Διδακτορικές Διατριβές
Μόνιμο URI για αυτήν τη συλλογήhttps://repository.ihu.gr/handle/11544/47618
Περιηγούμαι
Πρόσφατες Υποβολές
Τεκμήριο Μελέτη συστημάτων φαινολικών συστατικών- πολυσακχαριτών(ΔΙΠΑΕ, 2025-06-11) Θεοχαρίδου, Αθηνά; Καραγεωργίου, Βασίλειος; Σχολή Γεωτεχνικών Επιστημών, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας ΤροφίμωνΣτην παρούσα διατριβή, δυαδικά και τριαδικά συστήματα αποτελούμενα από υδροκολλοειδή- (φαινολικά οξέα) -βλεννίνη (ή σίελος) μελετήθηκαν ώστε να αποκτηθεί μια πλήρης εικόνα των αλληλεπιδράσεων μεταξύ ορισμένων υδροκολλοειδών όπως το κόμμι γκουάρ και το κόμμι ξανθάνης, σε συνδυασμό με φαινολικά οξέα (γαλλικό και καφεϊκό οξύ), σε παρουσία και απουσία σιέλου. Τα συστήματα μελετήθηκαν σε τιμές pH 3 και 7 ώστε να προσομοιωθούν οι συνθήκες που επικρατούν στο στόμα και το στομάχι. Στα περισσότερα συστήματα, για λόγους απλούστευσης, αντί να χρησιμοποιηθεί σίελος, χρησιμοποιήθηκε η μεγαλύτερη σε συγκέντρωση πρωτεΐνη του, η βλεννίνη. Η μελέτη και η κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ αυτών των συστατικών αναμένεται να δώσει πληροφορίες για τον ρόλο του σιέλου στην κατανάλωση συστημάτων που περιέχουν πολυσακχαρίτες και φαινολικά συστατικά, αποσκοπώντας στην κατανόηση του φυσιολογικού ρόλου της βλεννίνης (και του σιέλου) αλλά και στην δημιουργία υποκατάστατων σιέλου για ανθρώπους που υποφέρουν από ξηροστομία. Επιπλέον, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ φαινολικών συστατικών και σιέλου μπορούν να εξηγήσουν αισθήσεις όπως το στυφό. Σε όλες τις μελέτες χρησιμοποιήθηκαν παρόμοιες μετρήσεις και συνθήκες. Αρχικά έγινε ένας φυσικοχημικός χαρακτηρισμός για κάθε συστατικό ξεχωριστά και σε συνδυασμό σε τιμές pH 3 και 7 όπως αναφέρθηκε παραπάνω. Ο φυσικοχημικός χαρακτηρισμός αφορούσε σε μετρήσεις ζ-δυναμικού, δυναμικής σκέδασης φωτός και απορρόφησης. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της φθορισμομετρίας για να μελετηθούν οι αλληλεπιδράσεις φαινολικών οξέων-ξανθάνης. Όσον αφορά στις ρεολογικές μετρήσεις, έγιναν μετρήσεις τόσο διατμητικής όσο και εκτατικής ρεολογίας καθώς κατά την στοματική επεξεργασία συνυπάρχουν και συνολικά προσδίδουν την αίσθηση της υφής στο στόμα. Όλες οι μέθοδοι ήταν συμπληρωματικές και δημιουργήσαν μια ολοκληρωμένη εικόνα των αλληλεπιδράσεων και της επίδρασης αυτών στην υφή των συστημάτων. Αρχικά, έγινε βιβλιογραφική ανασκόπηση που αφορούσε στις οργανοληπτικές ιδιότητες και την υφή μαλακών τροφίμων που περιέχουν υδροκολλοειδή όπως το κόμμι γκουάρ και το κόμμι ξανθάνης, καθώς και στη χρήση τους ως συστατικά προϊόντων που προορίζονται για ανθρώπους με δυσφαγία ή ξηροστομία. Μελετήθηκαν τα κύρια φαινολικά συστατικά που υπάρχουν στα τρόφιμα και ο ρόλος αυτών στην αίσθηση του στιφού και επιπλέον έγινε μια εκτενής αναφορά στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συστατικών των τροφίμων. Στη συνέχεια, μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ κόμμεος γκουάρ και βλεννίνης σε τιμές pH 1-7 χρησιμοποιώντας ποικίλες φασματοσκοπικές και ρεολογικές μεθόδους. Η προσθήκη βλεννίνης στο σύστημα οδήγησε σε διαχωρισμό φάσης της διασποράς κυρίως σε όξινες τιμές pH όπου η βλεννίνη βρίσκεται κοντά στο ισοηλεκτρικό της σημείο. Η ρεολογία του συστήματος εξαρτάται κυρίως από την παρουσία του κόμμεος καθώς αυξάνει το ιξώδες των διασπορών ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Η εκτατική ρεολογία του συστήματος αποκάλυψε αρνητική συνέργεια μεταξύ των δύο συστατικών. Στη συνέχεια, περνώντας από το μη-ιονικό κόμμι γκουάρ, ένας φορτισμένος πολυσακχαρίτης (κόμμι ξανθάνης) μελετήθηκε σε συνδυασμό με φαινολικά οξέα (γαλλικό και καφεϊκό οξύ). Χρησιμοποιήθηκαν φασματοσκοπικές και ρεολογικές μέθοδοι σε συνδυασμό με