:volum. Studiile de stabilitate
s-au desfașurat pe termen lung, analiza conținutului în β-caroten s-a realizat iniţial imediat dupa
extracție, la 7, 21 şi respectiv 30 de zile, apoi din lună în lună până la 5 luni, la temperatură
ambientală şi întuneric, respectiv la o temperatură de 4°C (frigider) și s-au efectuat în raport cu probe
martor, extracte de β-caroten obținute în aceleasi condiții de extracție și păstrate în aceleași condiții
dar în care nu a fost adăugat conservant BHA.
Pe această perioada de studiu a fost determinată și capacitatea antioxidantă a extractelor, în
aceleasi conditii, utilizând protocolul de analiză stabilit în laboratoarele coordonatorului, INCDSB,
bazat pe metoda ORAC și aplicat în sistem micelar (figura 4).
Rezutatele obținute la determinarea cantitativă a β-carotenului în extractele MAE sunt
prezentate in tabelul 2.
Tabelul 2. Stabilitatea ca și conținut de β-caroten ( µg / g substanță uscată), a extractelor MAE
formulate, cu si fără adaos de BHA
Timp
stocare
Conditii stocare
Figider Temperatura
camerei
0%
BHA
3%
BHA
0%
BHA
3%
BHA
1 849 898,7 849,0 898,7
7 667,9 716,9 637,7 699,5
21 608,3 776,3 607,3 703,6
45 591,8 593,7 568,2 550,7
60 581,7 616,2 448,3 519,4
90 590,2 643,2 451,2 476,3
120 515,6 588,4 319,9 435,5
150 601,8 664,8 365,6 455,1
Figura 4. Variația în timp a capacității antioxidante a extractelor de β-caroten formulate in
sistem MAE, solvent ulei comestibil
În decurs de 60 de zile s-a constatat o scădere a conţinutului de β-caroten din extractele
uleioase de morcov, pierderi semnificative au avut loc la extractele păstrate la temperatura camerei şi
întuneric dar și acestea, după o perioadă de aproximativ 90 de zile, înregistrează un trend de
stabilizare a concentraţiei de β-caroten. Extractele păstrate la frigider, care au și un adaos de BHA,
prezintă o scădere a concentrației de compus activ de cca 26% în 150 zile,
Cea mai eficientă metodă de extracţie şi de conservare pentru o perioda de timp mai
îndelungată a compusului de interés, β-carotenul, o reprezintă metoda de extracţie asistată de
microunde şi păstrarea extractelor obţinute la temperaturi de ± 4° C (frigider); adăugarea de BHA nu
contribuie semnificativ la menținerea concentrației de β-caroten, și, după cum se observa, după 60 de
zile nici la mentinerea capacității antioxidante, probabil păstrarea extractelor formulate în fiole vidate
sau adaosul de acid citric din extracte de plante fiind mai eficientă decât adaosul de conservanți de
sinteză, aceste două sisteme de stabilizare fiind de testat pentru formula finală de extract uleios de β-
caroten, în ultima etapa de implementare a proiectului.
A2. Elaborarea tehnologiei de extracție a antocianilor și polifenolilor utilizand extracția asistată
de microunde. Evaluarea produsilor de extracție; stabilizarea produsilor de extracție.
Utilizand același sistem de extracție MAE ca și pentru carotenoide, dar înlocuind solventul de
tip trigliceride naturale cu etanol, au fost formulate extracte polare cu conținut îmbunătățit de
polifenoli și polifenoli metoxi-substituiți, stabilizarea acestor extracte fiind realizată, conform
concluziilor din etapa II, cu acid citric, 1%. Studiile de stabilitate au fost realízate utilizând și probe
de control care suportă același proces de extracție, în aceleași condiții, și care sunt stocate, de
asemenea, în aceleași condiții ca și extractele MAE cu 1% acid citric.
3%…
3%BHA,…
0
50
100
150
200
1 2 3
CA
µm
ol/
g
0 30
150 zile
Extractele au fost stocate în următoarele condiții: la temperatura camerei, la 4°C și la -17°C,
analizele la nivel de conținut de principii active și eficacitate antiradicalica (ABTS, DPPH) fiind
realízate imediat dupa formulare și apoi la 7, 21, 30 zile si din 30 in 30 zile până la 150 zile.
