Publicado

2019-09-01

Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale

pplication of a 23 factorial design in the assisted extraction by microwave and evaluation of the antioxidant activity of the compounds present in Vaccinium meridionale fruits

DOI:

https://doi.org/10.15446/rcciquifa.v48n3.84983

Palabras clave:

DPPH•, Vaccinium meridionale, MAE, diseño factorial, antioxidantes (es)
DPPH•, Vaccinium meridionale, MAE, factorial design, antioxidants (en)

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Autores/as

  • Wilson Ávila Ávila Grupo de Investigación en Química y Tecnología de Alimentos, Facultad de Ciencias, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Avenida Central del Norte 39-115, Código postal 150003, Tunja, Boyacá
  • Oscar J. Medina Vargas Grupo de Investigación en Química y Tecnología de Alimentos, Facultad de Ciencias, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Avenida Central del Norte 39-115, Código postal 150003, Tunja, Boyacá
  • Lucía M. Moreno Bastidas Grupo de Investigación en Química y Tecnología de Alimentos, Facultad de Ciencias, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Avenida Central del Norte 39-115, Código postal 150003, Tunja, Boyacá

El arándano (Vaccinium meridonale) forma parte de la familia Ericaceae; es un fruto rico en compuestos polifenólicos como antocianinas y flavonoides con propiedades antioxidantes, compuestos que presentan algunas características para la inhibición de radicales libres.  Se empleó un diseño factorial 23 para investigar los efectos de las variables temperatura, tiempo y el porcentaje de etanol en la extracción asistida por microondas (MAE) de los antioxidantes presentes en frutos de arándanos, como técnica alternativa, con la cual se pretende una economía destacable en cuanto al empleo de disolventes, tiempo y energía, en comparación con los procesos de extracción convencionales. Las extracciones se realizaron bajo las siguientes condiciones: temperatura (343,15 -383,15 K), tiempo (5-15 minutos), %EtOH (0-80%). Se planteó un diseño factorial, con un total de 8 experimentos para determinar la influencia de la relación de las variables en el proceso de extracción de compuestos con actividad antioxidante por el método de DPPH•, obteniendo un modelo factorial de primer orden con interacciones, bajo un nivel de confianza del 100% y R2=1. El diseño experimental y la evaluación de los resultados se realizó con el software R Studio® versión libre.

Blueberry (Vaccinium meridionale) forms part of the family Ericaceae; it is a fruit rich in flavonoids and anthocyanins (polyphenols), which have antioxidant properties and also shows some properties suitable for inhibition of free radicals.  A 23 factorial design was performed to investigate the variables effects: temperature, time and the ethanol percentage %, on the antioxidants extraction process by Microwave Assisted Extraction (MAE).  The extraction conditions were: temp (343.15-383.15 K), time (5-15 min), ethanol (0- 80%).  A factorial design was performed, with a total of 8 experiments, allowing to determine the influence of the relation of the variables related to the extraction process of compounds with antioxidant activity by DPPH• method, getting a first order factorial model with interactions and a 100% reliability level and a R2 =1. The experimental design and evaluation of the results were performed with the software R Studio® free version. 

Referencias

N. Socorro, K. Arévalo, M. Verde, C. Rivas, M. Araday, M. Nuñez, M. Morales., Antocianinas y actividad anti radicales libres de Rubus adenotrichus Schltdl (zarzamora), Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas, 43, 66-71 (2011).

M. Valko, C.J. Rhodes, J. Moncol, M. Izakovic, M. Mazur, Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer, Chem. Biol. Interact., 160(1), 1-40 (2006).

M. Valko, D. Leibfritz, J. Moncol, M. Cronin, M. Mazur, J. Telser, Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease, Int. J. Biochem. Cell Biol., 39(1), 44-84 (2007).

E. Viado-Pupo, L. Gómez-Robles, I. Campana-Marrero, Estrés oxidativo, Correo Científico Médico, 21(1), 171-186 (2017).

F. Chamorro, G. Nates, Biología floral y reproductiva de Vaccinium meridionale (Ericaceae) en los Andes orientales de Colombia, Revista de Biología Tropical, 63(4), 1197-1212 (2015).

Y. Franco, B. Rojano, A. Alzate, D. Morales, M. Maldonado, Efecto del tiempo de almacenamiento sobre las características fisicoquímicas, antioxidantes y antiproliferativa de néctar de agraz (Vaccinium meridionale Swartz), Archivos Latinoamericanos de Nutrición, 66(4), 261-271 (2016).

C. Gaviria-Montoya, J.D. Hernandez-Arredondo, M. Lobo-Arias, C.I. Medina-Cano, B.A. Rojano, Cambios en la actividad antioxidante en frutos de mortiño (Vaccinium meridionale Sw.) durante su desarrollo y maduración, Rev. Fac. Nal. Agr. Medellin, 65(1), 6487-6495 (2012).

