Ανάπτυξη βιοκαταλυτικών διεργασιών για τη τροποποίηση βιοπολυμερών με βιοδραστικές ενώσεις

Απλή σελίδα τεκμηρίου
dc.contributor.authorΤσαπάρα, Γεωργίαel
dc.contributor.authorTsapara, Georgiaen
dc.date.accessioned2023-06-22T15:31:05Z
dc.date.available2023-06-22T15:31:05Z
dc.identifier.urihttps://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/32890
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.12691
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States*
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectΧιτοζάνηel
dc.subjectΚυτταρίνηel
dc.subjectΖελατίνηel
dc.subjectΛακκάσηel
dc.subjectΦερουλικό οξύel
dc.subjectΕλλαγικό οξύel
dc.subjectΛουτεολίνηel
dc.subjectΥδροξυτυροσόληel
dc.subjectΑντιοξειδωτική δράσηel
dc.subjectΑντιμικροβιακή δράσηel
dc.subjectChitosanen
dc.subjectcelluloseen
dc.subjectGelatinen
dc.subjectLaccaseen
dc.subjectFerulic aciden
dc.subjectEllagic aciden
dc.subjectLuteolinen
dc.subjectHydroxytyrosolen
dc.subjectAntioxidant activityen
dc.subjectAntimicrobial activityen
dc.titleΑνάπτυξη βιοκαταλυτικών διεργασιών για τη τροποποίηση βιοπολυμερών με βιοδραστικές ενώσειςel
dc.titleDevelopment of biocatalytic processes for the modification of biopolymers with bioactive compoundsen
dc.typemasterThesisen
heal.abstractΣκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη βιοκαταλυτικών διεργασιών για την τροποποίηση διαφόρων βιοπολυμερών με βιοδραστικές ενώσεις και τη δημιουργία καινοτόμων υλικών με βελτιωμένες ιδιότητες που μπορούν να αξιοποιηθούν σε βιοϊατρικές εφαρμογές, όπως η μηχανική ιστών, η επούλωση πληγών και η μεταφορά βιοδραστικών ενώσεων. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας μελετήθηκε η δυνατότητα ενζυμικής τροποποίησης των βιοπολυμερών χιτοζάνη, καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη και ενός υβριδικού πολυμερούς ζελατίνης/χιτοζάνης. Οι ενώσεις που επιλέχθηκαν για την τροποποίηση αυτών των βιοπολυμερών ανήκουν στην κατηγορία των φαινολικών ενώσεων και περιλαμβάνουν το φερουλικό οξύ, την υδροξυτυροσόλη, το ελλαγικό οξύ και τη λουτεολίνη. Επίσης, διερευνήθηκε η δυνατότητα τροποποίησης των βιοπολυμερών με εκχυλίσματα φυσικής προέλευσης, όπως το εκχύλισμα φύλλων ελιάς το οποίο χαρακτηρίζεται από πληθώρα ευεργετικών ιδιοτήτων για την ανθρώπινη υγεία. Το συγκεκριμένο εκχύλισμα επίσης τροποποιήθηκε ενζυμικά για τον εμπλουτισμό του σε υδροξυτυροσόλη, ένα από τα ισχυρότερα αντιοξειδωτικά φυσικής προέλευσης. Η τροποποίηση των βιοπολυμερών πραγματοποιήθηκε ενζυμικά μέσω της λακάσης από τον μικροοργανισμό Agaricus bisporous. Κατά την ενζυμική τροποποίηση, οι φαινολικές ενώσεις οξειδώνονται και τα παραγόμενα προϊόντα αναδιατάσσονται σε υψηλής δραστικότητας κινόνες, οι οποίες σε ένα μετέπειτα μη ενζυμικό βήμα μπορούν να συνδεθούν με τις χαρακτηριστικές ομάδες των βιοπολυμερών, όπως οι υδροξυλομάδες και αμινομάδες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα βιοπολυμερή μπορούν να τροποποιηθούν επιτυχώς με όλες τις βιοδραστικές ενώσεις και το τροποποιημένο εκχύλισμα φύλλων ελιάς, με υψηλό ποσοστό σύνδεσης στις περισσότερες περιπτώσεις, το οποίο ποσοτικοποιήθηκε με τη μέθοδο προσδιορισμού φαινολικών ενώσεων folin-ciocalteu. Η πορεία των ενζυμικών αντιδράσεων τροποποίησης των βιοπολυμερών παρακολουθήθηκε μέσω φασματοσκοπίας ορατού-υπεριώδους. Επίσης, πραγματοποιήθηκαν δομικές μελέτες φασματοσκοπίας ορατού-υπεριώδους και υπερύθρου στα φιλμ, όπου επιβεβαιώθηκε η σύνδεση των βιοδραστικών ενώσεων στα πολυμερή. Σε ένα επόμενο βήμα, μελετήθηκαν οι βιολογικές ιδιότητες των τροποποιημένων βιοπολυμερών έναντι των μη τροποποιημένων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα τροποποιημένα με τις βιοδραστικές ενώσεις βιοπολυμερή εμφάνισαν σημαντικά υψηλότερη αντιοξειδωτική δράση έναντι των μη τροποποιημένων, η οποία προσδιορίστηκε με το πρωτόκολλο του οξειδωμένου abts και τη μέθοδο dpph. Επιπροσθέτως, μελετήθηκε η αντιμικροβιακή δράση όλων των βιοπολυμερών έναντι του κατά gram- βακτηρίου, Escherichia coli, όπου όλα τα τροποποιημένα βιοπολυμερή έδειξαν σημαντική αντιβακτηριακή δράση έναντι του στελέχους. Συμπερασματικά, πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά συγκριτική μελέτη της ενζυμικής τροποποίησης διαφορετικών βιοπολυμερών με ποικίλες φαινολικές ενώσεις υψηλού βιοϊατρικού ενδιαφέροντος. Η ανάπτυξη τροποποιημένων βιοπολυμερών με εξαιρετικές βιολογικές δράσεις, αποτελεί έναυσμα για πλήθος εφαρμογών στο τομέα της βιοϊατρικής.el