Tabelul 3. Variația în timp a capacității antiradicalice a extractelor de afin și merișor
formulate in sistem MAE, solvent alcool etilic:apă (70:30, v:v)
Proba
TEAC µmol/g substanta uscata (±SD)
Afin MAE
0% acid citric
Afin MAE
1% acid citric
Merișor MAE
0% acid citric
Merișor MAE
1% acid citric
Timp
de
stocare
(zile)
T
camerei 4°C -17°C
T
camerei 4°C -17°C
T
camerei 4°C -17°C
T
camerei 4°C -17°C
0 9757 (±0.25) 12153 17439 (±0.25) 18461 (±0.50)
7 9225
(±0.25)
9309
(±0.65)
9471
(±0.12)
12169
(±0.25)
12169
(±0.41)
10450
(±0.67)
16832
(±0.37)
19738
(±0.37)
17428
(±0.27)
17705
(±0.22)
16576
(±0.36)
16708
(±0.56)
21 9006
(±0.65)
9352
(±0.33)
8981
(±0.25)
12072
(±0.25)
12111
(±0.12)
10242
(±0.60)
14477
(±0.40)
19555
(±0.31)
17415
(±0.17)
17721
(±0.12)
16158
(±0.56)
16555
(±0.34)
30 8475
(±0.25)
8555
(±0.65)
8593
(±0.53)
10700
(±0.65)
11304
(±0.42)
10029
(±0.25)
14350
(±0.12)
18267
(±0.21)
17039
(±0.31)
16209
(±0.11) 16023
(±0.19)
15966
(±0.16)
60 7280
(±0.43)
8544
(±0.32)
8115
(±0.65)
10558
(±0.42)
11188
(±0.61)
10027
(±0.65)
14312
(±0.25)
16178
(±0.27)
15743
(±0.61) 15286
(±0.11)
15515
(±0.12)
16462
(±0.56)
90 7180
(±0.22)
8508
(±0.22)
7918
(±0.25)
10408
(±0.45)
11207
(±0.35)
10007
(±0.21)
13555
(±0.22)
16846
(±0.25)
11577
(±0.56)
15462
(±0.25) 15349
(±0.25)
15207
(±0.36)
120 7025
(±0.20)
8260
(±0.22)
6674
(±0.12)
10371
(±0.25)
1051
5(±0.25)
9889
(±0.33)
13520
(±0.17)
15845
(±0.25)
11039
(±0.33)
14384
(±0.11)
15298
(±0.16)
14103
(±0.46)
150 7020
(±0.12)
8001
(±0.10)
6074
(±0.41)
10387
(±0.31)
10297
(±0.56)
9639
(±0.16)
13422
(±0.33)
15721
(±0.11)
11021
(±0.16)
14087
(±0.11)
15240
(±0.56)
10331
(±0.12)
În conformitate cu concluziile din cea de a doua etapa de realizare a proiectului, extractele de
merisor și afin obținute prin procedee MAE au fost dublu standardizate, la conținutul continutul de
antociani (echivalent cianidin/ cianidin –glucozida), respectiv polifenoli (echivalent acid clorogenic).
Rezultatele obținute ca și variație a conținutului în substantă activă în timp sunt prezentate în tabelul
4.
Tabelul 4. Variația conținutului în principii active pentru extractele de afin și merișor MAE
formulate
Proba
Afin 0% acid citric Afin 1% acid citric Merisor
0% acid citric
Merisor
1% acid citric
Cianidin
mg/g
Ac
clorogenic
µg/g
Cianidin
mg/g
Ac clorogenic
µg/g
Cianidin
mg/g
Ac
clorogenic
µg/g
Cianidin
mg/g
Ac
clorogenic
µg/g
Conditii
stocare 4°C 4°C 4°C 4°C
Tcam
4°C 4°C 4°C 4°C
0 3.23 146.21 3.55 200.80 0.73 35.22 1.22 c
7 0.75 113.51 1.17 113.51 0.73 28.94 0.75 30.46
21 0.87 35.09 1.08 47.85 0.71 27.19 0.74 25.80
30 0.88 23.64 1.00 24.63 0.68 15.36 0.73 15.28
90 0.87 20.15 0.91 23.11 0.63 15.17 0.70 15.16
După cum se poate observa, în acest caz acidul citric contribuie la creterea activității
antiradicalice și la menținerea acesteia în timp. Cel mai bun sistema de stocare este la 4°C, deoarece
atât rezultatele determinărilor efectuate pentru eficiența antiradicalică, TEAC –tabelul 3- cât și
concentrația de compuss activ de interes la care sunt normalizate extráctele de afin și merișor -
tabelul 4- au un trend de stabilizare mai rapidă și pentru valori relativ mai mari ale concentrației în
substanță activă.
