Obtención de antioxidantes en polvo a partir de alperujo de oliva empleando beta-ciclodextrina como solvente de extracción

MARAULO, GASTÓN E; DOS SANTOS, CRISTINA; MAZZOBRE, M. FLORENCIA

CABA

Congreso; XXXII Congreso Argentino de Química; 2019

La argentina ha incrementado su producción de aceite de oliva en los últimos años posicionándose como el principal productor y exportador en América (COI, 2018). Debido a las características de dicha producción se generan grandes cantidades de residuos que son contaminantes a causa de sus altas demandas biológicas y químicas. El residuo se denomina alperujo y posee un importante contenido de bioactivos, altamente valorados. Resulta de interés desarrollar un método optimizado que permita extraerlos de forma amigable con el medio ambiente. Actualmente las técnicas de extracción en agua o soluciones acuosas de ciclodextrinas asistidas por ultrasonido, se presentan como alternativas novedosas y no contaminantes a los métodos tradicionales de extracción con solventes orgánicos (Gao et al., 2016). El ultrasonido disminuye los tiempos y mejora los rendimientos respecto de las técnicas de extracción convencionales (Nayak et al., 2015). La β-ciclodextrina es un oligosacárido cíclico que forma complejos de inclusión con compuestos no polares, y modificar así sus propiedades fisicoquímicas, pudiendo aumentar su solubilidad en agua y su estabilidad (Szente et al., 2004). El objetivo del presente trabajo fue obtener un extracto rico en compuestos antioxidantes a partir de alperujo de oliva por medio de la optimización de la extracción, en soluciones acuosas de β-ciclodextrina (BCD), asistida por ultrasonido y agitación, y posterior caracterización del extracto deshidratado por liofilización.Los ensayos se realizaron utilizando alperujo obtenido a partir de las variedades Arbequina y Arauco, en San Juan. Como pre-tratamiento el alperujo se deshidrató en corriente de aire a 60ºC durante 3 h, se molió y tamizó empleando una malla de poro de 420 µm. Se estudió la extracción en las siguientes condiciones: relación másica alperujo:solvente 1:20, ultrasonicación (0, 5, 10, 15 min) a 0ºC y agitación magnética (21h a distintas temperaturas (33 y 60°C)). Se ensayaron como solventes: agua o soluciones acuosas de BCD (3, 5, 7, 10 y 15mM). La eficiencia de las condiciones de extracción se evaluó determinando capacidad antirradicalaria (AO, ensayo de DPPH●), poder reductor (PR, ensayo de FRAP) y contenido de polifenoles totales (CPT, Folin-Ciocalteu). A su vez, se empleó calorimetría diferencial de barrido (DSC) para estudiar las interacciones de los principales componentes del alperujo con la BCD presente en las soluciones de extracción. Una vez obtenidas las condiciones optimas de extracción en agua y en solución acuosa de BCD, se liofilizaron los sistemas y posteriormente se molieron. En cada caso se obtuvieron las isotermas de sorción de agua a 25ºC, y se realizaron determinaciones de características cromáticas en el espacio de color CIELAB (colorímetro Minolta Co, modelo CR400) y de capacidad antioxidante de los polvos equilibrados a distintas humedades relativas.La extracción en agua y en BCD asistida por ultrasonido combinada con una posterior agitación permitió mejorar la AO y el PR de las muestras respecto de las sólo agitadas, obteniéndose un máximo a los 10 min de tratamiento por ultrasonido. La AO y el PR se incrementaron con el aumento de la temperatura con ambos solventes. Respecto al solvente de extracción, se observó que tanto el CPT, el PR como la AO se incrementaron a medida que aumenta la concentración de BCD en agua, siendo la solución acuosa de BCD 15mM la que favoreció en mayor medida la extracción de compuestos con AO. Se observó en los termogramas obtenidos por DSC de las muestras en polvo con BCD la desaparición de la señal endotérmica correspondiente a la fusión del hidroxitirosol, respecto de las que no tenían BCD. Esto evidenció la posible encapsulación del HT en la BCD. Se observaron diferencias importantes entre el polvo obtenido a partir de la extracción en agua y el obtenido a partir de la extracción en solución de BCD. En ambos casos, se obtuvieron isotermas de sorción de forma sigmoidea. Sin embargo en presencia de BCD los polvos fueron menos higroscópicos, con mejores características cromáticas y mantuvieron la capacidad antioxidante luego del almacenamiento a distintas humedades relativas (11-85 % HR). Se logró obtener un extracto en polvo estable a partir del alperujo, maximizando la obtención de compuestos con AO cuando se combinaron las soluciones acuosas de BCD (15mM) con ultrasonido (10min) y agitación (21 h a 60 C), permitiendo disponer de un método no contaminante y eficiente para extraer compuestos naturales de interés evitando el uso de solventes orgánicos. El extracto con BCD deshidratado permite disponer de un ingrediente no solo con mayor capacidad antioxidante que el obtenido utilizando agua como solvente sino que con mejores características fisicoquímicas y buena estabilidad de los compuestos bioactivos. Los resultados de este trabajo muestran el gran potencial del uso de soluciones acuosas de ciclodextrina en combinación con ultrasonido, como opción ecológica para favorecer la extracción en agua de compuestos no polares de interés, evitando así el uso de solventes orgánicos.