Extracción de antioxidantes de los arándanos (Vaccinium corymbosum): efecto de solventes verdes sobre polifenoles totales, capacidad antioxidante y comportamiento electroquímico

Palabras clave: Actividad antioxidante, análisis electroquímico, antocianinas, solventes verdes, Vaccinium corymbosum

Resumen

El presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de solventes verdes como el etanol/agua (EtOH/H2O), ácido acético/agua (CH3COOH/H2O) y la mezcla etanol/ácido acético/agua (EtOH/CH3COOH/H2O) en la extracción de polifenoles, específicamente antocianinas, provenientes de la especie Vaccinium corymbosum, con el fin de determinar su capacidad antioxidante mediante el comportamiento electroquímico. Para los extractos obtenidos se determinó el contenido de antocianinas totales (CAT) y contenido de polifenoles totales (CPT) por medio de técnicas espectrofotométricas y la capacidad antioxidante (CA) mediante el comportamiento electroquímico determinado a través de voltamperometría cíclica. Los resultados obtenidos indican que, si bien cuando se tiene EtOH/H2O como solvente se alcanza una mayor extracción de polifenoles, (696.46 ± 26.55) mg equivalente de ácido Gálico/100 g de muestra de base húmeda (bh), con la mezcla de solventes EtOH/CH3COOH/H2O se logra una mayor extracción de antocianinas (82.09 ± 2.59) mg equivalentes de cianidina-3-glucósido/100 g bh de muestra, lo cual concuerda con la capacidad antioxidante por voltamperometría cíclica, donde el mayor valor se obtuvo para la mezcla EtOH/CH3COOH/H2O (270.96 ± 10.74) µmol equivalente de ácido gálico/g bh de muestra), es decir que mayor concentración de antocianinas monoméricas dentro del contenido de polifenoles totales fueron oxidadas en el electrodo de trabajo. En este orden de ideas, se puede concluir que existen diferencias significativas entre el efecto que tuvo la evaluación de los solventes en el método de extracción sobre cada uno de los valores promedios alcanzados para los aspectos evaluados (CPT, CAT y CA), con una confianza del 95 %. Además, hay una “fuerte” correlación positiva entre el CAT y la capacidad antioxidante (r = 0.95).

Biografía del autor/a

Juan Fernando Bedoya-Cataño, Instituto Tecnológico Metropolitano, Colombia

Instituto Tecnológico Metropolitano, Medellín-Colombia, Juanbedoya252278@correo.itm.edu.co

Carolina Ramón-Palacio, Instituto Tecnológico Metropolitano, Colombia

Instituto Tecnológico Metropolitano, Medellín-Colombia, carolinaramon239578@correo.itm.edu.co

Maritza Andrea Gil-Garzón, Instituto Tecnológico Metropolitano, Colombia

Instituto Tecnológico Metropolitano, Medellín-Colombia, maritzagil@itm.edu.co

Carolina Ramírez-Sánchez, Instituto Tecnológico Metropolitano, Colombia

Instituto Tecnológico Metropolitano, Medellín-Colombia, carolinaramirezs@itm.edu.co

Referencias bibliográficas

V. Kraujalytė; P. R. Venskutonis; A. Pukalskas; L. Česonienė; R. Daubaras, “Antioxidant properties, phenolic composition and potentiometric sensor array evaluation of commercial and new blueberry (Vaccinium corymbosum) and bog blueberry (Vaccinium uliginosum) genotypes”, Food Chem., vol. 188, pp. 583–590, Dec. 2015. https://doi.org/10.1016/J.FOODCHEM.2015.05.031

J. Ávila-Román et al., “Phenolic compounds and biological rhythms: Who takes the lead?”, Trends Food Sci. Technol., vol. 113, pp. 77–85, Jul. 2021.https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.04.050

L. Ge; S.-P. Li; G. Lisak, “Advanced sensing technologies of phenolic compounds for pharmaceutical and biomedical analysis”, J. Pharm. Biomed. Anal., vol. 179, p. 112913, Feb. 2020. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2019.112913

J. Viganó et al., “Comprehensive analysis of phenolic compounds from natural products: Integrating sample preparation and analysis”, Anal. Chim. Acta, vol. 1178, p. 338845, Sep. 2021. https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338845