B - extractia lichid-lichid și stabilizarea produșilor de extracție.
Pornind de la studiile de extractie si alegerea variantelor optime pentru fiecare material
vegetal, din etapa II, in aceasta etapa au fost elaborate de catre partenerul P2, PLANTAVOREL,
tehnologiile pentru obtinerea extractelor uscate - faza de laborator.
B1.1. Elaborarea tehnologiei de extractie a principiilor active din fructe uscate de
maces, merisor si afin la faza de laborator
Pentru cresterea stabilitatii extractelor lichide din punct de vedere al continutului de principii active,
conservabilitatii (cresterii termenului de valabilitate) si al reducererii dezvoltarii microorganismelor,
in aceasta etapa a fost dezvoltata tehnologia de laborator bazata pe operatia de uscare prin
pulverizare (microîncapsulare). Tehnologia de microîncapsulare este tot mai des utilizata in industria
suplimentelor alimentare cu scopul de a proteja principiile active sensibile la lumină si oxigen si
pentru evitarea degradarii datorate radicalilor liberi. Pentru realizarea acestei metode de stabilizare
sunt utilizati agenti de încapsulare cu următoarele proprietăți: formează rapid sisteme de tip peliculă,
au proprietăți de emulsionare, sunt biodegradabile, rezistente la nivelul tractului gastro-intestinal, cu
vâscozitate și higroscopicitate scăzute si, nu in ultimul rând, un cost scăzut.
Aceatsa tehnologie de stabilizare a extractelor a fost utilizata pentru principiile active polare, care se
găsesc în extractele de măceș, merișor și afine. Pentru microăncapsularea acestor extracte au fost
folosite maltodextrina (DE 19) si un amestec de maltodextrina (DE 19) si aerosil.
Extractele lichide concentrate au fost uscate utilizând un uscător tip spray - Mini Spray Dryer B-
290 Advanced Buchi. In funcție de natura solvenților de extracție Mini Spray Dryerul functionează
în sistem deschis sau sistem închis. Sistemul deschis este folosit dacă probele pentru uscare sunt
apoase (contin maxim 20% solvent organic) și utilizează ca agent purtător aer comprimat. Sistemul
închis este folosit dacă probele conțin amestecuri de solvenți cu 20-90% solventi organici sau
substanțe sensibile la oxigen. Sistemul utilizează ca agent de purtător azotul.
Figura 5. Mini Spray Dryer B-290 Advanced
– uscarea extractului de afine
Figura 6. Extracte uscate de merișor, măceș și
afine
Tehnologia constă în amestecarea extractului concentrat cu materialul suport, care protejează
compușii bioactivi după care amestecul este pulverizat, cu ajutorul aerului comprimat, și uscat
instantaneu cu ajutorul Mini - uscatorului B-290. Se obține astfel un extract pulverulent omogen, cu
higroscopicitate redusă și stabilitate crescută.
Pentru extractele care au un continut ridicat de zaharuri cele mai uzuale materiale suport sunt
maltodextrina, aerosilul, amidonul modificat si guma arabica, utilizate individual sau in amestec.
Parametrii esentiali pentru realizarea procesului de uscare optim sunt: debitul agentului purtator,
temperatura de intrare și de ieșire a agentului de uscare, tipul de suport de atomizare și concentrația
acestuia. Extractele concentrate studiate au un continut de alcool mai mic de 20% ceea ce implică
uscarea in sistem deschis cu aer comprimat drept agent de uscare.
S-au realizat teste de uscare pentru solutiile extractive studiate, cu mentinerea debitului de aer
constant și variatia a temperaturii de intrare a aerului: 140° C, 180° C și 190° C precum și a
concentrației de suport de atomizare, respectiv 15%, 20%, 25% maltodextrina (DE 19).
