Μελέτη δράσης φυσικών αντιοξειδωτικών σε συστήματα τροφίμων και σε ενεργό ή βρώσιμη συσκευασία

Abstract

In this doctoral thesis, the antioxidant capacity of certain aromatic plants was examined. The studied aromatic plants were thyme (Thymus capitatus), oregano (Origanum vulgare hirtum), savory (Satureja thymbra) and rosemary (Rosmarinus officinalis). Two chemotypes of oregano, rich in carvacrol and rich in carvacrol and thymol, were used to identify the differences between them. The extraction and identification of the antioxidant components of the plants were carried out with ethyl acetate and ethanol. In mixed chemotype of oregano and rosemary, their phenolic components were also extracted directly with ethanol in order to assess the possibility to obtain antioxidants directly with one extraction. The plants before extraction were dried at room temperature and subjected to hydro-distillation to remove essential oils. The aim was to exploit the deodorized plant mass, as it is a source of phenolic compounds but is a by-product of the essential oil manufacturing industry. The solvents used to extract the antioxidant components were chosen to be food grade and to separate polar and nonpolar plant components. The extracts were analyzed by liquid chromatography.Ethanol extracts are rich in polar phenolic components, such as rosmarinic acid and flavonoid glycosides. On the other hand, ethyl acetate extracts are rich in non polar phenolic compounds such as flavonoid aglycones. Rosmarinic acid was detected in all the tested extracts. Its content, however, varies significantly, with savory showing the highest concentration of rosmarinic acid in ethanol extract (129.11 mg/g dry extract), followed by the ethanol extract of carvacrol-rich oregano (116.17 mg/g dry extract). All the other extracts have lower rosmarinic acid values, with the lowest found in the ethyl acetate extract from thyme (12.98 mg/g dry extract). It is observed that ethanol extracts are richer in rosmarinic acid than ethyl acetate extracts for all the studied aromatic plants.Carvacrol and its isomer, thymol were detected in the studied aromatic plants. These compounds are components of the essential oils of aromatic plants, but the plant mass that remains as waste after the hydro-distillation of the essential oils, and was used for the preparation of the extracts, contains significant amount of these two substances. Specifically, carvacrol was detected in the ethyl acetate extracts, with thyme having the highest concentration (176.34 mg/g dry extract) and savory the lowest (16.99 mg/g dry extract). The total ethanolic extract of oregano of the mixed chemotype also showed a low value (25.45 mg/g of dry extract). On the other hand, oregano of mixed chemotype contains thymol.Flavonoids, such as taxifolin, dihydrokaempferol, eriodictyol and naringenin, were detected in ethyl acetate extracts of aromatic plants and identified with reference standards. Savory showed the highest content of all the abone mentioned flavonoids, while thyme showed the lowest.Rosmarinic acid was the major phenolic acid in all savory extracts, followed by salvianolic acid A and lithospermic acid. Salvianolic acid A was identified only in Satureja thymbra extracts. Caffeic acid was detected in small amounts in the aqueous and ethanolic extract of the plant.The extracts were incorporated in vegetable oils to investigate their ability to inhibit oxidation. The oils used were corn oil and palm oil. More specifically, all extracts of the mixed oregano chemotype (ethyl acetate, ethanolic and total ethanolic extract) were incorpotated in corn oil to compare each other. The oxidation of pure corn oil and enriched oils was carried out at 70 ⁰C. Peroxide value (PV) and conjugated dienes and trienes were measured. The primary oxidation products of all oil samples were observed over a period of 20 days. Ethanol extracts do not show antioxidant protection, as the oxidation rate of the samples enriched with them, coincides with that of pure corn oil, based on the measurement of the peroxide value. This behavior is probably due to the inability of ethanolic extracts to integrate well into the oil. In particular, their polar components do not dissolve in oils, and in general in high-fat food products, as the non-polar compounds.Ethyl acetate extract of oregano provided antioxidant activity and was able to prolong the incubation period of the enriched oil by 1.5 days compared to the pure oil. Linear regression of peroxide value of the oil samples in the accelerated oxidation period was estimated, following pseudo-zero-order kinetics. The constant rate (k) of peroxide value of the enriched oil samples do not show significant differences from the corresponding value of the pure oil, which proves that the extracts were not able to inhibit the production of primary oxidation products. In particular, the pure corn oil shows oxidation rate equal to (7.50 ± 0.16) days-1, while the oil containing the ethyl acetate extract, which showed one of the lowest oxidation rates, shows an oxidation rate equal to (7.27 ± 0.04) days-1. The increase of conjugated dienes appears to be similar to that of peroxides, confirming the above mentioned conclusions.Ethyl acetate extracts from thyme and carvacrol-rich oregano were incorporated in corn oil, in order to study their effectiveness against oil oxidation. The rate constants (k) of the accelerated oxidation period of the enriched oil samples did not show significant differences from the pure corn oil, which proves that the extracts were not able to inhibit the production of primary oxidation products.Ethyl acetate extracts of the same plants (thyme and the two types of oregano) as well as Satureja thymbra (savory), were incorporated in palm oil in order to observe any differences or similarities of their antioxidant activity in a different vagetble oil. All extracts showed better antioxidant protection of palm oil, than in corn oil, both by prolonging its incubation period and by reducing the rate constant of peroxides, during the accelerated oxidation period. In order to compare the antioxidant activity of the extracts during