C. Ramón; M. A. Gil-Garzón, “Efecto de los parámetros de operación de la extracción asistida por ultrasonido en la obtención de polifenoles de uva: una revisión”, TecnoLógicas, vol. 24, no. 51, p. e1822, Jun. 2021. https://doi.org/10.22430/22565337.1822

D. Granato; J. S. Santos; L. G. Maciel; D. S. Nunes, “Chemical perspective and criticism on selected analytical methods used to estimate the total content of phenolic compounds in food matrices”, TrAC Trends Anal. Chem., vol. 80, pp. 266–279, Jun. 2016. https://doi.org/10.1016/j.trac.2016.03.010

A. Chiorcea‐Paquim; T. A. Enache; E. De Souza Gil; A. M. Oliveira‐Brett, “Natural phenolic antioxidants electrochemistry: Towards a new food science methodology”, Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., vol. 19, no. 4, pp. 1680–1726, Jul. 2020. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12566

J. Hoyos-Arbeláez; M. Vázquez; J. Contreras-Calderón, “Electrochemical methods as a tool for determining the antioxidant capacity of food and beverages: A review”, Food Chem., vol. 221, pp. 1371–1381, Apr. 2017. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.11.017

A. Aires; R. Carvalho; M. Matos; V. Carnide; A. P. Silva; B. Gonçalves, “Variation of chemical constituents, antioxidant activity, and endogenous plant hormones throughout different ripening stages of highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) cultivars produced in centre of Portugal”, J. Food Biochem., vol. 41, no. 6, p. e12414, Dec. 2017. https://doi.org/10.1111/jfbc.12414

G. Ozkan; S. ErcislI; A. Zeb; G. Agar; H. I. Sagbas; G. Ilhan, “Some Morphological and Biochemical Characteristics of Wild Grown Caucasian Whortleberry (Vaccinium arctostaphylos L.) Genotypes from Northeastern Turkey”, Not. Bot. Horti Agrobot. Cluj-Napoca, vol. 47, no. 2, pp. 378–383, Dec. 2018. https://doi.org/10.15835/nbha47111288

A. Lončarić et al., “Green Extraction Methods for Extraction of Polyphenolic Compounds from Blueberry Pomace”, Foods, vol. 9, no. 11, p. 1521, Oct. 2020. https://doi.org/10.3390/foods9111521

G.-I. Hidalgo; M. Almajano, “Red Fruits: Extraction of Antioxidants, Phenolic Content, and Radical Scavenging Determination: A Review”, Antioxidants, vol. 6, no. 1, p. 7, Jan. 2017. https://doi.org/10.3390/antiox6010007

J. Martín-Gómez; M. Á. Varo, J. Mérida; M. P. Serratosa, “Influence of drying processes on anthocyanin profiles, total phenolic compounds and antioxidant activities of blueberry (Vaccinium corymbosum)”, LWT, vol. 120, p. 108931, Feb. 2020. https://doi.org/10.1016/J.LWT.2019.108931

M. D. Nikolić et al., “Use of cyclic voltammetry to determine the antioxidant capacity of berry fruits: correlation with spectrophotometric assays”, Eur. J. Hortic. Sci., vol. 84, no. 3, pp. 152–160, Jun. 2019. https://doi.org/10.17660/eJHS.2019/84.3.5

C. Giovagnoli-Vicuña; S. Pizarro; V. Briones-Labarca; Á. Delgadillo, “A Square Wave Voltammetry Study on the Antioxidant Interaction and Effect of Extraction Method for Binary Fruit Mixture Extracts”, J. Chem., vol. 2019, pp. 1–10, Oct. 2019. https://doi.org/10.1155/2019/8706061

D. Prat et al., “CHEM21 selection guide of classical- and less classical-solvents”, Green Chem., vol. 18, no. 1, pp. 288–296, 2016. https://doi.org/10.1039/c5gc01008j

L. F. Ferreira et al., “Citric acid water-based solution for blueberry bagasse anthocyanins recovery: Optimization and comparisons with microwave-assisted extraction (MAE)”, LWT, vol. 133, p. 110064, Nov. 2020. https://doi.org/10.1016/J.LWT.2020.110064