Pentru uscarea extractelor de măceș și merișor s-a adaugat ca suport un amestec de maltodextrină
(DE 19) și 5% aerosil. Aerosilul a fost adăugat în scopul reținerii compușilor ”grași” (carotenoide,
rășini) prezenți in fructele de măceș si merișor pentru a se evita lipirea extractelor pe pereții
ciclonului și turbinei echipamentului.
S-au stabilit conditiile optime de uscare, prezentate in tabelul urmator:
Tabelul 5. Parametrii si rezultatele uscării prin atomizare
Extract conc Material suport Parametrii de uscare Caracteristici extract
uscat
Tip Caracteristici Denumire Conc.
Temp
intrare,
° C
Temp
iesire,
° C
Debit
agent
de
uscare,
L/h
Debit
solutie,
ml/min
Umiditate
, %
Continut
de p.a,
%, g/g
Măceș
s.u-8.98%;
ac.clorogenic-
0.545%(sol)/
6.06% (su)
Maltodextrina
Aerosil
20
5
180 89 670 5 2.3 1.04
Merișor
s.u.-14.76%;
ac.clorogenic-
0.4%(sol)/3.49%(su)
Maltodextrina
Aerosil
20
5
180 96 670 5 2.2 0.989
Afine
s.u.-11.46%
antociani
0.438%(su)/
3.82%(sol)
Maltodextrina
25 180 99 800 5 1.6 0.900
Diagrama flux a procesului tehnologic de obtinere a extractelor uscate de merișor, afin și măceș este
prezentata in figura 7.
Figura 7. Diagrama flux a procesului tehnologic de obtinere a extractelor uscate
B1.2. Evaluarea produsilor de extractie si stabilizarea principiilor
ANALIZA CANTITATIVA A PRINCIPIILOR ACTIVE DIN EXTRACTELE USCATE DE
MACES, MERISOR SI AFINE
Determinarea continutului de substanta uscata a extractelor concentrate si pierderea prin uscare a
extractelor uscate s-a realizat prin metoda gravimetrica utilizand termobalanta, METTLER
TOLEDO-HG 63.
Continutul de principii active, respectiv antociani totali, exprimat in clorura de cianidin-3-
glucozida si polifenoli totali, exprimat in acid clorogenic s-a determinat cu ajutorul
spectrofotometrelor UV VIS CINTRA si CARY 50 , prin metodele prezentate in etapa a II a.
In aceasta etapa a fost elaborata metoda cantitativa HPTLC – densitometrie, efectuata cu
echipamentul de cromatografie pe strat subtire CAMAG. Prin aceasta metoda au fost determinati
markerii stabiliti pentru exprimarea continutului in polifenoli si antociani totali, respectiv, acid
clorogenic si clorura de cianidin-3-glucozida din cele trei extracte.
Alegerea acidului clorogenic pentru exprimarea continutului de polifenoli totali a fost facuta prin
evaluarea profilului cromatografic HPTLC pentru flavone si polifenoli la cele trei materiale vegetale
si la extractele acestora. Dintre cele trei substante de referinta aplicate (acid cafeic, acid clorogenic și
acid galic) acidul clorogenic se evidențiază cel mai bine ca intensitate și culoare și la acelasi Rf în
probele de plantă și extracte.
Efectuarea determinarii. Pe linia de start a placii cromatografice se aplică un numar de 10 tracuri
cu benzi de 9 mm, la distanta de 6 mm , cu margini (dreapta-stanga) de 28, respectiv 10mm, viteza
de aplicare 8s/µl. Banda/volumul de solutie de referinta aplicat: b2/C-2 µl; b3/C-3 µl; b4/C-4 µl;
b7/C-7 µl.; b8/C-8 µl.; b9/C-9 µl . Banda/volumul de proba aplicat : b1/P1- 5 µl, b5/P2-5 µl, b6/P1-6
µl, b10/P2-10 µl. Placa cromatografica se introduce in bacul de developare saturat 30 minute cu
developantul prezentat si se lasa la migrat pana la inaltimea de 70 mm; Se scoate placa si se usuca la
aer. Se examineaza in vizibil, fara tratament chimic. Evaluarea cantitativă a fost realizată la 542 nm,
multilevel (3 concentrații de standard), funcție de înălțimea picului.
