Από τη Φύση στην Έρευνα: Η Καλλιέργεια της Λεβάντας
Η λεβάντα που χρησιμοποιήθηκε στο έργο μας καλλιεργήθηκε στην περιοχή Ροδόλιβος Σερρών, σε αγρόκτημα τοπικού παραγωγού, με ποικιλία Lavandula angustifolia – γνωστή για την ποιότητά της και το υψηλό ποσοστό αιθέριου ελαίου.
Η σπορά πραγματοποιήθηκε τον Ιανουάριο του 2021, ενώ η συγκομιδή έγινε τον Ιούνιο του 2022, την περίοδο δηλαδή που τα άνθη βρίσκονται στο αποκορύφωμα της φυσικής περιεκτικότητάς τους σε αιθέριο έλαιο. Η διαδικασία συγκομιδής έγινε με τη χρήση μηχανής, εξασφαλίζοντας ομοιομορφία και ακρίβεια.
Αμέσως μετά, η συλλεχθείσα λεβάντα στάλθηκε στα υπόλοιπα μέλη της ερευνητικής ομάδας για περαιτέρω επεξεργασία και μελέτη. Στόχος μας είναι η αξιοποίηση των παραπροϊόντων από την εκχύλιση του ελαίου, ώστε να αναδείξουμε τις ευεργετικές ιδιότητές τους και να τα ενσωματώσουμε σε καινοτόμα προϊόντα διατροφής.
Επεξεργασία Λεβάντας: Απόσταξη & Ξήρανση με Επιστημονική Ακρίβεια
Μετά την παραλαβή της λεβάντας, ξεκινά η διαδικασία επεξεργασίας της, με στόχο την αξιοποίηση κάθε πολύτιμου συστατικού του φυτού.
Η απόσταξη πραγματοποιείται με τη μέθοδο της υδροαπόσταξης, χρησιμοποιώντας ειδική διάταξη τύπου Clevenger. Μέσω αυτής της διαδικασίας, προκύπτουν δύο κύρια προϊόντα:
- το αιθέριο έλαιο λεβάντας (σε μείγμα με νερό)
- και το φυτικό υπόλειμμα (απόβλητο φυτικού ιστού)
Στη συνέχεια, το φυτικό υπόλειμμα διηθείται, για να αφαιρεθούν τα πλεονάζοντα υγρά, και στη συνέχεια ξηραίνεται σε θερμοκρασία 40°C μέσα σε ειδικό κλίβανο ξήρανσης.
Κατά τη διάρκεια της ξήρανσης:
- Λαμβάνονται δείγματα ανά ώρα για διάστημα 12 ωρών
- Μετριέται η υγρασία κάθε δείγματος
- Δημιουργείται η καμπύλη ξήρανσης, ένα χρήσιμο εργαλείο για τον βέλτιστο έλεγχο της διαδικασίας και της ποιότητας του τελικού εκχυλίσματος
Η διαδικασία αυτή είναι φιλική προς το περιβάλλον και επιτρέπει την αξιοποίηση παραπροϊόντων που μέχρι σήμερα θεωρούνταν άχρηστα, αναδεικνύοντας τη δυναμική της πράσινης τεχνολογίας στην αγροδιατροφή.
Εκτίμηση Φαινολικού Περιεχομένου & Αντιοξειδωτικής Ικανότητας
Αφού ολοκληρωθεί η ξήρανση του φυτικού υπολείμματος, προχωράμε στο επόμενο κρίσιμο στάδιο: την παραλαβή φυσικών εκχυλισμάτων μέσω υπερηχητικής εκχύλισης (ultrasound-assisted extraction).
Η μέθοδος αυτή επιτρέπει την απομόνωση βιοδραστικών ενώσεων, με ιδιαίτερο ενδιαφέρον για:
- Φαινολικές ενώσεις
- Αντιοξειδωτική ικανότητα (ικανότητα εξουδετέρωσης ελευθέρων ριζών)
Τι μελετάμε σε αυτό το στάδιο:
Εξετάζουμε πώς επηρεάζονται οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες του εκχυλίσματος από δύο βασικούς παράγοντες:
- Υγρασία του δείγματος πριν την εκχύλιση
- Δοκιμάζονται επίπεδα υγρασίας: 15%, 8% και 5%
- Μέγεθος άλεσης του αποξηραμένου υπολείμματος
- Χρησιμοποιούνται κόσκινα 1 mm και 4 mm για να μελετηθεί η επίδραση της κοκκομετρίας στην απόδοση των εκχυλισμάτων
Στόχος μας είναι να εντοπίσουμε τον βέλτιστο συνδυασμό συνθηκών που προσφέρει μέγιστη βιοδραστικότητα και περιεκτικότητα σε φαινόλες, με απώτερο σκοπό τη χρήση των εκχυλισμάτων αυτών σε λειτουργικά γαλακτοκομικά προϊόντα.
Εκχύλιση Λεβάντας: Υπέρηχοι vs Μικροκύματα
Το φυτικό υπόλειμμα από την απόσταξη της λεβάντας υποβάλλεται σε εκχύλιση με υπερήχους, χρησιμοποιώντας ομογενοποιητή υπερήχων, με στόχο την ανάκτηση βιοενεργών συστατικών.
Κατά τη διαδικασία προσδιορίζονται:
- Ολικό φαινολικό περιεχόμενο
- Αντιοξειδωτική δράση (DPPH)
- Αναγωγική ικανότητα (FRAP)
Παράλληλα, πραγματοποιείται και εκχύλιση με μικροκύματα, ώστε να συγκριθούν οι δύο τεχνικές ως προς την απόδοση και την ποιότητα των εκχυλισμάτων.