A. Mizuno; G. Yamada; N. Ohtani, “Natural dye-sensitized solar cells containing anthocyanin dyes extracted from frozen blueberry using column chromatography method”, 2018 IEEE 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC) (A Joint Conference of 45th IEEE PVSC, 28th PVSEC & 34th EU PVSEC), pp. 1129-1131, Jun. 2018. https://doi.org/10.1109/PVSC.2018.8547843

C. J. Clarke; W.-C. Tu; O. Levers; A. Bröhl; J. P. Hallett, “Green and Sustainable Solvents in Chemical Processes”, Chem. Rev., vol. 118, no. 2, pp. 747–800, Jan. 2018. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00571

T. Welton, “Solvents and sustainable chemistry”, Proc. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci., vol. 471, no. 2183, p. 20150502, Nov. 2015. https://doi.org/10.1098/rspa.2015.0502

K. Häckl; W. Kunz, “Some aspects of green solvents” Comptes Rendus Chim., vol. 21, no. 6, pp. 572–580, Jun. 2018. https://doi.org/10.1016/j.crci.2018.03.010

F. Chemat et al., “Green extraction of natural products. Origins, current status, and future challenges,” TrAC - Trends Anal. Chem., vol. 118, pp. 248–263, Sep. 2019. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.05.037

Z. Idham; I. I. Muhamad; M. R. Sarmidi, “Degradation kinetics and color stability of spray-dried encapsulated anthocyanins from Hibiscus sabdariffa L.”, J. Food Process Eng., vol. 35, no. 4, pp. 522–542, Aug. 2012. https://doi.org/10.1111/j.1745-4530.2010.00605.x

A. Bunea; O. D. Rugina; A. M. Pintea; Z.Sconţa; C. I. Bunea; C. Socaciu, “Comparative Polyphenolic Content and Antioxidant Activities of Some Wild and Cultivated Blueberries from Romania”, Not. Bot. Horti Agrobot. Cluj-Napoca, vol. 39, no. 2, pp. 70-76, Nov. 2011. https://doi.org/10.15835/nbha3926265

W. E. Espinoza Manrique; L. C. A. Garzón Salcedo; O. J. Medina Vargas, “Validación de una metodología analítica para la cuantificación de polifenoles totales, en procesos de extracción asistida por microondas sobre frutos de la especie colombiana Vaccinium meridionale”, Rev. Colomb. Ciencias Químico Farm., vol. 45, no. 1, pp. 109–126, 2016. http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S0034-74182016000100007&script=sci_abstract&tlng=es

N. Benbouguerra; T. Richard; C. Saucier; F. Garcia, “Voltammetric behavior, flavanol and anthocyanin contents, and antioxidant capacity of grape skins and seeds during ripening (Vitis vinifera var. merlot, Tannat, and Syrah)”, Antioxidants, vol. 9, no. 9, pp. 1–19, Aug. 2020. https://doi.org/10.3390/antiox9090800

M. J. Rebelo; R. Rego; M. Ferreira; M. C. Oliveira, “Comparative study of the antioxidant capacity and polyphenol content of Douro wines by chemical and electrochemical methods”, Food Chem., vol. 141, no. 1, pp. 566–573, Nov. 2013. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.02.120

C. Aristizábal; A. F. Vargas; P. N. Alvarado, “Numerical determination of the correct solvents to extract a phytochemical from coffee pulp using Hansen solubility parameters, risk assessment, sustainability evaluation, and economic analysis”, DYNA, vol. 86, no. 211, pp. 138–147, Oct. 2019. https://doi.org/10.15446/dyna.v86n211.78530

F. Chemat; M. A. Vian; G. Cravotto, “Green extraction of natural products: Concept and principles”, Int. J. Mol. Sci., vol. 13, no. 7, pp. 8615–8627, Jul. 2012. https://doi.org/10.3390/ijms13078615

S. C. Moldoveanu; V. David, “Mobile Phases and Their Properties”, in Essentials in Modern HPLC Separations, Elsevier, 2013, pp. 363–447. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-385013-3.00007-0

S. Wahyuningsih; L. Wulandari; H. Munawaroh; A. H. Ramelan, “The Effect of pH and Color Stability of Anthocyanin on Food Colorant”, Int. Conf. Food Sci. Eng., vol. 193, 2017. https://doi.org/10.1088/1757-899X/193/1/012047