Figura 8. Cromatograma HPTLC a standardului cianidin-3-o-glucozida si a extractului
concentrat de afine: track 1, 5, 6, 10 –extract conc de afine, P1, P2 - volum aplicat 5 μl in 2
replicate ; track 2, 3, 4, 7, 8, 9 - standard cianidine-3-o-glucozida – volum aplicat 2, 3, 4 μl in 2
replicate.
In tabelul 6 sunt prezentate rezultatele obținute pentru extractul concentrat de afine în echivalent
cianindin
Tabelul 6. Concentratia densitometrica a cianidin-3-glucozidei in extractul concentrat de afine
Proba Substanta
uscata,%
Volum
aplicat,
l
Cocentratia de cianidin-
3-glucozida, ng/band
Concentratia de
antociani totali,
UV VIS, %, g/g
Concentratia de
cianidin-3-o-
glucozida, %, mg/g
P1 10.32 5 372.68 2.9 72.19
P2 11.37 5 515.85 3.6 90.76
Extractele de măceș și merișor sunt standardizate și în conținut de acid clorogenic, rezultatele
obținute la determinarea densitometrică a conținutului de acid clorogenic din aceste extracte fiind
prezentate în tabelul 7.
Figura 9. Cromatograme HPTLC dupa developare si derivatizare a standardului ac clorogenic si a
extractelor conc de maces si merisor: track 1,6 –extract conc de maces,(Ma)- volum aplicat 12 μl in 2
replicate; track 5,10 extract conc de merisor,(Me) - volum aplicat 7 μl in 2 replicate ; track 2, 3, 4, 7, 8,
9 - standard ac clorogenic- volum aplicat 4,5,6 μl in 2 replicate.
Tabelul 7. Concentrația densitometrică a acidului clorogenic în extractele concentrate de măceș și
merișor
Proba Substanta
uscata,%
Volum
aplicat,
l
Cocentratia de ac
clorogenic, ng/banda
Concentratia de
polifenoli totali,
UV VIS, %, g/g
Concentratia de ac
clorogenic, %, mg/g
Ma 8,98 12 125,4 6.06 34.91
Me 18,45 7 156.57 2.94 36,36
A3.4. Documentatie brevet tehnologie de extractie MAE (transfer din 2015)
A fost elaborată documentația de brevet pentru Aparat si Procedeu de extracție asistată de microunde
a betacarotenului din morcovi, fiind depusa cererea de brevet numarul A00877/22.11.2016
A3.5. Dezvoltarea de retea de senzori/biosenzori si validarea protocoalelor de analiza pentru
determinarea continutului si activitatii principiilor active la nivel de prototip de laborator –
partea 2 a
3.5.1.Unitatea de biosenzori pentru determinarea conținutului în principii active de tip
polifenoli/antociani
Dezvoltarea retelei de senzori si biosenzori pentru determinarea continutului si activitatii principiilor
active a implicat dezvoltarea de unități independente de biosenzori/senzori așa cum a fost descirs pe
larg în etapa anterioară de execuție a proiectului. Au fost realizate două unități de senzori/biosenzori
electrochimici, amperometrici, una dedicată determinării continutului total în polifenoli și
polifenolimetoxi-substituiți din extractele polare, cealaltă pentru determinarea capacității
antioxidante a extractelor formulate, atât polare cât și nepolare.
In această etapă de realizare a proiectului s-a validat raspunsul unității de biosenzori care dau
conținutul de polifenoli totali, unitate pe baza de lacază, în raport cu răspunsul obținut pentru
aceleași tipuri de extracte prin HPLC-DAD.
Intr-o primă etapă s-a realizat validarea raspunsului biosenzorului în raport cu concentrația de acid
clorogenic determinată prin HPLC-DAD pentru soluții de acid clorogenic standard, cu concentrații
curpinse între 1 µg/mL si 73 µg/mL, variația celor două raspunsuri fiind corelată liniar (vezi figura
10), ceea ce confirmă capabilitatea biosenzorului de a oferi informații fiabile cu privire la continutul
în polifenoli totali exprimat în echivalent acid clorogenic.
Figura 10. Variația relativă a răspunsului biosenzorului pe bază de lacază în raport cu
concentrația de acid clorogenic determinată prin HPLC-DAD pentru soluții de acid clorogenic
standard.