heal.abstractThe aim of the present diploma thesis is associated with the development of biocatalytic processes for the modification of biopolymers with bioactive compounds and the development of innovative materials with improved properties that can be used in biomedical applications, such as tissue engineering, wound healing and drug delivery. In the present study, the possibility of enzymatic modification of the biopolymers chitosan, carboxymethyl cellulose and a hybrid gelatin/chitosan polymer was investigated. The chosen compounds for the modification of the biopolymers belong to the cataegory of phenolic compounds, such as ferulic acid, hydroxytyrosol, ellagic acid and luteolin, which are characterized by strong bioactivity. Also, the possibility of the enzymatic modification of the above-mentioned biopolymers with plant-derived natural extracts that possess significant benefits for human health, such as olive leaf extract, was also investigated. Furthermore, the above-mentioned extract was enzymatically modified for its enrichment in hydroxytyrosol, one of the most powerful naturally derived antioxidants. The modification of the biopolymers was enzymatically mediated through laccase from Agaricus bisporous, that oxidizes the phenolic compounds to form reactive quinone methides that are subsequently grafted onto the free groups present in biopolymers. The results showed that all the biopolymers can be successfully modified with the bioactive compounds and the modified olive leaf extract, with high grafting efficiency in most cases, which was quantified by the Folin-Ciocalteu method. The reaction progress was monitored by UV-visible spectroscopy. Also, Uv-vis and attenuated total reflectance spectroscopy was applied for the structural characterization of the obtained films. In addition, the biological properties of the modified biopolymers were investigated and compared with the non-modified ones. The results showed that the functionalized biopolymers presented significantly higher antioxidant activity than the non-modified ones, which was determined according to the well-established abts and dpph protocols. In addition, the antimicrobial activity of the prepared films (modified and non-modified) was studied, and the results showed that the modified polymers exhibited strong antimicrobial activity against bacterial populations of Escherichia coli. In conclusion, a comparative study associated with the different biopolymers enzymatically modified with various phenolic compounds of biomedical interest was carried out for the first time. The development of modified biopolymers with excellent biological activities could promote their numerous applications in Biomedicine and in various fields.en
heal.academicPublisherΠανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείαςel
heal.academicPublisherIDuoiel
heal.accessfreeel
heal.advisorNameΣταμάτης, Χαράλαμποςel
heal.classificationΕνζυμική βιοτεχνολογίαel
heal.classificationEnzyme biotechnologyen
heal.committeeMemberNameΣταμάτης, Χαράλαμποςel
heal.committeeMemberNameΚαταπόδης, Πέτροςel
heal.committeeMemberNameΧατζηνικολάου, Δημήτριοςel
heal.dateAvailable2023-06-22T15:32:05Z
heal.fullTextAvailabilitytrue
heal.languageelel
heal.numberOfPages117 σ.el
heal.publicationDate2023-05
heal.recordProviderΠανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημώνel
heal.typemasterThesisel
heal.type.elΜεταπτυχιακή εργασίαel
heal.type.enMaster thesisen

Αρχεία

Πρωτότυπος φάκελος/πακέτο

Προβολή: 1 - 1 of 1
Μικρογραφία εικόνας
Ονομα:
Μ.Ε. Τσαπάρα Γεωργία (2023).pdf
Μέγεθος:
3.55 MB
Μορφότυπο:
Adobe Portable Document Format
Περιγραφή:
Κατεβάστε

Φάκελος/Πακέτο αδειών

Προβολή: 1 - 1 of 1
Μικρογραφία εικόνας
Ονομα:
license.txt
Μέγεθος:
3.22 KB
Μορφότυπο:
Item-specific license agreed upon to submission
Περιγραφή:
Κατεβάστε

Συλλογές

Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΧΗΜ