Optimización del proceso de extracción de compuestos con actividad antioxidante de la cáscara de mango tommy atkins

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i10.9273

Palabras clave:

Tommy Atkins; Potencial antioxidante; Estrategia secuencial de diseño experimental.

Resumen

Es bien sabido que los residuos vegetales de la industria alimentaria pueden utilizarse como una posible fuente para la extracción de compuestos con actividad antioxidante; en el caso del mango, aproximadamente del 40 al 60% de la masa total de la fruta se considera como residuo después de su procesamiento. Este trabajo se centró en la optimización del proceso de extracción de compuestos con actividad antioxidante de la corteza del mango de Tommy Atkins. Inicialmente, se aplicó un Plan de Factores Fraccionales 25-1 (PFF) para estudiar el efecto de cinco variables en el proceso de extracción, a saber: tiempo de extracción (min), porcentaje de etanol en solución acuosa (%), pH, relación cáscara de mango seca/solvente (g/mL) y rango de potencia de ultrasonido (%). Se seleccionaron las variables tiempo de extracción y relación cáscara de mango seca/solvente, que se evaluaron secuencialmente mediante la aplicación de uno Diseño Compuesto Central Rotacional (DCCR) para determinar las condiciones de máxima extracción de compuestos antioxidantes mediante el análisis de la superficie de respuesta. Se utilizaron los métodos ABTS•+ y Folin-Ciocalteu para la cuantificación de la actividad antioxidante.  La máxima extracción se produjo con el uso de agua, tiempo de extracción de 30 min, relación cáscara de mango seco/solvente de g/mL, a pH natural de la mezcla (pH 4,6 ± 0,20) 50% de rango de potencia del ultrasonido. Fue posible desarrollar un proceso de extracción de compuestos con actividad antioxidante de la cáscara del mango a fin de maximizar el rendimiento mediante el uso de solventes no tóxicos y la utilización de un residuo agroindustrial como materia prima.

Citas

Adegbola, P. I., Adetutu, A., & Olaniyi, T. D. (2020). Antioxidant activity of Amaranthus species from the Amaranthaceae family – A review. South African Journal of Botany, 133, 111–117. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2020.07.003

Agatonovic-Kustrin, S., Kustrin, E., & Morton, D. W. (2018). Phenolic acids contribution to antioxidant activities and comparative assessment of phenolic content in mango pulp and peel. South African Journal of Botany, 116, 158–163. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2018.03.013

Ainsworth, E. A., & Gillespie, K. M. (2007). Estimation of total phenolic content and other oxidation substrates in plant tissues using Folin-Ciocalteu reagent. Nature Protocols, 2(4), 875–877. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.102

Albuquerque, B. R., Prieto, M. A., Barriro, M. F., Rodrigues, A., Curran, T. P., Barros, L., & Ferreira, I. C. F. R. (2016). Catechin-based extract optimizaiotn obtained from Arbustus unedo L. fruits using maceration/microwave/ultrasound extraction techniques. Industrial Crops & Products, xxx(xx), xx. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.10.050

Barbulova, A., Colucci, G., & Apone, F. (2015). New Trends in Cosmetics: By-Products of Plant Origin and Their Potential Use as Cosmetic Active Ingredients. Cosmetics, 2(2), 82–92. https://doi.org/10.3390/cosmetics2020082

Both, S., Koudous, I., Jenelten, U., & Strube, J. (2014). Model-based equipment-design for plant-based extraction processes - Considering botanic and thermodynamic aspects. Comptes Rendus Chimie, 17(3), 187–196. https://doi.org/10.1016/j.crci.2013.11.004

Caleja, C., Barros, L., Antonio, A. L., Oliveira, M. B. P. P., & Ferreira, I. C. F. R. (2017). A comparative study between natural and synthetic antioxidants: Evaluation of their performance after incorporation into biscuits. Food Chemistry, 216, 342–346. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.08.075

Chemat, F., Zill-E-Huma, & Khan, M. K. (2011). Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction. Ultrasonics Sonochemistry, 18(4), 813–835. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2010.11.023

Fonseca, J. S., & Martins, G. de A. (2011). Curso de Estatística (p. 318). Atlas S.A. https://doi.org/ISBN 978-85-224-1471-0

Gentile, C., Di Gregorio, E., Di Stefano, V., Mannino, G., Perrone, A., Avellone, G., Sortino, G., Inglese, P., & Farina, V. (2019). Food quality and nutraceutical value of nine cultivars of mango (Mangifera indica L.) fruits grown in Mediterranean subtropical environment. Food Chemistry, 277, 471–479. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.10.109

Gogate, P. R., & Kabadi, A. M. (2009). A review of applications of cavitation in biochemical engineering/biotechnology. Biochemical Engineering Journal, 44(1), 60–72. https://doi.org/10.1016/j.bej.2008.10.006

Gómez-Maldonado, D., Lobato-Calleros, C., Aguirre-Mandujano, E., Leyva-Mir, S. G., Robles-Yerena, L., & Vernon-Carter, E. J. (2020). Antifungal activity of mango kernel polyphenols on mango fruit infected by anthracnose. Lwt, 126(December 2019), 109337. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109337

Guandalini, B. B. V., Rodrigues, N. P., & Marczak, L. D. F. (2019). Sequential extraction of phenolics and pectin from mango peel assisted by ultrasound. Food Research International, 119, 455–461. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.12.011