Validarea fezabilității ipotezei privind utilizarea biosenzorilor pe bază de lacază pentru determinarea
polifenolilor și compușilor metoxi-substituiti s-a realizat și pe probe reale, reprezentarea relativă a
concentrațiilor de acid clorogenic determinate prin HPLC-MS si prin utilizarea biosenzorului ca
instrument de măsura pentru extractele MAE de afin și merisor conducând, din nou, la o corelație
liniară intre cele două raspunsuri pentru determinarea echivalentului în acid clorogenic (figrua 11).
Figura 11. Variația relativă a răspunsului biosenzorului pe bază de lacază în raport cu
concentrația de acid clorogenic determinată prin HPLC-MS pentru extractele de afin si
merișor formulate MAE (zilele 1, 21 și 30)
3.5.2. Senzor pe baza de fosfatidil-colina pentru determinarea activitatii antioxidante a compusilor
polifenolici din extractele de plante
S-a continuat optimizarea senzorului construit anterior penyru reducerea interferențelor
electrochimce. Utilizarea mediatorilor redox s-a dovedit ineficientă, astfel încât s-a trecut la
utilizarea unor alte materiale conductive pentru depunerea fosfatidil-colinei, rezultatele obtinute
pentru electrozii cu suport de carbune decorat cu nanoparticule de aur conducând la rezultate similare
cu cele obtinute anterior pentru compușii standard și la artefacte cu valori fals pozitive pentru
probele reale, ceea ce determină necesitatea unei separări selective inainte de introducerea probei
pentru analiza în rețeaua de senzori/biosenzori. Rezultatele pentru unitatea de determinare a
activității antioxidante utilizând fosfatidil colina nefiind satisfacatoare în acest se propune ca variantă
corectivă dezvoltarea unei unități pe baza de DPPH depus, continuandu-se, în același timp, eforturile
pentru optimzarea senzorului pe baza de fosfatidil colina.
3.5.3. Determinarea capacității antioxidante a unor extracte de afine și merișoare folosind o noua
metodă bazată pe utilizarea de nanoceria
Continuandu-se cercetările prinvind realizarea unei retele alternative de nanosenzori bazați pe oxizi
metalici pentru determinarea capacitășii antioxidante a extractelor, în această etapă au fost realizați
nanosenzori bazați pe oxizi de zinc, magneziu, aluminiu și indiu. pe care s-au spotat soluții de
quercetol cu concentrații cuprinse între 10-2
și 10-4
M. In figura 12.E se prezintă imaginea unei hȃrtii
de filtru neimpregnate cu nanooxizi pe care s-au spotat aceleași soluții de quercetol. Din figura 12.
A-D se poate constata că pentru toți nanooxizii studiați se obțin spoturi colorate pentru concentrații
de quercetina cuprinse între 5 x 10-4
si 10-2
M (pentru hȃrtia netratată în prealabil cu soluție de
NaOH) cu excepția oxidului de aluminiu pentru care domeniul de concentrații este cuprins între 10-3
și 10-2
M. In figura 123.E se prezintă imaginea unei hȃrtii de filtru (neimpregnată cu naomateriale) pe
care s-au spotat soluții de quercetol de aceleași concentrații ca cele menționate anterior, în prezența
sau absența unui tratament al hȃrtiei cu soluție de NaOH. Se poate constata că nici una dintre
soluțiile de quercetol folosite nu generează spoturi colorate pe hȃrtia de filtru neimpregnată cu
nanoxizi (o colorație foarte slabă apare pentru concentrația de 10-2
M). Totuși, dacă hȃrtia este tratată
în prealabil cu soluție de hidroxid de sodiu se formează spoturi colorate pentru concentrații de
quercetol cuprinse între 10-3
și 10-2
. M, ceea ce poate interfera apreciabil în determinări. Ținȃnd
seama de acest lucru, în faza actuală s-a renunțat la tratarea în prealabil a hȃrtiei impregnată cu
nanooxizi, cu hidroxid de sodiu. In etapa următoare se va evalua posibilitatea utilizării hidroxidului
de sodiu în scopul analizei unor amestecuri complexe de antioxidanți naturali folosind metoda
descrisă cu nanooxizi.