φθορισμομετρία ώστε να αποκαλυφθούν οι μηχανισμοί αλληλεπίδρασης μεταξύ των συστατικών. Ανάμεσα στην ξανθάνη και στο καφεϊκό οξύ, οι κυριότερες αλληλεπιδράσεις ήταν αποκλεισμού όγκου και δεν επηρέασαν άμεσα τα μακροσκοπικά χαρακτηριστικά του συστήματος. Μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσίασαν τα αποτελέσματα της αλληλεπίδρασης της ξανθάνης με το γαλλικό οξύ, όπου το αρνητικό φορτίο του γαλλικού οξέος προκάλεσε σε μικρές συγκεντρώσεις ενίσχυση του δικτύου της ξανθάνης όμως σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις τα συστήματα αποσταθεροποιήθηκαν, υπήρξε διαχωρισμός φάσεων και μείωση του εκτατικού ιξώδους. Έπειτα, το κόμμι γκουάρ και το γαλλικό οξύ συνδυάστηκαν με τη βλεννίνη για την δημιουργία τριαδικών συστημάτων. Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να προσδώσει πληροφορίες για τον τρόπο που συμπεριφέρονται συστήματα πλούσια σε φαινολικά συστατικά και πολυσακχαρίτες κατά την στοματική επεξεργασία και τον ρόλο που παίζει η βλεννίνη (ως κύριο συστατικό του σιέλου). Όπως ήταν αναμενόμενο, το μη-ιονικό κόμμι γκουάρ δεν αλληλοεπιδρά με το γαλλικό οξύ και δεν παρατηρείται διαχωρισμός φάσεων αντιθέτως, η συνύπαρξη τους οδηγεί στη δημιουργία ιξωδών, σταθερών διαλυμάτων που δεν επηρεάζονται από τις αλλαγές στις τιμές pH. Η εικόνα του συστήματος άλλαξε δραματικά με την προσθήκη βλεννίνης η οποία προκάλεσε διαχωρισμό φάσεων και μειωμένους χρόνους χαλάρωσης υποδεικνύοντας ότι κατά την στοματική επεξεργασία, η ρεολογία και τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των συστημάτων μεταβάλλονται σημαντικά. Προκειμένου να μεταφερθούν τα παραπάνω σε ένα πραγματικό σύστημα, ως τελικό βήμα, παρασκευάστηκε ένα τριαδικό σύστημα που περιείχε πράσινο τσάι, κόμμι γκουάρ και ανθρώπινο σίελο. Τα συστήματα αυτά μελετήθηκαν στην αρχική τιμή pH τους ,κοντά στο 7 με χρήση φασματομετρικών και ρεολογικών δοκιμών καθώς και με χρωματογραφία χάρτου. Το πράσινο τσάι προκάλεσε καθίζηση στα σωματίδια του σιέλου, φαινόμενο που σχετίζεται με την προσλαμβανόμενη αίσθηση του στιφού. Η προσθήκη του κόμμεος γκουάρ οδήγησε σε πιο σταθερά συστήματα και αύξησε το εκτατικό ιξώδες. Σύμφωνα με τις χρωματογραφίκες μεθόδους, ο σίελος παρουσιάζει έναν διφασικό χαρακτήρα επιδεικνύοντας την ύπαρξη μεγάλων και μικρών σωματιδίων στο υγρό. Η συνύπαρξη του πράσινου τσαγιού και του σιέλου ενέτεινε την δημιουργία σύνθετων σωματιδίων τα όποια καθίζαναν γρήγορα. Η προθήκη κόμμεος γκουάρ, δημιούργησε μεγαλύτερα σωματίδια και σταθερότερα συστήματα τα οποία μπορεί να βοηθήσουν στη μείωση αίσθησης του στιφού καθώς μειώνουν την καθίζηση των σωματιδίων. Η παρούσα διατριβή υποδεικνύει ότι όταν η βλεννίνη (ή ο ανθρώπινος σίελος) αναμιγνύεται με συστήματα που περιέχουν υδροκολλοειδή, επηρεάζει τη σταθερότητα τους και κατά συνέπεια την εκτατική και τη διατμητική τους ρεολογία άρα και την προσλαμβανόμενη υφή. Η προσθήκη φαινολικών οξέων όπως το γαλλικό μπορεί να δυναμώσει το πολυσακχαριτικό δίκτυο κάνοντας το σύστημα πιο σταθερό, η δράση του όμως εξαρτάται από το pH και τη συγκέντρωση του γαλλικού οξέος, ενώ η προσθήκη καφεϊκού δεν επέφερε αλλαγές στο σύστημα. Τα παραπάνω δημιουργούν ένα αφήγημα από κάτω προς τα πάνω των αλληλεπιδράσεων μεταξύ δομικών (υδροκολλοειδή) και λειτουργικών συστατικών (πολυφαινόλες) των τροφίμων με τον βασικό πληθυσμό του σιέλου (βλεννίνες) μέσω μεσοσκοπικών φαινομένων (διαχωρισμός φάσης, συσσωμάτωση) και μακροσκοπικών (σταθερότητα, ρεολογία). Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν τα σημεία όπου τα συστατικά του σιέλου αλλάζουν τη συμπεριφορά των συστατικών του τροφίμου, οδηγώντας σε ερμηνεία φαινομένων όπως η αίσθηση του στυφού και δίνοντας κατευθυντήριες για την δημιουργία υποκατάστατων σιέλου.