the accelerated oxidation period, the Protection parameter (P) was determined. Protection parameter (P) expresses the % reduction of the hydroperoxide formation, in terms of the pure oil hydroperoxide formation. Comparing the Protection (P) values, it is concluded that the extracts of the Satureja thymbra and mixed chemotype of oregano showed the best protection against oxidation, while the other extracts showed satisfactory antioxidant protection, reducing the oxidation rate by ≥ 30%.Choosing palm oil, in which the best antioxidant activity of the extracts appeared and distinguishing savory (Satureja thymbra) that offered the best antioxiadant protection in the previous oxidation tests, the effect of its extracts on the oxidation of oil-in-water emulsions was studied. The studied extracts were ethyl acetate, ethanol and the aqueous extract obtained after hydro-distillation of the plant. Both aqueous and ethanol extracts of the plant reduced the increase of primary oxidation products in the emulsions compared to the non-enriched emulsions. The emulsion with ethyl acetate extract of the plant showed a similar increase of peroxide value as the emulsion without additive. The secondary oxidation products of the emulsions enriched with ethyl acetate and ethanol extracts of savory, as well as the emulsion without additive, remained low and only after 20 days of storage at 70 ⁰C showed an increasing trend, as determined by the p-anisidine method. The secondary oxidation products of th emulsion with the aqueous extract of the plant, increased significantly during storage. Sunflower oil is one of the most common oil widely consumed and used to prepare emulsions, such as mayonnaise and salad dressings. Ethyl acetate and ethanol extracts of savory were added to sunflower oil-in-water emulsions, while the aqueous extract of the plant was not incorporated, as it did not show good antioxidant activity in the previous oxidation tests of palm oil emulsions. Quercetin and rosmarinic acid were also added, in order to correlate the action of the extracts with their components. The aim of the present research was to investigate the antioxidant protection of the emulsions, to study the shelf life of quercetin, rosmarinic acid and the active compounds found in the extracts after encapsulation in the emulsions in order to ascertain whether the enrichment potentially leads to the preservation of the functional products. The oxidation of the emulsions was studied at three temperatures, 5, 25 and 40 ⁰C, in order to check their degradation at refrigerator, ambient temperature and under stress due to bad storage conditions. The dependence of oxidation rate on temperature was studied, through the Arrhenius equation.All antioxidant additives reduced the rate constant (k) of hydroperoxide formation, with the ethanol extract presenting the highest protection, followed by quercetin, ethyl acetate extract, and rosmarinic acid. No significant differences between the samples with different phenolic additives was observed at 5 ⁰C, while at higher temperatures the samples enriched with the ethanol extract or quercetin showed lower oxidation rates than those with the ethyl acetate extract or rosmarinic acid. Comparing the two pure compounds, quercetin presented significantly higher protection than rosmarinic acid, which can be attributed to the polarity of the acid, according to the polar paradox. Rosmarinic acid, as a polar compound, is distributed in the aqueous phase and cannot protect the oil from oxidation reactions, which take place mainly at the emulsion interface. Quercetin can be located in both aqueous and oily phases of the emulsion as well as at the droplet interface. Ethyl acetate extract is rich in non-polar compounds, such as flavonoids and flavonoid aglycones, which are soluble in the emulsion oily phase. Therefore, it is possible that these compounds are located inside the droplets of the dispersed phase of the emulsions and not at their interface. Free radicals are generated at the interface of the emulsion droplets and therefore the phenolic components of the ethyl acetate extract are not able to protect the emulsion oil from oxidation to the same extent as the ethanol extract. In contrast, ethanol extract of the plant, which is rich in polar phenolic components, such as phenolic acids and glycosides of flavonoids, located at the emulsion interface, was effective in reducing the increasing rate of primary oxidation products.Temperature affect the oxidation rate of sunflower oil-in-water emulsions with pure rosmarinic acid and with ethyl acetate extract. The lowest effect of temperature was observed for the samples with quercetin and ethanol extract. All the tested additives protect the emulsions at 5 ⁰C. Protection factors (P) decreased as the temperature increased, especially in the emulsions with rosmarinic acid. Protection (P) of 50% was achieved with the addition of ethanol extract and quercetin even at 40 ⁰C.Measurement of total phenolic components (TPC) of the emulsions indicate the fast loss of phenolic compounds in the emulsion treated with the ethyl acetate extract, which coincides with the higher oxidation rates of this emulsion. Furthermore, the effect of temperature on the reduction of total phenolic content was more pronounced in the emulsions enriched with ethyl acetate extract compared to those with ethanol extract, and the calculated activation energy values, according to the Arrhenius equation, were 27.20 kJ/mol and 19.30 kJ/mol, respectively. Rosmarinic acid was the main component reduced in emulsions containing both extracts, as determined by liquid chromatography, following first-order kinetics and the rate of consumption was concentration dependent. The reduction rate reduction of rosmarinic acid is higher in the emulsion containing ethanol extract compared to the emulsion containing ethyl acetate extract. The reduction rate of quercetin in the emulsions was also examined by liquid chromatography. The results showed that quercetin concentrstion reduced significantly compared to other flavonoids of Satureja thymbra. The decrease of quercetin concentration followed first