Figura 12. Imaginea hârtiilor impregnate cu nanoxizi de zinc, magneziu, aluminiu si indiu, pe care s-au
spotulat solutii de quercitina cu concentratii cuprinse inte 5. 10-4 - 10-2 M. (A) oxid de zinc; (B) oxid de
magneziu; (C) oxid de aluminiu; (D) oxid de indiu. Dimensiunile particulelor au fost < 50 nm, cu excepția
celor de oxid de indiu, < 100 nm. Primul rând (notat cu ”- HO-”) din seria fiecărei concentrații sunt probe
aplicate pe hatia impregnata cu nanooxizi. Pe al II-lea rând (notat cu ”+HO-”) din seria corespunzătoare unei
concentrații s-au aplicat mai întâi 10 µL NaOH 1M, apoi solutia de quercitina.
In tabelul 8 se prezintă calitativ rezultatele experimentale obținute la analiza a 18 antioxidanți
prin metoda studiată folosind nanoxizi de zinc, magneziu, aluminiu și indiu. Cele mai bune rezultate
s-au obținut pentru acid cafeic (pe un domeniu restrâns 5 x 10-4
M - 10-3
M), acid rozmarinic, acid
clorogenic, kaemferol și quercetolul (cu glicozidele, rutin si hiperozida). Curcumina s-a evidențiat
prin aceea că a dat spoturi viu colorate și pe hârtia neimpregnată cu nanoxizi, chiar la concentrații
mici (10-4
M) ceea ce face dificilă determinarea acesteia prin metoda cu nanoxizi depuși pe hȃrtie de
filtru. În figura 13 se prezintă exemple de curbe de calibrare pentru câțiva antioxidanți studiați care
pot fi determinați prin metoda studiată.
A B C D E
Tabelul 8. Rezultate experimentale obținute la analiza unor antioxidanți naturali utilizînd nano-oxizi
Figura 13. Curbe de calibrare pentru quercetol obținute la utilizarea unor nanooxizi: A. oxid de
zinc; B. oxid de magneziu; C. oxid de aluminiu. D. oxid de indiu (III).
y = 3,1411x + 15,273 R² = 0,9943 1
/BC
I x 1
000
log concentratie quercetol (M)
y = 1.6037x + 9.5882 R² = 0.9685
1/B
CI
x 1
000
log concentratie quercetol (M)
y = 1,9175x + 10,425 R² = 0,9363
1/B
CI
x 1
000
log concentratie quercetol (M)
y = 1,744x + 10,265 R² = 0,9658
1/B
CI
x 1
000
log concentratie quercetol (M)
A B
C D
A 3.6. Documentatie brevet senzor/biosenzor
A fost depusa documentația de brevet in noiembrie 2015, a fost publicată cererea de brevet A00824
in mai 2016 pentru biosenzor amperometric pentru determinarea compusilor fenolici metoxi-
substituiti.
A.3.7. Model demonstrator extractie MAE – a fost realizat constructiv si este parte a
documentatiei de brevet A00877/2016
CONCLUZII
In aceasta etapa de executie a proiectului HIVEGRES au fost indeplinite toate obiectivele specifice
etapei, rezultatele estimate fiind realizate:
Au fost elaborate tehnologiile de extractie sigura, bazate procedee metoda inovativă, extractia
asistată de camp de microunde pentru beta-caroten din morcovi și pentru antociani și
polifenoli din afin și merișor.
A fost elaborata tehnologia de ontinere a extracteloruscate de afin, maceș și merișor
Au fost dublu standardizate extractele din afin și merisor, la nivel de continut de antociani
(echivalent cianidin) si la nivel de continut de polifenoli (echivalent acid clorogenic).
A fost realizat prototipul de laborator pentru extractorul MAE si a fost depusă o cerere de
brevet de invenție pentru aparat și procedeu de extracție a beta-carotenului din morcovi.
A fost validat răspunsul unitatii de biosenzori pentru conținutul în polifenoli și compuși
polifenolici metoxi-substituiți.
A fost realizata diseminarea rezultatelor obtinute prin depunerea unei cereri de brevet (dosar numarul
00877/2016, publicarea cererii de brevet A00824/2015 in mai 2016), publicarea unui articol in
revista ISI, participarea la 5 conferințe internationale.