Optimization of the extraction of antioxidant compounds from guapeva (Pouteria gardneriana radlk) through response surface analysis

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i7.3978

Keywords:

Fruits of the cerrado; Bioactive compounds; Response surface

Abstract

The vast natural reserve of the cerrado biome features exotic and little-known fruit species, such as guapeva (Pouteria gardneriana Radlk), of great biological and nutritional value. Objective of the work was to optimize the extraction process of guapeva antioxidant compounds, with varying concentrations of hydrochloric acid at different contact times, using the response surface analysis (ASR) method. For the extraction of antioxidant compounds, a central rotational compound design (DCCR) was adopted with the use of acetone / methanol solvents, and different concentrations of HCl (0.2 mol / l, 0.3 mol / l, 0.4 mol / l 0.5 mol / l and 0.6 mol / l) and different contact times in minutes (15, 30, 60, 90 and 105) using 4 central points. The DPPH total antioxidant activity was evaluated by the DPPH method according to Rufino et al., (2009) and the determination of total phenolics according to Waterhouse (2002). The readings were performed on a spectrophotometer at 515 nm. The STATISTICA 8.0 software was used. for the determination of analysis of variance, Regression Analysis and Response Surface. With the ASR, it was found that the optimum working range for optimizing the extraction of antioxidant compounds in the guapeva pulp was the HCl concentration of 0.50 mol / L, with the contact time variable not relevant. In the peel, the optimum range was above 0.50 mol / L of HCL, with a contact time of less than 30 minutes. For the total phenolic compounds of both parts of the fruit, they obtained an optimum range of 0.40 mol / L of HCL in 60 minutes of contact. The experiment proved to be an important method to optimize and build predictive models, with acidification by HCl varying the contact time.

References

Amorim, EL., Nascimento, JE., Monteiro, JM., Peixoto, STJS., Araújo, TA., Albuquerque, UP. (2008). Simple and accurate procedure for the determination of Tannin and flavonoid levels and some applications in ethnobotany and ethnopharmacology. Functional Ecosystems and Communities, 2, 88-94.

Alves, AM., Alves, MSO., Fernandes, TO., Naves, RV., Naves, MMV. (2013). Caraterização física e química, fenólicos totais e atividade antioxidante da polpa e resíduo de gabiroba. Revista Brasileira de Fruticultura, 35:837-844.

Brasil (2015) Ministério da Saúde. Secretaria de Atenção a Saúde. Departamento de Atenção Básica. Alimentos regionais brasileiros. 2. ed. Brasília: Ministério da Saúde, 489 p.

Brasil, governo (2009). Marolo: uma frutífera nativa do Cerrado. 17p. (Boletim Técnico, 82).

Laguerre, M., Lecomte, J., Villeneuve, P. (2007). Evaluation of the ability of antioxidants to counteract lipid oxidation: Existing methods, new trends and challenges. Review. Progress in Lipid Research, 46, 244-282.

Leite, HP., Sarni, RS. (2003). Radicais livres, Antioxidantes, e Nutrição. Revista Brasileira de Nutrição Clínica, 18, 87-94.

MOLYNEUX, P (2004). The Use of the Stable Free Radical Diphenylpicryl-hydrazyl (DPPH) for Estimating Antioxidant Activity. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 26, 211–219.

Morzelle, MC., Bachiega, P,. Souza, EC., Vilas Boas, EVB., Lamounier, ML. (2015). Caracterização química e física de frutos de curriola, gabiroba e murici provenientes do cerrado brasileiro. Revista Brasileira de Fruticultura, 37, 096-103.

Rocha, WS., Lopes, RM., Silva, DD., Vieira, RF., Silva, JD & Agostini-Costa, TDS. (2011). Compostos fenólicos totais e taninos condensados em frutas nativas do cerrado. Revista Brasileira de Fruticultura, 33, 1215-1221.

Santos, SFM., Souza, RLA., Alcântara, SR., Pinto, GAS., Silva, FLH., Macedo, GRM. (2008). Aplicação da metodologia de superfície de resposta no estudo da produção de pectinase por fermentação. Revista brasileira de produtos agroindustriais, 10, 101-109.

Silva, MLC., Costa, RS., Santana, AS., Koblitz, MGB. (2010). Compostos fenólicos, carotenóides e atividade antioxidante em produtos vegetais. Semina: Ciências Agrárias, 31, 669-682.

Silva, MR., Lacerda, DBCL., Santos, GG., Martins, DMO. (2008). Caracterização química de frutos nativos do cerrado. Ciência Rural, Santa Maria, 38(1),790-1.793.

Siqueira, APS., Oliveira, JDM., Junior, M., Ribeiro, D & Lourenço, MFDC. (2017). Chemical characterization and antioxidant capacity of guapeva. Revista Brasileira de Fruticultura, (39) 1-4, SPE.

Leite, HP., Sarni, RS. (2003) Radicais livres, Antioxidantes, e Nutrição. Revista Brasileira de Nutrição Clínica, 18:87-94.

Silva, GM. (2010) Potencial antioxidante de frutos do cerrado e do pantanal, no estado de Mato Grosso do Sul. Dissertação de Mestrado em Saúde e Desenvolvimento na Região Centro-Oeste. Universidade Federal do Mato Grosso, Campo Grande, 77p.

Augusta, IM., Resende, JM., Borges, SV., Maia, MCA., & Couto, MAPG. (2010) Caracterização física e química da casca e polpa de jambo vermelho (Syzygium malaccensis, (L.) Merryl & Perry). Revista Ciência e Tecnologia de Alimentos, 30:928-932.

Rodrigues, MI., Iemma, AF. (2005). Planejamento de experimentos e otimização de processos. 1ª Ed, Editora Casa do Pão, Campinas, 326p.

Hoffmann-Ribani, R., Amaya, DBR. (2008). Otimização de método para determinação de flavonóis e flavonas em frutas por cromatografia líquida de alta eficiência utilizando delineamento estatístico e análise de superfície de resposta. Química Nova, 31, 1378-84.

Souza, VR., Pereira, PAP., Queiroz, F., Borges, SV., Carneiro, JDS. (2012). Determination of bioactive compounds, antioxidant activity and chemical composition of Cerrado Brazilian fruits. Food Chemistry, 134, 381-386.

Published

14/05/2020

How to Cite

SANTOS, V. F. dos; PIRES, C. R. F.; CLEMENTE, R. C. Optimization of the extraction of antioxidant compounds from guapeva (Pouteria gardneriana radlk) through response surface analysis. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 7, p. e328973978, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i7.3978. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/3978. Acesso em: 25 nov. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences