Enhancing the Polyphenol profile and Antioxidant properties of Crithmum Maritimum Extract from Cascading Biorefienry by Lactic Acid fermentation
Translated title
Styrkning af den Polyphenol og antioxidante egenskaber af Crithmum Maritimum ekstrakt med kaskadende Bioraffinaderi igennem Lactic Acid fermentering
Author
Karing, Anton Holst
Term
4. semester
Education
Publication year
2025
Submitted on
2025-06-02
Pages
186
Abstract
Dette studie undersøger, om den salttolerante strandplante Crithmum maritimum (en halofyt) kan få øget indhold af polyfenoler og en stærkere antioxidativ profil. Målet er at øge plantens værdi til bioraffinaderiformål og som en potentiel biologisk tilgang i relation til jordsalinering. Forbedringen blev søgt via faststof-fermentering med mælkesyrebakterier, valgt for deres probiotiske og fermentative egenskaber. Forskellige bakteriestammer og forbehandlingsmetoder blev afprøvet for at forbedre udbytte, polyfenolindhold og antioxidantaktivitet. Efterfølgende blev indholdsstoffer ekstraheret ved hjælp af Soxhlet-opløsningsmiddelekstraktion. Resultaterne fra laboratoriet blev dernæst anvendt i en in silico (computerbaseret) undersøgelse, der modellerede udvinding af polyfenoler i industriel skala. Baseret på forsøgene gav termisk forbehandlet Crithmum maritimum fermenteret med Lactobacillus plantarum de bedste resultater: ekstraktionsudbytte på 32,93 %, polyfenolindhold på 25,18 mg/ml og en IC50 på 3,32 mg/ml (lavere IC50 indikerer stærkere antioxidantaktivitet). I den tekno-økonomiske analyse blev to cases simuleret: Case 1 med fraktioneret biomasse og Case 2 med hel biomasse. Case 1 var ikke økonomisk gennemførlig, mens Case 2 var det, hvilket peger på, at et bioraffinaderi med hel Crithmum maritimum-biomasse kan være en realistisk mulighed.
This study investigates whether the salt-tolerant beach plant Crithmum maritimum (a halophyte) can have its polyphenol content and antioxidant profile increased. The aim is to raise its value for biorefinery applications and as a potential biological approach related to soil salinization. Enhancement was attempted through solid-state fermentation with lactic acid bacteria, selected for their probiotic and fermentative properties. Different bacterial strains and pretreatment methods were tested to improve extraction yield, polyphenol content, and antioxidant activity. Compounds were then extracted using a Soxhlet apparatus. The laboratory results informed an in silico (computer-based) study modeling industrial-scale polyphenol extraction. Thermal pretreatment followed by fermentation with Lactobacillus plantarum gave the best laboratory outcome: a 32.93% extraction yield, polyphenol content of 25.18 mg/ml, and an IC50 of 3.32 mg/ml (lower IC50 indicates stronger antioxidant activity). A techno-economic analysis compared two process cases: fractionating the biomass (Case 1) versus processing the whole biomass (Case 2). Case 1 was not economically feasible, whereas Case 2 was feasible, suggesting that a biorefinery using whole Crithmum maritimum biomass could be a viable option.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords
Documents