Otimização do processo de extração de compostos com atividade antioxidante da casca de manga tommy atkins
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i10.9273Palavras-chave:
Tommy Atkins; Potencial antioxidante; Estratégia sequencial de planejamento experimental.Resumo
É notório que os resíduos vegetais oriundos da indústria de alimentos podem ser utilizados como possível fonte para a extração de compostos com atividade antioxidante; no caso da manga, aproximadamente 40 a 60% da massa total da fruta é considerada como resíduo após seu processamento. Este trabalho teve como foco a otimização do processo de extração de compostos com atividade antioxidante da casca da manga Tommy Atkins. Inicialmente foi aplicado um Planejamento Fatorial Fracionário 25-1 (PFF) para o estudo do efeito de cinco variáveis sobre o processo de extração, a citar: tempo de extração (min), porcentagem de etanol em solução aquosa (%), pH, razão casca de manga seca/solvente (g/mL) e amplitude de potência do ultrassom (%). Foram selecionadas as variáveis tempo de extração e razão casca de manga seca/solvente, as quais foram avaliadas sequencialmente pela aplicação de um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para determinação das condições de máxima extração de compostos antioxidantes pela análise de superfície de resposta. Para a quantificação da atividade antioxidante utilizou-se o método ABTS•+ e Folin-Ciocalteu. A máxima extração ocorreu com utilização de água, tempo de extração de 30 min, razão casca de manga seca/solvente de g/mL, no pH natural da mistura (pH 4,6 ± 0,20) amplitude de potência do ultrassom 50%. Foi possível desenvolver um processo de extração de compostos com atividade antioxidante da casca de manga, de forma a se maximizar o rendimento por meio da utilização de solventes não-tóxicos e utilizando um resíduo agroindustrial como matéria-prima.
Referências
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
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