Μέλι ερείκης: Φασματοσκοπική μελέτη (FTIR, Raman) μελέτη των φαινολικών συστατικών και του πτητικού κλάσματος παραληφθέντος με την τεχνική της μικροεκχύλισης στερεάς φάσης

Abstract

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετήθηκε το μέλι ερείκης ελληνικής προέλευσης. Αντικείμενο μελέτης είναι η βελτιστοποίηση της εκχύλισης χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία επιφανειακής απόκρισης (RSM) και παραλαβή του πτητικού κλάσματος με την τεχνική της μικροεκχύλισης στερεάς φάσης (SPME) και μελέτη του με την τεχνική της αέριας χρωματογραφίας συζευγμένης με φασματόμετρο μαζών (GC-MS). Επιπλέον, η παραλαβή με την εκχύλιση στερεάς φάσης (SPE) και χρωματογραφική μελέτη των φαινολικών ενώσεων με την τεχνική της Υγρής Χρωματογραφίας Υψηλής Πίεσης (LC/Q-TOF MS) και η φασματοσκοπική μελέτη (FT-IR, Raman) για τον γρήγορο προσδιορισμό βασικών συστατικών. Τα κύρια συστατικά που παρελήφθησαν από τυχαίο δείγμα μελιού ερείκης με την τεχνική SPME και αναλύθηκαν με GC-MS, ήταν ο 4-μεθοξυβενζοϊκός αιθυλεστέρας, η βενζαλδεϋδη, η 4-μεθοξυβενζαλδεϋδη, η 3,5,5-τριμεθυλοκυκλοεξ-2-εν-1-όνη (α-Ισοφορόνη), η 2,6,6-τριμεθυλκυκλοεξ-2-εν-1,4-διόνη, η (Ε)-1,6,6-τριμεθυλ-7-(3-οξοβουτ-1-εν-1-υλ)-3,8-διοξατρικυκλο[5.1.0.0 (2,4)]οκταν-5-όνη, το 1,1,5-τριμεθυλο-1,2-διυδροναφθαλίνιο, η 2,6,6-τριμεθυλοκυκλοεξα-1,3-διεν-1-καρβαλδεϋδη (σαφρανάλη) και η (Ε)-1-(2,6,6-τριμεθυλοκυκλοεξα-1,3-διεν-1-υλο)βουτ-2-εν-1-όνη (δαμασκηνόνη). Για την βελτιστοποίηση της παραλαβής αυτών, από τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων οι βέλτιστες πειραματικές συνθήκες ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη απόδοση στην παραλαβή του πτητικού κλάσματος είναι: η θερμοκρασία στους 60 °C, ο χρόνος εξισορρόπησης στα 30 min, ο χρόνος εκχύλισης στα 15 min, η ταχύτητα του μαγνητικού αναδευτήρα στα 100 rpm, ο όγκος δείγματος προς εκχύλιση στα 6 mL και η αναλογία νερό:μέλι η 1:3 v/m. Τα φαινολικά συστατικά που ταυτοποιήθηκαν και χαρακτηρίζουν τα μέλια ερείκης ήταν κυρίως το καφεϊκό οξύ, το 4-υδροξυ-3,5-διμεθοξυβενζοϊκός μεθυλεστέρας και το αμπσισικό οξύ. Πληροφορίες σχετικά με τις λειτουργικές ομάδες και για τον σκελετό των μορίων παρείχε η φασματοσκοπική μελέτη (FT-IR, Raman), δηλαδή για τα σάκχαρα, το νερό, τα αμινοξέα, τα οργανικά οξέα και τα φαινολικά συστατικά που υπάρχουν στο μέλι ερείκης.

In the present master's thesis, the heather honey of Greek origin was studied. The object of the study is the optimization of the extraction using the Response Surface Methodology (RSM) and the isolation of the of the volatile fraction with the technique of solid phase microextraction (SPME) and its study with the technique of gas chromatography coupled with a mass spectrometer (GC-MS). Furthermore, the isolation with solid phase extraction (SPE) and the chromatographic study of phenolic compounds using the Health High Pressure Chromatography (LC/Q-TOF MS) technique and the spectroscopic study (FT-IR, Raman) for the rapid identification of key components. The main components obtained from a random sample of heather honey by the SPME technique and analyzed by GC-MS were ethyl 4-methoxybenzoate, benzaldehyde, 4-methoxybenzaldehyde, 3,5,5-trimethylcyclohex-2-en-1-one (α-Isophorone), 2,6,6-trimethylcyclohex-2-ene-1,4-dione, (E)-1,6,6-trimethyl-7-(3-oxobut-1-en-1-yl)-3,8-dioxatricyclo[5.1.0.0(2,4)]octan-5-one, 1,1,5-trimethyl-1,2-dihydronaphthalene, 2,6,6-trimethylcyclohexa-1,3-diene-1-carbaldehyde (Safranal) and (E)-1-(2,6,6-trimethylcyclohexa-1,3-dien-1-yl)but-2-en-1-one (Damascenone). In order to optimize the obtainment of the above, after the statistical analysis of the results the best experimental developments to achieve the maximum efficiency are: the temperature at 60 °C, the equilibration time at 30 min, the extraction time at 15 min , the speed of the magnetic stirrer at 100 rpm, the volume of sample to be extracted at 6 mL and the ratio of water: honey 1: 3. The phenolic constituents identified and characterizing heather honey were mainly caffeic acid, methyl syringate and abscisic acid. Information about the functional groups and the skeleton of the molecules was provided by the spectroscopic study (FT-IR, Raman), ie for the sugars, water, amino acids, organic acids and apparent components present in the heather honey.