G. Garzón, C. Narváez, K. Riedl, S. Schwartz, Chemical composition , anthocyanins, non-anthocyanin phenolics and antioxidant activity of wild bilberry (Vaccinium meridionale Swartz) from Colombia, Food Chem., 122, 980-986 (2015).

M. Letellier, H. Budzinski, Microwave assisted extraction of organic compounds, Analusis, 27, 259-271 (1999).

M. Gallo, R. Ferracane, G. Graziani, A. Ritieni, V. Fogliano, Microwave assisted extraction of phenolic compounds from four different spices, Molecules, 15(9), 6365-6374 (2010).

Z. Liu, J. Wang, P. Shen, C. Wang, Y. Shen, Microwave-assisted extraction and high-speed counter-current chromatography purification of ferulic acid from Radix Angelicae sinensis, Separation and Purification Technology, 52(1), 18-21 (2006).

B. Nayak, F. Dahmoune, K. Moussi, H. Remini, S. Dairi, O. Aoun, M. Khodir, Comparison of microwave, ultrasound and accelerated-assisted solvent extraction for recovery of polyphenols from Citrus sinensis peels, Food Chemistry, 187, 507-516 (2015).

D.C. Montgomery, Diseño y análisis de experimentos, 2ª ed., Limusa-Wiley, México, 2005, p. 170-301.

W.E. Espinosa-Manrique, L.C.A. Garzon-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. Cienc. Quím. Farm., 45(1), 109-126 (2016).

L.M. Zapata, A.M. Heredia, C.F. Quinteros, A.D. Malleret, G. Clemente, J.A. Cárcel, Optimización de la extracción de antocianinas de arándanos, Ciencia, Docencia y Tecnologia, 25(49), 166-192 (2014).

W.E. Espinosa, L.C.A. Garzón, O.J. Medina, Microwave-assisted extraction in dry fruit of andean species Vaccinium meridionale: Experimental conditions on the recovery of total polyphenols, Ciência e Agrotecnologia, 41(6), 701-712 ( 2017).

R. Ramesh, R.J. Shakila, B. Sivaraman, P. Ganesan, P. Velayutham, Optimization of the gelatinization conditions to improve the expansion and crispiness of fish crackers using RSM, LWT-Food Science and Technology, 89, 248-254 (2018).

J. Song, D. Li, C. Liu, Y. Zhang, Optimized microwave-assisted extraction of total phenolics (TP) from Ipomoea batatas leaves and its antioxidant activity, Innovative Food Science & Emerging Technologies, 12, 282-287 (2011).

E. Marta-Kuskoski, A. Garcia-Asuero, A.M. Troncoso, J. Mancini-Filho, R. Fett, Aplicación de diversos métodos químicos para determinar actividad antioxidante en pulpa de frutos, Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, 25, 726-732 (2005).

A. Floegel, D.-O. Kim, S.-J. Chung, S.I. Koo, O.K. Chun, Comparison of ABTS/DPPH• assays to measure antioxidant capacity in popular antioxidant-rich US foods, Journal of Food Composition and Analysis, 24(7), 1043-1048 (2011).

L.J. Bernal-Rueda, Evaluación de las propiedades bioactivas de mora (Rubus glaucus) y agraz (Vaccinium meridionale Swartz), en fresco y durante procesos de transformación, Tesis de Maestría, Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín, 2012, p. 48-80 .

S.S. Kashyap, P.R. Gogate, S.M. Joshi, Ultrasound assisted synthesis of biodiesel from karanja oil by interesterification : Intensification studies and optimization using RSM, Ultrasonics Sonochemistry, 50, 36-45 (2019).

W. Brand-Williams, M.E. Cuvelier, C. Berset, Use of free radical method to evaluate antioxidant ac¬tivity, LWT-Food Science and Technology, 28(1), 25-30 (1995).

D.-O. Kim, K.W. Lee, H.J. Lee, C.Y. Lee, Vitamin C equivalent antioxidant capacity (VCEAC) of phe¬nolics phytochemicals, J. Agric. Food Chem., 50(13), 3713-3717 (2002).

R. Tabarak, A. Nateghi, Optimization of ultrasonic-assisted extraction of natural antioxidants from rice bran using response surface methodology, Ultrasonics Sonochemistry, 18(6), 1279-1286 (2011).

S. Sahin, O. Aybaster, E. Isik, Optimisation of ultrasonic-assisted extraction of antioxidant compounds from Artemisia absinthium using response surface methodology, Food Chem, 141, 1361-1368 (2013).

M. Gamboa, F. Viquez, E. Cubero, Utilización del método de superficie de respuesta para formular una base de banano (Musa AAA) para batidos, Rev. Venez. Cienc. Tecnol. Aliment., 1(1), 81-94 (2014).

