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Microencapsulación mediante secado por atomización a partir de un extracto de los cálices de Hibiscus sabdariffa L.
Microencapsulation by spray drying from an extract of the calyces of Hibiscus sabdariffa L.
Microencapsulação por secagem por pulverização a partir de um extrato dos cálices de Hibiscus sabdariffa L.
DOI:
https://doi.org/10.15446/rev.colomb.quim.v50n1.88424Palabras clave:
secado por atomización, antocianinas, flavonoides, ácidos fenólicos, antioxidante, DPPH. (es)secagem por spray, antocianinas, flavonoides, ácidos fenólicos, antioxidantes, DPPH. (pt)
spray drying, anthocyanins, flavonoids, phenolic acids, antioxidant, DPPH. (en)
La investigación tuvo como objetivo definir las mejores condiciones de extracción asistida por ultrasonido de los cálices de H. sabdariffa L. y la obtención de polvos microencapsulados, mediante secado por aspersión. Los extractos fueron analizados, considerando como variables: disolvente (agua y agua/etanol) y la relación temperatura/tiempo de extracción (25 ºC/60 min y 60 ºC/30 min). Para el secado se evaluaron las variables temperatura de entrada (150 ºC; 190 ºC) y la mezcla de encapsulantes goma arábiga (G) y maltodextrina (MD) (G40/MD60; G60/MD40). Los parámetros utilizados para el análisis fueron: rendimiento, pH, °Bx, composición química (fenoles y antocianinas totales, CLAE-EM) y capacidad antioxidante (DPPH). La mejor condición para la extracción de polifenoles resultó ser con agua:etanol (80:20), a 60 °C y durante 30 min. Se identificó la presencia de ácidos fenólicos, glicósidos de flavonoles y las antocianinas (delfinidina-3-sambubiósido y cianidina-3-sambubiósido), como las señales de mayor intensidad. Con el secado por atomización a 150 °C y con G60/MD40, se logró el mayor contenido de fenoles totales y antocianinas, sin embargo, la capacidad antioxidante se favoreció a 150 °C y con G40/MD60. Las micropartículas obtenidas podrían valorarse como materia prima para la elaboración de fitofármacos o alimentos funcionales, considerando su fácil manipulación, posible estabilidad y su valor antioxidante.
The objective of the research was to define the best conditions for ultrasound-assisted extraction of H. sabdariffa L. calyces, and to obtain microencapsulated powders, by spray drying. The extracts were analyzed, considering as variables: extracting solvent (water and water/ethanol) and the temperature /extraction time ratio (25 ºC/60 min and 60 ºC/30 min). Inlet air temperature (150 ºC; 190 ºC) and the mixture of gum arabic (G) and maltodextrin (MD) as encapsulating agents (G40/MD60; G60/MD40) were the variables studied. The parameters used for the analysis were: yield, pH, °Bx, chemical composition (phenols and total anthocyanins, HPLC-MS), and antioxidant capacity (DPPH). The best polyphenols extraction conditions were water:ethanol (80:20), at 60 °C for 30 min. The presence of phenolic acids, flavonol glycosides, and anthocyanins (delphinidin-3-sambubioside and cyanidin-3-sambubioside) were identified as the signals of highest intensity. Inlet air temperature at 150 °C and G60/MD40 allowed the highest total phenols and anthocyanins content. However, the antioxidant capacity was better at 150 °C and G40/MD60. The microparticle obtained could be used as an ingredient for the preparation of phytopharmaceuticals or functional foods, considering their easy handling, and antioxidant capacity.
O objetivo da pesquisa foi definir as melhores condições para a extração assistida por ultrassom de H. sabdariffa L. calyces e obter pós microencapsulados, por meio de secagem por pulverização. Os extratos foram analisados considerando-se variáveis: menstruação (água e água/etanol) e a razão temperatura/tempo de extração (25 ºC/60 min e 60ºC/30 min). Para a secagem, os variais foram avaliados: temperatura de entrada (150 ºC; 190 ºC) e mistura dos encapsulantes goma arábica (G) e maltodextrina (MD) (G40/MD60; G60/MD40). Os parâmetros utilizados para a análise foram: rendimento, pH, °Bx, composição química (fenóis e antocianinas totais, HPLC-MS) e capacidade antioxidante (DPPH). A melhor condição de extração acabou com a água: etanol (80:20), a 60 °C e por 30 min. A presença de ácidos fenólicos, flavonol glicosídeos e antocianinas (delfinidin-3-sambubiosídeo e cianidin-3-sambubiosídeo) foram identificados como sinais de maior intensidade. Com a secagem por pulverização a 150 °C e com G60/MD40, foi atingido o maior teor de fenóis e antocianinas totais, no entanto, a capacidade antioxidante foi favorecida a 150 °C e com G40/MD60. As microcápsulas obtidas podem ser utilizadas como matéria-prima na preparação de fitofarmacêuticos ou alimentos funcionais, considerando seu fácil manuseio, possível estabilidade e seu valor antioxidante.