order kinetics and the reduction rates were 0.006, 0.010 and 0.014 days-1 at 5, 25 and 40 ⁰C, respectively. The reduction rates of quercetin are lower than those of rosmarinic acid. In fact quercetin is one of the most active flavonoid antioxidants, due to its structure, and consequently part of it is oxidized during storage, offering high antioxidant protection.In the next experiment, natural antioxidants were added to edible films for coating sea bream fillets. Sea bream has high commercial value and high content of polyunsaturated fatty acids. Extracts of Satureja thymbra (ethanol and ethyl acetate) were used as sources of natural antioxidants, in order to investigate their effectiveness in the coating technology and to study their interaction with a complex food. Essential oils of aromatic plants play an important role in the inhibition of microbial growth and it is interesting to investigate the possible inhibition of oxidation with the use of essential oil of Satureja thymbra in the coating solution. Specifically, 3 series of samples were prepared, in which the carboxy-methyl-cellulose (CMC) coating membrane contained one of the above fractions at a concentration of 500 mg GAE/L coating solution. Also, another 2 series of samples were prepared, one of which contained a combination of essential oil (2% v/v) and ethanol extract and the other a combination of essential oil (2% v/v) and ethyl acetate extract. All samples were stored at 0 ⁰C, to monitor their oxidation course. The peroxide values of CMC-coated samples without antioxidant additive were lower than those of the uncoated samples, indicating that edible coating itself provide protection against oxidation. Ethyl acetate extract of Satureja thymbra did not show antioxidant activity, while ethanol extract was effective in retarding the production of primary oxidation products. The incorporation of essential oil in edible coating solution retart the increase of peroxide value.Rosmarinus officinalis (rosemary), which is known for its antioxidant properties and is recognized by the European Union as a natural antioxidant, was studed as source of natural antioxidants. Extracts with different concentrations of rosemary ethanol extract were incorporated in edible coating films to protect smoked eel fillets from oxidation. The essential oil of Rosmarinus officinalis (0.2% v/v) was also icorporetad in edible coating solutions to investigate its antioxidant protection. The incorporation of savory ethyl acetate extract in the CMC edible coating solution did not show antioxidant activity, so only rosemary ethanol extract was studed in these smoked fish oxidation tests. Three series of experiment were prepared in which the coating film contained ethanol extract of rosemary at different concentrations of 200, 500 and 800 mg GAE / L coating solution, in order to find the optimal concentration for the antioxidant protection of the fish. In addition, two other sets of experiments were prepared, one of which contained a combination of the essential oil with the ethanol extract and the other contained only the essential oil. As the concentration of ethanol extract increased, the accumulation of hydroperoxides and conjugated dienes decreased and the best antioxidant protection found in the coating with the highest concentration, 800 mg GAE / L coating solution. The addition of rosemary essential oil to edible coating solution, its combination with the ethanol extract inhibit the formation of primary oxidation products. Both of the addition of essential oil and the combination of essential oil and ethanol extract protect smoked fish fillets against the formation of secondary oxidation products to a greater extent than the addition of ethanol extract at the lowest concentration.The effect of savory extracts on the oxidative stability of fried potato chips, when added to the frying oil, on the fried product or the packaging material, was studied. The frying oil was palm oil and 5 series of experiments were prepared. The first series involved potatoes, which were fried in palm oil enriched with ethyl acetate extract from savory. The same extract as well as the ethanol extract were sprayed at the surface of chips fried in pure palm oil or coated the packaging material of the chips. The addition of the extracts to the surface of the fried chips and to the frying oil reduced the formation of hydroperoxides compared to the samples without additive. Ethyl acetate extract added to the frying oil showed antioxidant activity better than the same extract when it was sprayed on the surface of the food, but similar to the ethanol extract sprayed at the product surface. Coating the packaging material with the natural antioxidants resulted in slower increase of primary oxidation products and therefore higher oxidation protection.Since the addition of natural antioxidants to the surface of the packaging material provided the best antioxidant protection, the active packaging of potato chips was further studied using the natural extracts of the dried Satureja thymbra as antioxidants. Three different concentrations of ethyl acetate and ethanol extracts were incorporated on the packaging material, 100, 200 and 300 mg GAE/m2. All concentrations of ethanol extract active packaging protect against oxidation the fried potato. The best antioxidant protection found at the concentration of 300 mg GAE/m2, which increased the incubation period 20 days and reduced the peroxide formation rate by 78.4%. The concentrations of 100 and 200 mg GAE/m2 of ethyl acetate extracts protect chips from oxidation, while the concentration of 300 mg GAE/m2 showed a pro-oxidant activity increasing the formation of peroxides by 7.44% in the accelerated oxidation period and reducing the incubation period by almost 10 days. The pro-oxidant activity of 300 mg GAE/m2 for the ethyl acetate extract can be attributed to pro-oxidant properties of the flavonoids which appear to be concentration-dependent. Results showed that migration of the antioxidants to the chips occurred mainly from the ethyl acetate extracts, which is attributed to the non-polar nature of both the extract and the