Σκοπός είναι η ταυτοποίηση της πιο αποδοτικής και “πράσινης” μεθόδου, κατάλληλης για βιομηχανική εφαρμογή.
Ξήρανση & Ενθυλάκωση Εκχυλίσματος
Το εκχύλισμα από την υπερηχητική επεξεργασία συμπυκνώνεται με περιστροφικό εξατμιστήρα και στη συνέχεια ξηραίνεται με ψεκασμό, ώστε να παραληφθεί το ξηρό εκχύλισμα σε μορφή σκόνης.
Παράλληλα, δοκιμάζεται η προσθήκη μαλτοδεξτρίνης ως μέσο ενθυλάκωσης, για να αξιολογηθεί η επίδρασή της:
- στην απόδοση της διεργασίας
- στις φυσικοχημικές ιδιότητες της τελικής σκόνης
Στόχος είναι ένα σταθερό, λειτουργικό προϊόν, κατάλληλο για χρήση σε τρόφιμα.
Φυσικοχημικός Χαρακτηρισμός Ξηρών Εκχυλισμάτων
Τα ξηρά εκχυλίσματα που προκύπτουν από τη διαδικασία ξήρανσης υποβάλλονται σε φυσικοχημική ανάλυση για την αξιολόγηση της ποιότητάς τους.
Συγκεκριμένα, προσδιορίζονται:
- Υγρασία
- Χύδην πυκνότητα
- Υγροσκοπικότητα (τάση απορρόφησης υγρασίας)
- Ενεργότητα νερού (aw)
Επιπλέον, αξιολογείται η αντιοξειδωτική δράση και το ολικό φαινολικό περιεχόμενο, ώστε να διασφαλιστεί η βιοδραστικότητα του τελικού προϊόντος.
Πιλοτική Εφαρμογή Εκχύλισης & Ενθυλάκωσης
Σε αυτό το στάδιο, μεγάλες ποσότητες αποβλήτων λεβάντας από την απόσταξη υποβάλλονται σε εκχύλιση με υπερήχους, εφαρμόζοντας τις βέλτιστες συνθήκες που έχουν προκύψει από τα προηγούμενα στάδια. Η διεργασία επαναλαμβάνεται όσες φορές χρειάζεται για την πλήρη επεξεργασία της διαθέσιμης πρώτης ύλης.
Το εκχύλισμα:
- Συμπυκνώνεται με περιστροφικό εξατμιστήρα
- Ξηραίνεται με ψεκασμό, με προσθήκη μαλτοδεξτρίνης 10% w/v για ενθυλάκωση
Παράλληλα, εξετάζονται εναλλακτικές μέθοδοι ενθυλάκωσης, όπως:
- Αλγινικά
- Συγκρυστάλλωση με το στερεό υπόλειμμα λεβάντας
Στόχος είναι η παραγωγή σταθερού, εύχρηστου προϊόντος σε πιλοτική κλίμακα, έτοιμου για ενσωμάτωση σε τρόφιμα ή συμπληρώματα.
Παραγωγή Λειτουργικού Γιαουρτιού με Εκχύλισμα Λεβάντας
Για την ανάπτυξη του λειτουργικού τρόφιμου χρησιμοποιείται αγελαδινό γάλα, το οποίο:
- Θερμαίνεται στους 90°C για 20 λεπτά με συνεχή ανάδευση.
- Ψύχεται στους 42–45°C.
- Προστίθεται:
- Καλλιέργεια Lactobacillus και Streptococcus thermophilus (0,3 g/L γάλακτος)
- Ξηρό εκχύλισμα λεβάντας σε ποσότητες 0.1–1 g/150 ml
Το μείγμα επωάζεται στους 42°C για 4–5 ώρες, έως ότου ολοκληρωθεί η γαλακτική ζύμωση και το pH φτάσει τα 4.6 ή χαμηλότερα (όχι κάτω από 4).
Τα τελικά προϊόντα (γιαούρτια):
- Αποθηκεύονται στο ψυγείο
- Υποβάλλονται σε έλεγχο αντιοξειδωτικής & αντιφλεγμονώδους δράσης
Στόχος είναι η παραγωγή ενός λειτουργικού γαλακτοκομικού προϊόντος, με προστιθέμενη διατροφική αξία και δυνατότητα εμπορικής αξιοποίησης.
Χαρακτηρισμός του Λειτουργικού Γιαουρτιού
Το τελικό προϊόν, δηλαδή το γιαούρτι με εκχύλισμα λεβάντας, αξιολογείται φυσικοχημικά και βιολογικά για να επιβεβαιωθεί η λειτουργικότητά του.
Τι προσδιορίζεται:
- Ολικό φαινολικό περιεχόμενο
- Αντιοξειδωτική ικανότητα
- Αντιφλεγμονώδης δράση
Βιολογική αξιολόγηση (in vivo):
Πραγματοποιούνται δοκιμές σε ποντίκια με χορήγηση του εκχυλίσματος λεβάντας, για να μελετηθεί:
- Ο λιπιδικός δείκτης
- Ο γλυκαιμικός δείκτης
Σκοπός είναι η επιβεβαίωση των υποσχόμενων βιολειτουργικών ιδιοτήτων του προϊόντος, σε πραγματικές βιολογικές συνθήκες.