E. Rodrigues; N. Poerner; I. I. Rockenbach; L. V. Gonzaga; C. R. Mendes; R. Fett, “Phenolic compounds and antioxidant activity of blueberry cultivars grown in Brazil”, Food Sci. Technol., vol. 31, no. 4, pp. 911–917, Dec. 2011. https://doi.org/10.1590/s0101-20612011000400013

G. Giovanelli; S. Buratti, “Comparison of polyphenolic composition and antioxidant activity of wild Italian blueberries and some cultivated varieties”, Food Chem., vol. 112, no. 4, pp. 903–908, Feb. 2009. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.06.066

G. L. Fabiani; E. E. Pérez; L. Corral; A. R. Salguero; M. González; M. L. Tereschuk; H. J. Boggetti, “Evaluación del contenido de antioxidantes en extractos convencionales y supercríticos de arándano (Vaccinium corymbosum L.)”, Investig. en Fac. Ing. del NOA., pp. 1-6, Oct. 2013. https://blueberriesconsulting.com/evaluacion-del-contenido-de-antioxidantes-en-extractos-convencionales-y-supercriticos-de-arandano-vaccinium-corymbosum-l/

Consejo Superior de Política Fiscal, “Resolución número 0001 de 2015, por la cual se modifica el presupuesto de una Empresa Industrial y Comercial del Estado para la vigencia fiscal de 2015, (30 de diciembre de 2015). Resolución número 0001 de 2015, por la cual se modifica el presupuesto de una Empresa Industrial y Comercial del Estado para la vigencia fiscal de 2015 - 13 de Febrero de 2015 - Diario Oficial de Colombia - Legislación - VLEX 557502562

N. Colak et al., “Comparison of Phenolics and Phenolic Acid Profiles in Conjunction with Oxygen Radical Absorbing Capacity (ORAC) in Berries of Vaccinium arctostaphylos L. and V. myrtillus L.”, Polish J. Food Nutr. Sci., vol. 66, no. 2, pp. 85–91, 2016. https://doi.org/10.1515/pjfns-2015-0053

V. Dragović-Uzelac; Z. Savić; A. Brala; B. Levaj; D. Bursać Kovaćević; A. Biško, “Evaluation of phenolic content and antioxidant capacity of blueberry cultivars (Vaccinium corymbosum L.) grown in the northwest Croatia”, Food Technol. Biotechnol., vol. 48, no. 2, pp. 214–221, 2010. https://repozitorij.pbf.unizg.hr/islandora/object/pbf:3092

A. M. Mustafa et al., “A new HPLC-MS/MS method for the simultaneous determination of 36 polyphenols in blueberry, strawberry and their commercial products and determination of antioxidant activity”, Food Chem., vol. 367, p. 130743, Jan. 2022. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130743

M. Shi; H. Loftus; A. J. McAinch; X. Q. Su, “Blueberry as a source of bioactive compounds for the treatment of obesity, type 2 diabetes and chronic inflammation”, J. Funct. Foods, vol. 30, pp. 16–29, Mar. 2017. https://doi.org/10.1016/j.jff.2016.12.036

J. Muselík; M. García-Alonso; M. P. Martín-López; M. Žemlička; J. C. Rivas-Gonzalo, “Measurement of antioxidant activity of wine catechins, procyanidins, anthocyanins and pyranoanthocyanins”, Int. J. Mol. Sci., vol. 8, no. 8, pp. 797–809, Aug. 2007. https://doi.org/10.3390/i8080797

J. Koh; Z. Xu; L. Wicker, “Binding kinetics of blueberry pectin-anthocyanins and stabilization by non-covalent interactions”, Food Hydrocoll., vol. 99, p. 105354, Feb. 2020. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.105354

Cómo citar
[1]
J. F. Bedoya-Cataño, C. Ramón-Palacio, M. A. Gil-Garzón, y C. Ramírez-Sánchez, «Extracción de antioxidantes de los arándanos (Vaccinium corymbosum): efecto de solventes verdes sobre polifenoles totales, capacidad antioxidante y comportamiento electroquímico», TecnoL., vol. 25, n.º 53, p. e2277, jun. 2022.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.
Publicado
2022-06-01
Sección
Artículos de investigación

Métricas

Crossref Cited-by logo