food. After 55 days of storage, the sum of total phenolic content of the packaging and chips showed more than 50% consumption of antioxidant compounds for all the treatments.In conclusion, aromatic plants of Lamiaceae family are sources of natural antioxidants and can extend the shelf life of food products, preventing their oxidation. Ethyl acetate extracts of savory, thyme and two chemotypes of oregano were effective in protecting palm oil from oxidation. Their activity was not proportional to their total phenolic content. It depended on their phenolic composition. As the content of phenolic acids and other flavonoids increased, the antioxidant capacity of the extracts improved. High values of monophenols, and mainly carvacrol, had the opposite results. Incorporation of ethyl acetate and ethanol extracts of aromatic plants in corn oil did not provide antioxidant protection.Extracts of Satureja thymbra can be incorpotated in o/w emulsions and upgrade their nutritional profile. Total phenolic components of the emulsions decreased during storage, mainly due to the decrease of rosmarinic acid. In addition to enriching the emulsions in phenolic compounds, The extracts of savory offer protection against oxidation to the emulsion. At low temperatures (5 ⁰C) the extracts reduce the oxidation rate by 75-80%. Higher storage temperatures accelerate oxidation of the emulsions and resulted in lower protection factors and greater loss of phenolic compounds.Edible films and coatings enriched with natural antioxidants can protect fish and fish products from lipid oxidation. CMC coating present lower peroxide values of the product than without it. The incorporation of savorys’ ethanol extract to CMC coating solution reduce food oxidation. Ethyl acetate extract of savory did not offer antioxidant protection on fish. The essential oil of savory proved to be a strong antioxidant, providing similar antioxidant protection to that of ethanol extract.Primary (peroxide value, PV) and secondary oxidation products (p-anisidine value, p-AV) of fish, stored at 4 ºC and coated with CMC enriched with ethanol extract of rosemary, showed that natural antioxiadants can offer protection to food and food products from oxidation. CMC films with essential oil and without additive did not protect smoked eel filets from oxidation phenomena. As the concentration of ethanol extract increased in the coating solution, an increase in antioxidant protection was observed.Incorporation of Satureja thymbra extracts in the packaging material creating active packaging films, can delay oxidative degradation of fried potato chips to a greater extent, compared to the addition of the same extracts in the frying oil or directly on the fried product. The antioxidant properties of the extracts depend on their concentration in the packaging material. Pro-oxidant phenomena can be observed when the concentration of flavonoids exceeds certain levels.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάσθηκε η αντιοξειδωτική ικανότητα ορισμένων αρωματικών φυτών. Τα αρωματικά φυτά που μελετήθηκαν ήταν το θυμάρι (Τhymus capitatus), η ρίγανη (Origanum vulgare hirtum), το θρούμπι (Satureja thymbra) και το δεντρολίβανο (Rosmarinus officinalis). Ιδιαίτερα για τη ρίγανη, χρησιμοποιήθηκαν δύο χημειότυποι, ένας πλούσιος σε καρβακρόλη και ένας μεικτός με καρβακρόλη και θυμόλη, ώστε να εντοπιστούν τυχόν διαφορές. Για την παραλαβή και ταυτοποίηση των αντιοξειδωτικών συστατικών έγιναν διαδοχικές εκχυλίσεις των φυτών με οξικό αιθυλεστέρα και αιθανόλη. Στη ρίγανη μικτού χημειότυπου και στο δεντρολίβανο έγινε παραλαβή των φαινολικών τους συστατικών και απευθείας με αιθανόλη προκειμένου να εκτιμηθεί η δράση του εκχυλίσματος και επομένως η δυνατότητα παραλαβής αντιοξειδωτικών απ΄ευθείας με μία εκχύλιση. Τα φυτά πριν την εκχύλιση ξηράνθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου και υποβλήθηκαν σε υδροατμοαπόσταξη για την απομάκρυνση των αιθερίων ελαίων. Στόχος ήταν η εκμετάλλευση της αποσμημένης φυτόμαζας, καθώς είναι πηγή φαινολικών ενώσεων αλλά αποτελεί παραπροϊόν της βιομηχανίας παρασκευής αιθέριων ελαίων. Οι διαλύτες που χρησιμοποιήθηκαν για την εκχύλιση των αντιοξειδωτικών συστατικών επιλέχθηκαν ώστε να είναι ασφαλείς για τρόφιμα και να παραλάβουν χωριστά τα πολικά και τα μη πολικά συστατικών των φυτών. Τα εκχυλίσματα αναλύθηκαν με υγρή χρωματογραφία.Tα εκχυλίσματα αιθανόλης, εκχυλίζουν τα πιο πολικά φαινολικά συστατικά, όπως το ροσμαρινικό οξύ και τους γλυκοζίτες των φλαβονοειδών. Αντίστοιχα τα εκχυλίσματα του οξικού αιθυλεστέρα είναι πλούσια σε λιγότερο πολικά φαινολικά συστατικά όπως οι αγλυκόνες των φλαβονοειδών. Το ροσμαρινικό οξύ ανιχνεύθηκε σε όλα τα εκχυλίσματα που εξετάστηκαν. Η περιεκτικότητά του, ωστόσο, διαφοροποιείται σημαντικά, με το θρούμπι να εμφανίζει τη μέγιστη σύσταση στο αιθανολικό του εκχύλισμα (129.11 mg/g ξηρού εκχυλίσματος), ακολουθούμενο από το αιθανολικό και πάλι εκχύλισμα της ρίγανης πλούσιας σε καρβακρόλη (116.17 mg/g ξηρού εκχυλίσματος). Τα υπόλοιπα εκχυλίσματα βρέθηκε να έχουν χαμηλότερες τιμές ροσμαρινικού οξέος, με τη μικρότερη να εντοπίζεται στο εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα από το θυμάρι (12.98 mg/g ξηρού εκχυλίσματος). Γενικά, παρατηρείται για το κάθε αρωματικό φυτό πως τα αιθανολικά του εκχυλίσματα είναι πιο πλούσια σε ροσμαρινικό οξύ από τα αντίστοιχα του οξικού αιθυλεστέρα. Ένα άλλο συστατικό που ανιχνεύτηκε στα αρωματικά φυτά που εξετάστηκαν ήταν η καρβακρόλη και το ισομερές της, η θυμόλη. Οι ενώσεις αυτές αποτελούν συστατικά των αιθέριων ελαίων των αρωματικών φυτών, αλλά η φυτόμαζα που παραμένει ως απόβλητο μετά την απομόνωση των αιθέριων ελαίων, και χρησιμοποιήθηκε για την παρασκευή των εκχυλισμάτων της παρούσας διδακτορικής διατριβής, φαίνεται πως περιέχει αρκετά σημαντικές ποσότητες των δύο αυτών ουσιών. Συνεπώς, ο οξικός αιθυλεστέρας και η αιθανόλη εκχυλίζουν τις εναπομένουσες ποσότητες των δύο αυτών ουσιών από την απελαιωμένη φυτόμαζα. Συγκεκριμένα, η καρβακρόλη ανιχνεύθηκε στα εκχυλίσματα οξικού αιθυλεστέρα, με το θυμάρι να διαθέτει τη μεγαλύτερη σύσταση (176.34 mg/g ξηρού εκχυλίσματος) και το θρούμπι τη μικρότερη (16.99 mg/g ξηρού εκχυλίσματος). Το ολικό αιθανολικό εκχύλισμα τη ρίγανης του μικτού χημειότυπου παρουσίασε επίσης χαμηλή τιμή (25.45 mg/g ξηρού εκχυλίσματος). Από την άλλη μεριά, η ρίγανη μικτού χημειότυπου, όπως αποδεικνύει και το όνομά της, περιείχε και θυμόλη.