Haaland, P. D. (1989). EXPERIMENTAL DESIGN IN BIOTECHNOLOGY. Drying Technology, 9(3), 817. https://doi.org/10.1080/07373939108916715

Huang, C. Y., Kuo, C. H., Wu, C. H., Kuan, A. W., Guo, H. R., Lin, Y. H., & Wang, P. K. (2018). Free Radical-Scavenging, Anti-Inflammatory, and Antibacterial Activities of Water and Ethanol Extracts Prepared from Compressional-Puffing Pretreated Mango (Mangifera indica L.) Peels. Journal of Food Quality, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/1025387

Lavilla, I., & Bendicho, C. (2017). Fundamentals of Ultrasound-Assisted Extraction. In Water Extraction of Bioactive Compounds: From Plants to Drug Development (pp. 291–316). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809380-1.00011-5

Lim, K. J. A., Cabajar, A. A., Lobarbio, C. F. Y., Taboada, E. B., & Lacks, D. J. (2019). Extraction of bioactive compounds from mango (Mangifera indica L. var. Carabao) seed kernel with ethanol–water binary solvent systems. Journal of Food Science and Technology, 56(5), 2536–2544. https://doi.org/10.1007/s13197-019-03732-7

Luo, J., Fang, Z., & Smith, R. L. (2014). Ultrasound-enhanced conversion of biomass to biofuels. Progress in Energy and Combustion Science, 41(1), 56–93. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2013.11.001

Moreira-Araújo, R. S. D. R., Barros, N. V. D. A., Porto, R. G. C. L., Brandão, A. de C. A. S., de Lima, A., & Fett, R. (2019). Bioactive compounds and antioxidant activity three fruit species from the Brazilian Cerrado. Revista Brasileira de Fruticultura, 41(3), 0–2. https://doi.org/10.1590/0100-29452019011

Mugwagwa, L. R., & Chimphango, A. F. A. (2019). Box-Behnken design based multi-objective optimisation of sequential extraction of pectin and anthocyanins from mango peels. Carbohydrate Polymers, 219(October 2018), 29–38. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.05.015

Nyangena, I. O., Owino, W. O., Imathiu, S., & Ambuko, J. (2019). Effect of pretreatments prior to drying on antioxidant properties of dried mango slices. Scientific African, 6, e00148. https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2019.e00148

Pal, C. B. T., & Jadeja, G. C. (2019). Microwave-assisted extraction for recovery of polyphenolic antioxidants from ripe mango (Mangifera indica L.) peel using lactic acid/sodium acetate deep eutectic mixtures. Food Science and Technology International. https://doi.org/10.1177/1082013219870010

Poomanee, W., Chaiyana, W., Mueller, M., Viernstein, H., Khunkitti, W., & Leelapornpisid, P. (2018). In-vitro investigation of anti-acne properties of Mangifera indica L. kernel extract and its mechanism of action against Propionibacterium acnes. Anaerobe, 52, 64–74. https://doi.org/10.1016/j.anaerobe.2018.05.004

Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., & Rice-Evans, C. (1999). Antioxidant Activity Applying an Improved Abts Radical. 26(98), 1231–1237. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00315-3

Rodrigues, M. I., & Iemma, A. F. P. P.-C. (2014). Planejamento de experimentos e otimização de processos. Casa do Espírito Amigo Fraternidade Fé e Amor.

Rodrigues, S., Fernandes, F. A. N., de Brito, E. S., Sousa, A. D., & Narain, N. (2015). Ultrasound extraction of phenolics and anthocyanins from jabuticaba peel. Industrial Crops and Products, 69, 400–407. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.02.059

Santos, L., Carvalho, F. De, Pereira, I., Santos, D., & Pereira, D. (2018). Gestão de resíduos da manga ( Mangifera indica ): análise bibliométrica e sistêmica da literatura. X Simpósio de Engenharia de Produção de Sergipe, 2018, 525–536.

Silva, R. W. V. da, Martins, G. M. G., Nascimento, R. A. do, Viana, A. F. da S., Aguiar, F. S. de, & Silva, B. A. da. (2019). Uso da metodologia de superfície de resposta na otimização da extração de compostos fenólicos da casca dos frutos de Hymenaea courbaril L. (Jatobá). Brazilian Journal of Food Technology, 22, 1–13. https://doi.org/10.1590/1981-6723.08918

Sogi, D. S., Siddiq, M., & Dolan, K. D. (2015). Total phenolics, carotenoids and antioxidant properties of Tommy Atkin mango cubes as affected by drying techniques. LWT - Food Science and Technology, 62(1), 564–568. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2014.04.015

Vardanega, R., Santos, D. T., & De Almeida, M. A. (2014). Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacognosy Reviews, 8(16), 88–95. https://doi.org/10.4103/0973-7847.134231

Ye, C. L., & Jiang, C. J. (2011). Optimization of extraction process of crude polysaccharides from Plantago asiatica L. by response surface methodology. Carbohydrate Polymers, 84(1), 495–502. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.12.014

Descargas

Publicado

30/10/2020

Cómo citar

VELOSO , F. da S. .; COLLA, E.; GENENA, A. K. . Optimización del proceso de extracción de compuestos con actividad antioxidante de la cáscara de mango tommy atkins. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 10, p. e9939109273, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i10.9273. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/9273. Acesso em: 5 ene. 2025.

Número

Sección

Ciencias Agrarias y Biológicas