I.E. Garofulić, V. Dragović-Uzelac, A.R. Jambrak, M. Jukić, The effect of microwave assisted extraction on the isolation of anthocyanins and phenolic acids from sour cherry Marasca (Prunus cerasus var. Marasca), Journal of Food Engineering, 117(4), 437-442 (2013).

G. Cano, J. Velasquez, V. Fierro, Evaluación de los efectos producidos por la temperatura y la relación agente activante/carbón en la preparación de carbones activados para almacenamiento de hidrógeno, Revista Investigaciones Aplicadas, 2(1), 15-21 (2008).

I. Miller, J. Freund, R. Johnson, Probabilidad y Estadistica Para Ingenieros, 4ª ed., Prentice-Hall Hispanoamericana S.A, México, 2000, p. 160-488.

A. Arteaga, H. Arteaga, Optimización de la capacidad antioxidante, contenido de antocianinas y capacidad de rehidratación en polvo de arándano (Vaccinium corymbosum) microencapsulado con mezclas de hidrocoloides, Scientia Agropecuaria, 7, 191-200 (2016).

J. Švarc-Gajic, Z. Stojanovic, A. Segura-Carretero, D. Arráez-Román, I. Borrás, I. Vasiljevic, Development of a microwave-assisted extraction for the analysis of phenolic compounds from Rosmarinus officinalis, Journal of Food Engineering, 119(3), 525-532 (2013).

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APA

Ávila Ávila, W., Medina Vargas, O. J. y Moreno Bastidas, L. M. (2019). Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale. Revista Colombiana de Ciencias Químico-Farmacéuticas, 48(3). https://doi.org/10.15446/rcciquifa.v48n3.84983

ACM

[1]
Ávila Ávila, W., Medina Vargas, O.J. y Moreno Bastidas, L.M. 2019. Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale. Revista Colombiana de Ciencias Químico-Farmacéuticas. 48, 3 (sep. 2019). DOI:https://doi.org/10.15446/rcciquifa.v48n3.84983.

ACS

(1)
Ávila Ávila, W.; Medina Vargas, O. J.; Moreno Bastidas, L. M. Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale. Rev. Colomb. Cienc. Quím. Farm. 2019, 48.

ABNT

ÁVILA ÁVILA, W.; MEDINA VARGAS, O. J.; MORENO BASTIDAS, L. M. Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale. Revista Colombiana de Ciencias Químico-Farmacéuticas, [S. l.], v. 48, n. 3, 2019. DOI: 10.15446/rcciquifa.v48n3.84983. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/rccquifa/article/view/84983. Acesso em: 15 jul. 2024.

Chicago

Ávila Ávila, Wilson, Oscar J. Medina Vargas, y Lucía M. Moreno Bastidas. 2019. «Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale». Revista Colombiana De Ciencias Químico-Farmacéuticas 48 (3). https://doi.org/10.15446/rcciquifa.v48n3.84983.

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Ávila Ávila, W., Medina Vargas, O. J. y Moreno Bastidas, L. M. (2019) «Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale», Revista Colombiana de Ciencias Químico-Farmacéuticas, 48(3). doi: 10.15446/rcciquifa.v48n3.84983.

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W. Ávila Ávila, O. J. Medina Vargas, y L. M. Moreno Bastidas, «Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale», Rev. Colomb. Cienc. Quím. Farm., vol. 48, n.º 3, sep. 2019.

MLA

Ávila Ávila, W., O. J. Medina Vargas, y L. M. Moreno Bastidas. «Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale». Revista Colombiana de Ciencias Químico-Farmacéuticas, vol. 48, n.º 3, septiembre de 2019, doi:10.15446/rcciquifa.v48n3.84983.

Turabian

Ávila Ávila, Wilson, Oscar J. Medina Vargas, y Lucía M. Moreno Bastidas. «Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale». Revista Colombiana de Ciencias Químico-Farmacéuticas 48, no. 3 (septiembre 1, 2019). Accedido julio 15, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/rccquifa/article/view/84983.

Vancouver

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Ávila Ávila W, Medina Vargas OJ, Moreno Bastidas LM. Aplicación de un diseño factorial 23 en la extracción asistida por microondas y evaluación de la actividad antioxidante de los compuestos presentes en frutos de Vaccinium meridionale. Rev. Colomb. Cienc. Quím. Farm. [Internet]. 1 de septiembre de 2019 [citado 15 de julio de 2024];48(3). Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/rccquifa/article/view/84983

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CrossRef citations1

1. David Acevedo, Andres Apolinario, Steve Camargo. (2022). Performance Analysis of a Photovoltaic System Using Factorial Design in the Sector La Ribera, Huancayo, June 2022. 2022 Asia Power and Electrical Technology Conference (APET). , p.440. https://doi.org/10.1109/APET56294.2022.10073450.

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