Μερικά ακόμα φλαβονοειδή, όπως ταξιφολίνη, διυδροκαμπφερόλη, εριοδικτυόλη και ναρινγκενίνη, ανιχνεύθηκαν σε μικρές ποσότητες στα εκχυλίσματα οξικού αιθυλεστέρα των αρωματικών φυτών και ταυτοποιήθηκαν με βάση τα τα αντίστοιχα πρότυπα αναφοράς. Σημειώνεται πως το θρούμπι εμφάνισε αθροιστικά τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα ως προς αυτήν την κατηγορία των ενώσεων, ενώ το θυμάρι τη χαμηλότερη.Το ροσμαρινικό οξύ ήταν το κύριο φαινολικό οξύ σε όλα τα εκχυλίσματα από θρούμπι, ακολουθούμενο από το σαλβιανολικό οξύ Α και το λιθοσπερμικό οξύ. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός πως το σαλβιανολικό οξύ Α αποτελεί συστατικό μόνο του αρωματικού φυτού S. thymbra. Τέλος, το καφεϊκό οξύ ανιχνεύθηκε σε μικρές ποσότητες στο υδατικό και το αιθανολικό εκχύλισμα.Τα παρασκευασθέντα εκχυλίσματα ενσωματώθηκαν σε έλαια, ώστε να ερευνηθεί η ικανότητά τους ως προς την παρεμπόδιση της οξείδωσης. Τα έλαια που χρησιμοποιήθηκαν ήταν αραβοσιτέλαιο και φοινικέλαιο. Πιο συγκεκριμένα, για το αραβοσιτέλαιο εξετάστηκαν όλα τα εκχυλίσματα του μικτού χημειότυπου της ρίγανης (οξικού αιθυλεστέρα, αιθανολικό και ολικό αιθανολικό εκχύλισμα) ώστε να συγκριθούν μεταξύ τους. Η πορεία της οξείδωσης του καθαρού αραβοσιτέλαιου και των εμπλουτισμένων ελαίων παρακολουθήθηκε στους 70 ⁰C με τον προσδιορισμό του αριθμού υπεροξειδίων και των συζυγών διενίων και τριενίων. Παρατηρήθηκε αύξηση των πρωτογενών αυτών προϊόντων οξείδωσης όλων των δειγμάτων ελαίου, για χρονικό διάστημα περίπου 20 ημερών. Τα αιθανολικά εκχυλίσματα δεν φαίνεται να ήταν αποτελεσματικά, καθώς η πορεία οξείδωσης των εμπλουτισμένων με αυτά δειγμάτων, με βάση τη μέτρηση του αριθμού υπεροξειδίων, σχεδόν συμπίπτει με εκείνη του καθαρού αραβοσιτέλαιου. Η συμπεριφορά τους αυτή πιθανώς οφείλεται στην αδυναμία των αιθανολικών εκχυλισμάτων για καλή ενσωμάτωσή τους στο έλαιο. Συγκεκριμένα, τα πολικά συστατικά που περιέχουν δεν διαλύονται εύκολα σε έλαια, και γενικά σε υψηλής λιποπεριεκτικότητας τρόφιμα, σε τόσο ικανοποιητικό βαθμό όσο οι μη πολικές ενώσεις.Το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα της ρίγανης παρείχε καλύτερη αντιοξειδωτική δράση. Κατάφερε να επιμηκύνει το χρόνο επώασης του εμπλουτισμένου ελαίου κατά 1.5 περίπου ημέρες σε σύγκριση με το καθαρό έλαιο. Όσον αφορά στην περίοδο επιταχυνόμενης οξείδωσης, ο αριθμός υπεροξειδίων των δειγμάτων ελαίου αυξάνεται σχεδόν γραμμικά με το χρόνο, ακολουθώντας κινητική ψευδο-μηδενικής τάξης. Για το λόγο αυτό, προσδιορίσθηκε η εξίσωση της ευθείας που προσεγγίζει πιο ικανοποιητικά τη συμπεριφορά του κάθε ελαίου κατά την περιόδο της επιταγχυνόμενης οξείδωσής τους. Οι τιμές της σταθεράς του ρυθμού αύξησης του αριθμού υπεροξειδίων (k) των εμπλουτισμένων ελαιοδιαλυμάτων δεν παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές από την αντίστοιχη τιμή του καθαρού ελαίου, γεγονός που αποδεικνύει ότι τα εκχυλίσματα δεν ήταν ικανά να εμποδίσουν σε μεγάλο βαθμό την παραγωγή πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης. Συγκεκριμένα, το μη εμπλουτισμένο αραβοσιτέλαιο εμφανίζει ρυθμό οξείδωσης ίσο με (7.50 ± 0.16) days-1, ενώ το έλαιο που περιέχει το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα, το οποίο έδειξε έναν από τους μικρότερους ρυθμούς οξείδωσης, παρουσιάζει αντίστοιχη τιμή ίση με (7.27 ± 0.04) days-1. Η αύξηση του ρυθμού παραγωγής των συζυγών διενίων φαίνεται να είναι παρόμοια με εκείνη του αριθμού υπεροξειδίων, επιβεβαιώνοντας τα συμπεράσματα που προαναφέρθηκαν.Επιπλέον, στο αραβοσιτέλαιο μελετήθηκαν τα εκχυλίσματα οξικού αιθυλεστέρα από θυμάρι και από ρίγανη πλούσια σε καρβακρόλη, με σκοπό να κριθεί η αποτελεσματικότητα τους έναντι της οξείδωσης του ελαίου. Οι σταθερές του ρυθμού επιταχυνόμενης οξείδωσης (k) των εμπλουτισμένων ελαιοδιαλυμάτων δεν παρουσίασαν σημαντικές διαφορές από την αντίστοιχη τιμή του καθαρού ελαίου, γεγονός που αποδεικνύει ότι τα εκχυλίσματα δεν ήταν ικανά να εμποδίσουν σε μεγάλο βαθμό την παραγωγή πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης.Όσον αφορά στο φοινικέλαιο, εξετάστηκε η δράση των εκχυλισμάτων οξικού αιθυλεστέρα των ίδιων φυτών (θυμαριού και των δύο χημειότυπων της ρίγανης) για να παρατηρηθούν τυχόν διαφορές ή ομοιότητες στην αντιοξειδωτική τους δράση σε μία άλλη λιπαρή ύλη, αλλά και της Satureja thymbra (θρούμπι). Όλα τα εκχυλίσματα παρεμπόδισαν την οξείδωση του φοινικέλαιου, πολύ πιο ικανοποιητικά από ότι του αραβοσιτέλαιου, τόσο παρατείνοντας το χρόνο επώασής του όσο και μειώνοντας το ρυθμό αύξησης των υπεροξειδίων, κατά την περίοδο της επιταχυνόμενης οξείδωσής του. H σύγκριση της αντιοξειδωτικής δράσης των εκχυλισμάτων κατά την περίοδο επιταχυνόμενης οξείδωσης προσδιορίστηκε με την παράμετρο Προστασίας (P), η οποία εκφράζει την % μείωση της σταθεράς σχηματισμού υδροϋπεροξειδίων, ως προς τη σταθερά του καθαρού ελαίου. Συγκρίνοντας τις τιμές Προστασίας (P) συμπεραίνεται πως τα εκχυλίσματα του φυτού Satureja thymbra και της ρίγανης μικτού χημειότυπου παρουσίασαν την καλύτερη προστασία έναντι της οξείδωσης, ενώ και τα άλλα εκχυλίσματα έδειξαν ικανοποιητική αντιοξειδωτική προστασία, μειώνοντας το ρυθμό οξείδωσης κατά ≥ 30%.Στη συνέχεια, επιλέγοντας το φοινικέλαιο, στο οποίο εμφανίστηκε η καλύτερη αντιοξειδωτική δράση των εκχυλισμάτων και διακρίνοντας το θρούμπι (S. thymbra) που προσέφερε θετικά αποτελέσματα στις προηγούμενες δοκιμές οξείδωσης, μελετήθηκε η επίδραση των εκχυλισμάτων του στην οξείδωση γαλακτωμάτων τύπου έλαιο σε νερό. Χρησιμοποιήθηκαν το υδατικό εκχύλισμα που προέκυψε μετά την υδροατμοαπόσταξη του φυτού, το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα και το αιθανολικό του εκχύλισμα. Tόσο το υδατικό, όσο και το αιθανολικό εκχύλισμα του αρωματικού φυτού μείωσαν τον ρυθμό αύξησης των πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης στα γαλακτώματα σε σύγκριση με τα μη εμπλουτισμένα γαλακτώματα. Το γαλάκτωμα με το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα του φυτού παρουσίασε παρόμοιο ρυθμό αύξησης των υδροϋπεροξειδίων με το γαλάκτωμα χωρίς πρόσθετο. Τα δευτερογενή προϊόντα οξείδωσης των εμπλουτισμένων γαλακτωμάτων με το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα και το αιθανολικό εκχύλισμα από θρούμπι, όπως και του γαλακτώματος χωρίς πρόσθετο, όπως προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο του αριθμού της p-ανισιδίνης, παρέμειναν χαμηλά σε όλη τη διάρκεια της οξείδωσης και εμφάνισαν μία τάση αύξησης μετά από περίπου 20 ημέρες αποθήκευσης στους 70 ⁰C. Εξαίρεση αποτέλεσε το γαλάκτωμα με το υδατικό εκχύλισμα του φυτού, για το οποίο παρατηρήθηκε αύξηση του ρυθμού παραγωγής δευτερογενών προϊόντων οξείδωσης. Ακολούθως, παρασκευάστηκαν γαλακτώματα στα οποία χρησιμοποιήθηκε το ηλιέλαιο ως λιπαρή ύλη, το οποίο είναι από τα συνηθέστερα έλαια που χρησιμοποιούνται σε ευρέως καταναλισκόμενα γαλακτώματα, όπως μαγιονέζα και σάλτσες για σαλάτα. Στα γαλακτώματα προστέθηκαν εκχυλίσματα οξικού αιθυλεστέρα και αιθανόλης από το θρούμπι, ενώ το υδατικό εκχύλισμα του φυτού δεν χρησιμοποιήθηκε καθώς δεν έδειξε καλή δράση στις προηγούμενες δοκιμές οξείδωσης των γαλακτωμάτων φοινικέλαιου. Επίσης προστέθηκαν οι πρότυπες φαινολικές ενώσεις, κερκετίνη και ροσμαρινικό οξύ, ώστε να συσχετισθεί η δράση των εκχυλισμάτων με τα συστατικά τους. Στόχος της παρούσας έρευνας ήταν, επιπλέον της αντιοξειδωτικής προστασίας των γαλακτωμάτων, να προσδιορισθεί τόσο για τις πρότυπες ενώσεις όσο και για τις δραστικές ενώσεις που εντοπίζονται στα εκχυλίσματα η διάρκεια ζωής μετά τον εγκλεισμό στα γαλακτώματα ώστε να εξακριβωθεί αν ο εμπλουτισμός οδηγεί δυνητικά σε διατήρηση των λειτουργικών προϊόντων. Η οξείδωση των γαλακτωμάτων μελετήθηκε σε τρεις θερμοκρασίες, 5, 25 και 40 ⁰C, ώστε να ελεγχθεί η υποβάθμισή τους σε θερμοκρασία ψυγείου, περιβάλλοντος και σε καταπόνηση λόγω κακής χρήσης. Μέσω της εξίσωσης του Arrhenius μελετήθηκε η εξάρτηση του ρυθμού οξείδωσής τους από τη θερμοκρασία.Όλα τα αντιοξειδωτικά πρόσθετα μείωσαν το ρυθμό σχηματισμού υδροϋπεροξειδίων, με το αιθανολικό εκχύλισμα να παρέχει την υψηλότερη προστασία, ακολουθούμενο από την καθαρή κερκετίνη, το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα και το ροσμαρινικό οξύ. Καμία σημαντική διαφορά μεταξύ των δειγμάτων με διαφορετικά φαινολικά πρόσθετα δεν παρατηρήθηκε στους 5 C, ενώ σε υψηλότερες θερμοκρασίες τα εμπλουτισμένα δείγματα με το αιθανολικό εκχύλισμα ή την κερκετίνη παρουσίασαν χαμηλότερους ρυθμούς οξείδωσης από εκείνα με το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα ή το ροσμαρινικό οξύ. Συγκρίνοντας τις δύο καθαρές ενώσεις, φαίνεται ότι η κερκετίνη, προσέφερε σημαντικά υψηλότερη προστασία από το ροσμαρινικό οξύ, το οποίο μπορεί να αποδοθεί στην υψηλότερη πολικότητα του οξέος, σύμφωνα με το πολικό παράδοξο. Το ροσμαρινικό οξύ, ως πολική ένωση, κατανέμεται κατά προτίμηση στην υδατική φάση και δεν μπορεί να προστατεύσει το έλαιο από αντιδράσεις οξείδωσης, που λαμβάνουν χώρα κυρίως στη διεπιφάνεια του γαλακτώματος, σε αντίθεση με την κερκετίνη που μπορεί να εντοπιστεί τόσο στην υδατική και τη λιπαρή φάση του γαλακτώματος όσο και στη διεπιφάνεια των σταγονιδίων. To εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα είναι πλούσιο σε μη πολικές ενώσεις, όπως τα φλαβονοειδή και οι αγλυκόνες των φλαβονοειδών, οι οποίες είναι ευδιάλυτες στο έλαιο του γαλακτώματος. Επομένως, είναι πιθανό οι ενώσεις αυτές να εντοπίζονται στο εσωτερικό των σταγονιδίων της διεσπαρμένης φάσης των γαλακτωμάτων και όχι στη διεπιφάνεια αυτών. Οι ελεύθερες ρίζες δημιουργούνται στη διεπιφάνεια των σταγονιδίων του γαλακτώματος και συνεπώς τα φαινολικά συστατικά του εκχυλίσματος του οξικού αιθυλεστέρα δεν είναι ικανά να προστατέψουν το έλαιο του γαλακτώματος από την οξείδωση στον ίδιο βαθμό με το εκχύλισμα της αιθανόλης. Αντιθέτως, το αιθανολικό εκχύλισμα του φυτού, το οποίο είναι πλούσιο σε πιο πολικά φαινολικά συστατικά, όπως φαινολικά οξέα και γλυκοζίτες των φλαβονοειδών, που εντοπίζονται στη διεπιφάνεια του γαλακτώματος, ήταν αποτελεσματικό στη μείωση του ρυθμού αύξησης των πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης.Η αύξηση της θερμοκρασίας είχε μεγαλύτερη επίδραση στο ρυθμό οξείδωσης των γαλακτωμάτων ηλιέλαιου με το καθαρό ροσμαρινικό οξύ και με το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα. Η χαμηλότερη επίδραση από τη θερμοκρασία παρατηρήθηκε για τα δείγματα με την κερκετίνη και με το αιθανολικό εκχύλισμα. Όλα τα αντιοξειδωτικά πρόσθετα που εξετάστηκαν προστάτευσαν αποτελεσματικά τα γαλακτώματα στους 5 ⁰C, ενώ φαίνεται πως οι παράγοντες προστασίας (P) μειώθηκαν σημαντικά με αύξηση της θερμοκρασίας, ειδικά στην περίπτωση της προσθήκης του ροσμαρινικού οξέος. Προστασία (P) της τάξης του 50% επιτεύχθηκε με την προσθήκη του αιθανολικού εκχυλίσματος και της κερκετίνης ακόμα και στους 40 ⁰C.Τα αποτελέσματα από τη μέτρηση των ολικών φαινολικών συστατικών (TPC) των γαλακτωμάτων υποδεικνύουν την ταχύτερη απώλεια φαινολικών ενώσεων στο γαλάκτωμα που έχει υποστεί επεξεργασία με το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα, η οποία συμπίπτει με τους υψηλότερους ρυθμούς οξείδωσης του γαλακτώματος αυτού. Επιπλέον, η επίδραση της θερμοκρασίας στη μείωση του ολικού φαινολικού περιεχομένου ήταν πιο έντονη στα γαλακτώματα που είχαν εμπλουτισθεί με το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα σε σύγκριση με εκείνα με το αιθανολικό εκχύλισμα, και οι υπολογισμένες τιμές ενέργειας ενεργοποίησης, σύμφωνα με την εξίσωση Arrhenius, ήταν 27.20 kJ/mol και 19.30 kJ/mol, αντίστοιχα. Ανάλυση των φαινολικών συστατικών με υγρή χρωματογραφία αποκάλυψε ότι το ροσμαρινικό οξύ ήταν το κύριο συστατικό που μειώθηκε στα γαλακτώματα που περιείχαν και τα δύο εκχυλίσματα ακολουθώντας κινητική πρώτης τάξης και επομένως ο ρυθμός κατανάλωσής του εξαρτάται κυρίως από τη συγκέντρωση. Eπομένως ο ρυθμός μείωσης του ροσμαρινικού οξέος είναι πολύ μεγαλύτερος στο γαλάκτωμα που περιέχει αιθανολικό εκχύλισμα σε σύγκριση με το γαλάκτωμα που περιέχει εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα. Η μεταβολή της συγκέντρωσης της κερκετίνης στα γαλακτώματα που εμπλουτίστηκαν με αυτή την πρότυπη ουσία, εξετάστηκε επίσης με υγρή χρωματογραφία. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η κερκετίνη μειώθηκε σε σημαντικό ποσοστό σε σύγκριση με τα φλαβονοειδή του αρωματικού φυτού S. thymbra. Η προσαρμογή των δεδομένων της υπολειπόμενης κερκετίνης ακολούθησε κινητική πρώτης τάξης και οι ρυθμοί μείωσης ανήλθαν σε 0.006, 0.010 και 0.014 days-1, στους 5, 25 και 40 ⁰C, αντίστοιχα. Αξιοσημείωτο είναι ότι οι ρυθμοί μείωσης της κερκετίνης είναι μία τάξη μεγέθους χαμηλότεροι από εκείνους του ροσμαρινικού οξέος. Στην πραγματικότητα η κερκετίνη είναι ένα από τα πιο ενεργά φλαβονοειδή αντιοξειδωτικά, λόγω της δομής της, και κατά συνέπεια μέρος της οξειδώνεται κατά την αποθήκευση των γαλακτωμάτων, προσφέροντας υψηλή αντιοξειδωτική προστασία.Στη συνέχεια, η μελέτη της παρούσας διδακτορικής διατριβής στράφηκε στη δράση των φυσικών αντιοξειδωτικών κατά την προσθήκη τους σε εδώδιμες μεμβράνες για την επικάλυψη φιλέτων τσιπούρας. Η τσιπούρα είναι ψάρι υψηλής εμπορικής αξίας με υψηλή περιεκτικότητα σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα. Ως πηγές φυσικών αντιοξειδωτικών χρησιμοποιήθηκαν τα εκχυλίσματα του φυτού S. thymbra (αιθανολικό και οξικού αιθυλεστέρα), ώστε να κριθεί η αποτελεσματικότητά τους κατά πρώτον, στην τεχνολογία των επικαλυπτικών και κατά δεύτερον, στην αλληλεπίδρασή τους με ένα πιο σύνθετο τρόφιμο. Επιπροσθέτως, διερευνήθηκε η καταλληλότητα και του αιθέριου ελαίου της S. thymbra, καθώς τα κλάσματα αυτά των αρωματικών φυτών διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην παρεμπόδιση της μικροβιακής ανάπτυξης και είναι ενδιαφέρον να διερευνηθεί η πιθανή παρεμπόδιση της οξείδωσης. Συγκεκριμένα, παρασκευάστηκαν 3 σειρές δειγμάτων, στις οποίες η επικαλυπτική μεμβράνη από καρβοξυ-μεθυλο-κυτταρίνη (CMC) περιείχε ένα από τα παραπάνω κλάσματα σε συγκέντρωση 500 mg GAE/L διαλύματος επικαλυπτικού. Επίσης, παρασκευάστηκαν άλλες 2 σειρές δειγμάτων εκ των οποίων η μία περιείχε συνδυασμό του αιθέριου ελαίου (2% v/v) με το αιθανολικό εκχύλισμα και η άλλη συνδυασμό αιθέριου ελαίου (2% v/v) με το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα. Όλα τα δείγματα αποθηκεύτηκαν σε θάλαμο σταθερής θερμοκρασίας στους 0 ⁰C, για την παρακολούθηση της πορείας οξείδωσής τους. Οι τιμές του αριθμού υδροϋπεροξειδίων των δειγμάτων που είχαν επικαλυφθεί με CMC χωρίς κάποιο αντιοξειδωτικό πρόσθετο ήταν χαμηλότερες από εκείνες των δειγμάτων χωρίς επικάλυψη από τις πρώτες δειγματοληψίες, υποδεικνύοντας ότι η ίδια η βρώσιμη επικάλυψη προσέφερε κάποια προστασία από την οξείδωση. Το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα της S. thymbra δεν εμφάνισε σημαντική αντιοξειδωτική δράση, σε αντίθεση με το αιθανολικό εκχύλισμα που ήταν πολύ αποτελεσματικό στην επιβράδυνση της παραγωγής πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης. Η ενσωμάτωση του αιθέριου ελαίου στη βρώσιμη επικάλυψη επιβράδυνε σημαντικά τη αύξηση του αριθμού των υδροϋπεροξειδίων.Mία άλλη πηγή φυσικών αντιοξειδωτικών που μελετήθηκε στην παρούσα διατριβή αποτέλεσε το φυτό Rosmarinus officinalis (δεντρολίβανο), το οποίο είναι γνωστό για τις αντιοξειδωτικές ιδιότητές του και αποτελεί αναγνωρισμένο από την ευρωπαϊκή ένωση φυσικό αντιοξειδωτικό. Εκχυλίσματα με διαφορετικές συγκεντρώσεις αιθανολικού εκχυλίσματος από δεντρολίβανο ενσωματώθηκαν σε εδώδιμη επικαλυπτική μεμβράνη για την αντιοξειδωτική προστασία φιλέτων από καπνιστό χέλι, ώστε να κριθεί η αποτελεσματικότητά του τόσο στην τεχνολογία των εδώδιμων επικαλυπτικών, όσο και στην αλληλεπίδρασή του με τα τρόφιμα. Eπίσης, διερευνήθηκε η καταλληλότητα του αιθέριου ελαίου του R. officinalis (0.2% v/v) στην πιθανή παρεμπόδιση της οξείδωσης σε δείγματα στα οποία είχε ενσωματωθεί αιθέριο έλαιο στο επικαλυπτικό. Καθώς η ενσωμάτωση του εκχυλίσματος οξικού αιθυλεστέρα από θρούμπι στο διάλυμα βρώσιμης επικάλυψης CMC δεν εμφάνισε αντιοξειδωτική δράση, σε αυτές τις δοκιμές οξείδωσης των καπνιστών ιχθυηρών επιλέχθηκε να χρησιμοποιηθεί μόνο το αιθανολικό εκχύλισμα δεντρολίβανου. Παρασκευάστηκαν τρεις σειρές δειγμάτων στις οποίες η επικαλυπτική μεμβράνη περιείχε αιθανολικό εκχύλισμα δενδρολίβανου σε διαφορετικές συγκεντρώσεις 200, 500 και 800 mg GAE / L διαλύματος επικαλυπτικού, ώστε να βρεθεί η βέλτιστη συγκέντρωση για την αντιοξειδωτική προστασία των ιχθυηρών. Επιπρόσθετα, παρασκευάστηκαν άλλες δύο σειρές δειγμάτων εκ των οποίων η μία περιείχε συνδυασμό του αιθέριου ελαίου με το αιθανολικό εκχύλισμα και η άλλη περιείχε μόνο αιθέριο έλαιο. Παρατηρήθηκε ότι αύξηση της συγκέντρωσης του αιθανολικού εκχυλίσματος είχε ως αποτέλεσμα μείωση της συσσώρευσης υδροϋπεροξειδίων και συζυγών διενίων, με την καλύτερη αντιοξειδωτική προστασία να προσφέρει η επικάλυψη με την υψηλότερη συγκέντρωση, 800 mg GAE / L διαλύματος επικαλυπτικού. Η προσθήκη αιθέριου ελαίου από δεντρολίβανο σε διάλυμα εδώδιμου επικαλυπτικού, και ακόμη περισσότερο ο συνδυασμός του με το αιθανολικό εκχύλισμα ανέστειλε αποτελεσματικά το σχηματισμό πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι τόσο η προσθήκη του αιθέριου ελαίου όσο και ο συνδυασμός της προσθήκης του αιθέριου ελαίου με το αιθανολικό εκχύλισμα προστάτευσε τα καπνιστά ιχθυηρά έναντι της δημιουργίας δευτερογενών προϊόντων οξείδωσης σε μεγαλύτερο βαθμό από την προσθήκη μόνο του αιθανολικού εκχυλίσματος στην χαμηλότερη συγκέντρωση.Σε συνέχεια των πειραμάτων της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η επίδραση των εκχυλισμάτων από θρούμπι στην οξειδωτική σταθερότητα τηγανισμένων chips πατάτας, κατά την προσθήκη τους στο έλαιο τηγανίσματος, στο τηγανισμένο προϊόν ή στο υλικό συσκευασίας. Το έλαιο του τηγανίσματος ήταν το φοινικέλαιο και συνολικά παρασκευάστηκαν 5 σειρές δειγμάτων chips. Η πρώτη σειρά αφορούσε πατάτες, οι οποίες τηγανίστηκαν σε εμπλουτισμένο φοινικέλαιο με εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα από το φυτό θρούμπι. Το ίδιο εκχύλισμα, καθώς και το αιθανολικό εκχύλισμα ενσωματώθηκαν στην επιφάνεια των chips που τηγανίστηκαν σε καθαρό φοινικέλαιο ή προστέθηκαν στο υλικό συσκευασίας των chips. Η προσθήκη των εκχυλισμάτων απευθείας στην επιφάνεια των τηγανισμένων chips και στο έλαιο του τηγανίσματος μείωσαν τον ρυθμό αύξησης των υδροϋπεροξειδίων σε σύγκριση με τα δείγματα χωρίς κάποιο πρόσθετο. Το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα που προστέθηκε στο έλαιο του τηγανίσματος, παρουσίασε αντιοξειδωτική δράση καλύτερη από το ίδιο εκχύλισμα όταν αυτό ψεκάστηκε στην επιφάνεια του τροφίμου, αλλά παραπλήσια με το εκχύλισμα αιθανόλης που ενσωματώθηκε στο προϊόν με τη διεργασία του ψεκασμού. Η επικάλυψη των αντιοξειδωτικών στο υλικό συσκευασίας είχε ως αποτέλεσμα την βραδύτερη αύξηση των πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης και επομένως την υψηλότερη προστασία του προϊόντος.Εφόσον η προσθήκη στο υλικό συσκευασίας προσέφερε την καλύτερη αντιοξειδωτική προστασία, μελετήθηκε περαιτέρω η ενεργός συσκευασία σε chips πατάτας χρησιμοποιώντας ως αντιοξειδωτικά τα φυσικά εκχυλίσματα του αποξηραμένου φυτού S. thymbra. Ακολούθησε η ενσωμάτωση των εκχυλισμάτων στο υλικό της συσκευασίας ως επίστρωση σε τρεις διαφορετικές συγκεντρώσεις και για τα δύο εκχυλίσματα, 100, 200, 300 mg GAE/m2. Διαπιστώθηκε πως η ενεργός συσκευασία ήταν αποτελεσματική για όλες τις συγκεντρώσεις του αιθανολικού εκχυλίσματος με βέλτιστη προστασία από την συγκέντρωση 300 mg GAE/m2 που αύξησε τον χρόνο επώασης σχεδόν κατά 20 ημέρες και μείωσε τον ρυθμό παραγωγής υπεροξειδίων κατά 78.4%. Το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα προστάτευσε και αυτό σε ικανοποιητικό βαθμό τα chips από τον ταγγισμό μόνο για τις συγκεντρώσεις 100 και 200 mg GAE/m2 καθώς η συγκέντρωση 300 mg GAE/m2 παρουσίασε προοξειδωτική δράση αυξάνοντας τον ρυθμό παραγωγής των υπεροξειδίων κατά 7.44% στο στάδιο επιταχυνόμενης οξείδωσης και μειώνοντας τον χρόνο επώασης σχεδόν κατά 10 ημέρες. Η προοξειδωτική δράση που παρατηρήθηκε για τη συγκέντρωση των 300 mg GAE/m2 για το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα μπορεί να αποδοθεί σε προοξειδωτικές ιδιότητες των φλαβονοειδών που φαίνεται να εξαρτώνται από τη συγκέντρωση. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως υπήρχε έντονη διάχυση προς τα chips κυρίως από το εκχύλισμα του οξικού αιθυλεστέρα που αποδίδεται στην άπολη φύση και των δύο. Mετά από 55 ημέρες αποθήκευσης, το άθροισμα των ολικών φαινολικών συστατικών της συσκευασίας και των chips παρουσίασε πάνω από 50% κατανάλωση αυτών για όλα τα δείγματα.Συμπερασματικά, τα αρωματικά φυτά της οικογένειας Lamiaceae συνιστούν πηγές φυσικών αντιοξειδωτικών και είναι ικανά να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής των λιπαρών τροφίμων, παρεμποδίζοντας την οξείδωση τους. Εκχυλίσματα οξικού αιθυλεστέρα από θρούμπι, θυμάρι και δύο χημειότυπους της ρίγανης, αποδείχθηκαν ικανά στην προστασία φοινικέλαιου. Παρατηρήθηκε ότι η σειρά δραστικότητάς τους δεν ήταν ανάλογη του ολικού φαινολικού περιεχομένου τους, αλλά εξαρτήθηκε από τη σύστασή τους στις επιμέρους κατηγορίες φαινολικών συστατικών. Αυξανόμενης της περιεκτικότητας σε φαινολικά οξέα και λοιπά φλαβονοειδή βελτιωνόταν η αντιοξειδωτική ικανότητα των εκχυλισμάτων, ενώ υψηλές τιμές μονοφαινολών, και κυρίως καρβακρόλης, είχαν αντίθετα αποτελέσματα. Η ενσωμάτωση εκχυλισμάτων οξικού αιθυλεστέρα των αρωματικών φυτών σε αραβοσιτέλαιο δεν προσέφερε σημαντική αντιοξειδωτική προστασία, αποδεικνύοντας πως το είδος της λιπαρής ύλης διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ικανότητα δράσης των αντιοξειδωτικών. Η προσθήκη αιθανολικών εκχυλισμάτων στο αραβοσιτέλαιο έδειξε ακόμα χειρότερη συμπεριφορά, καθώς επιβεβαιώθηκε η δυσκολία της διάλυσης των πολικών συστατικών τους σε υψηλής λιπαρότητας προϊόντα.Εκχυλίσματα του φυτού S. thymbra μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εμπλουτισμό γαλακτωμάτων ο/w με πολυφαινόλες, και ως εκ τούτου να αναβαθμιστεί το διατροφικό τους προφίλ. Η περιεκτικότητα σε φαινολικά συστατικά των γαλακτωμάτων μειώνεται κατά την αποθήκευσή τους, κυρίως λόγω της μείωσης της συγκέντρωσης του ροσμαρινικού οξέος. Εκτός από τον εμπλουτισμό των γαλακτωμάτων σε φαινολικές ενώσεις, τα εκχυλίσματα προσφέρουν προστασία έναντι της οξείδωσης. Σε θερμοκρασίες ψύξης (5 ⁰C) τα εκχυλίσματα μείωσαν τον ρυθμό οξείδωσης κατά 75-80%. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αποθήκευσης επιτάχυναν την οξείδωση των γαλακτωμάτων και είχαν ως αποτέλεσμα χαμηλότερους παράγοντες προστασίας και μεγαλύτερη απώλεια φαινολικών ενώσεων.Με βάση τα αποτελέσματα της επικάλυψης ιχθύων με εμπλουτισμένες εδώδιμες μεμβράνες αποδείχθηκε η αποδοτικότητα αυτής της μεθόδου στην προστασία των συγκεκριμένων τροφίμων ως προς την οξείδωση. Αν και η απλή μεμβράνη CMC παρείχε χαμηλότερες τιμές πρωτογενών προϊόντων οξείδωσης, η προσθήκη σε αυτή αιθανολικού εκχυλίσματος από θρούμπι παρεμπόδισε την οξείδωση του τροφίμου σε μεγαλύτερο βαθμό. Το εκχύλισμα οξικού αιθυλεστέρα από θρούμπι δεν ήταν ικανό να προσδώσει αντίστοιχη δράση σε ιχθυηρά. Το αποτέλεσμα αυτό δείχνει πως τα άπολα φλαβονοειδή συστατικά ενώ είναι κατάλληλα για τρόφιμα με υψηλό περιεχόμενο σε λιπαρά, δεν πρέπει πιθανώς να προτιμώνται σε προϊόντα που περιέχουν σε μεγάλο βαθμό υδατικά συστατικά. Το αιθέριο έλαιο του φυτού αποδείχθηκε ισχυρό αντιοξειδωτικό, παρέχοντας παρόμοια δράση με εκείνη του αιθανολικού εκχυλίσματος.Σε ότι αφορά την επικάλυψη των ιχθυηρών και την αποθήκευσή τους στους 4 ºC, τα διαγράμματα αύξησης των πρωτογενών (αριθμός υπεροξειδίων, PV) και δευτερογενών προϊόντων οξείδωσης (αριθμός p-ανισιδίνης, p-AV), έδειξαν ότι το αιθανολικό εκχύλισμα δενδρολίβανου, με το οποίο εμπλουτίστηκε το εδώδιμο επικαλυπτικό CMC, προσέφερε προστασία στα δείγματα από την οξείδωση. Μικρή σχετικά προστασία στην οξείδωση προσέφεραν οι μη εμπλουτισμένες μεμβράνες CMC, και αυτές που είχαν εμπλουτιστεί με αιθέριο έλαιο. Με αύξηση της συγκέντρωσης του αιθανολικού εκχυλίσματος στο διάλυμα της εδώδιμης επικάλυψης παρατηρήθηκε αύξηση της αντιοξειδωτικής προστασίας.Η προσθήκη εκχυλισμάτων από το αρωματικό φυτό S. thymbra στο υλικό συσκευασίας, έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενεργού συσκευασίας, η οποία είναι ικανή να καθυστερήσει σε μεγαλύτερο βαθμό την οξειδωτική υποβάθμιση τηγανισμένων chips πατάτας, σε σύγκριση με την προσθήκη των ίδιων εκχυλισμάτων στο έλαιο του τηγανίσματος ή απευθείας πάνω στο τηγανισμένο προϊόν. Οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες των εκχυλισμάτων εξαρτώνται από τη συγκέντρωσή τους στο υλικό συσκευασίας. Σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να παρατηρηθούν προοξειδωτικά φαινόμενα όταν η συγκέντρωση των φλαβονοειδών υπερβαίνει ορισμένα επίπεδα.