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G. Riaz & R. Chopra, “A review on phytochemistry and therapeutic uses of Hibiscus sabdariffa L.”, Biomed. Pharmacother, vol. 102, pp. 575-586, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.03.023
M. S. Navidad-Murrieta, A. Pérez-Larios, J. A. Sanchéz-Burgos, J. A. Ragazzo-Sánchez, G. Luna-Bárcenas & S. G. Sáyago-Ayerdi, “Use of a taguchi design in Hibiscus sabdariffa extracts encapsulated by spray-drying”, Foods, vol. 9, n.o 2, pp. 128, 2020. https://doi.org/10.3390/foods9020128
T. C. Wallace & M. M. Giusti, “Anthocyanins-nature’s bold, beautiful, and health-promoting colors”, Foods, vol. 8, n.o 11, pp. 550, 2019. doi: 10.3390/foods8110550
A. Smeriglio, D. Barreca, E. Bellocco & D. Trombetta, “Chemistry, pharmacology and health benefits of anthocyanins”, Phytother. Res., vol. 30, n.o 8, pp. 1265-1286, 2016. DOI: https://doi.org/10.1002/ptr.5642
M. F. Sotomayor y D. A. Vargas, “Optimización de extracción, microencapsulación y evaluación de la capacidad antioxidante de antocianinas de flor de Jamaica (Hibiscus sabdariffa) mediante secado por aspersión”, Tesis de Grado, Universidad Zamorano, 2017.
E. Morales‐Luna, I. F. Pérez‐Ramírez, L. M. Salgado, E. Castaño‐Tostado, C. A. Gómez‐Aldapa & R. Reynoso‐Camacho, “The main beneficial effect of roselle (Hibiscus sabdariffa) on obesity is not only related to its anthocyanin content”, J. Sci. Food Agric., vol. 99, n.o 2, pp. 596-605, 2019. DOI: 10.1002/jsfa.9220
J. Pinela, M. A. Prieto, E. Pereira, I. Jabeur, M. F. Barreiro, L. Barros & I. C. Ferreira, “Optimization of heat - and ultrasound- assisted extraction of anthocyanins from Hibiscus sabdariffa calyces for natural food colorants”, Food Chem., vol. 275, pp. 309-321, 2019. DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.09.118
I. Ifie, B. E. Ifie, D. O. Ibitoye, L. J. Marshall & G. Williamson, “Seasonal variation in Hibiscus sabdariffa (Roselle) calyx phytochemical profile, soluble solids and α-glucosidase inhibition”, Food Chem., vol. 261, pp. 164-168, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.04.052
C. Salazar-González, F. Vergara-Balderas, A. Ortega-Regules & J. Beltrán, “Antioxidant properties and color of Hibiscus sabdariffa extracts”, Cienc. e Investig. Agrar., vol. 39, n.o 1, pp. 79-90, 2012. https://doi.org/10.4067/S0718-16202012000100006
F. Chemat, N. Rombaut, A. G. Sicaire, A. Meullemiestre, A. S. Fabiano-Tixier & M. Abert-Vian, “Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review”, Ultrason Sonochem, vol. 34, pp. 540-560, 2017. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2016.06.035
S. Mahdavi, S. Jafari, M. Ghorbani, E. Assadpoor, “Spray-Drying microencapsulation of anthocyanins by natural biopolymers: a review”, Dry. Technol., vol. 32 n.o 5, pp. 509-518. 2014. DOI: https://doi.org/10.1080/07373937.2013.839562
Y. Yajing & L. Yuanping, “Degradation kinetic of anthocyanins from rose (Rosa rugosa) as prepared by microencapsulation in freeze-drying and spray-drying”, Int. J. Food Prop., vol. 22, n.o 1, pp. 2009-2021, 2019. DOI: https://doi.org/10.1080/10942912.2019.1701011
M. Shishir & W. Chen, “Trends of spray drying: A critical review on drying of fruit and vegetable juices”, Trends Food Sci. Tech., vol. 65, pp. 49-67, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2017.05.006
C. A. Gómez-Aldapa, J. Castro-Rosas, E. Rangel-Vargas, R. O. Navarro-Cortez, Z. E. Cabrera-Canales, L. Díaz-Batalla, F. Martínez-Bustos, F. A. Guzmán-Ortiz, R. & N. Falfan-Cortes, “A modified Achira (Canna indica L.) starch as a wall material for the encapsulation of Hibiscus sabdariffa extract using spray drying”, Food Res. Int., vol. 119, pp. 547-553, 2019. DOI: 10.1016/j.foodres.2018.10.031.
D. Díaz-Bandera, A. Villanueva-Carvajal, O. Dublán-García, B. Quintero-Salazar, A. Dominguez-López, “Assessing release kinetics and dissolution of spray-dried Roselle (Hibiscus sabdariffa L.) extract encapsulated with different carrier agents”, LWT-Food Sci. Technol, vol. 64, n.o 2, pp. 693-698, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.06.047
Z. Idham, I. Muhamad & M. Sarmidi, “Degradation kinetics and color stability of spray-dried encapsulated anthocyanins from Hibiscus sabdariffa L.”, J. Food Process Eng., vol. 35, n.o 4, pp. 522-542, 2012. DOI: 10.1111/j.1745-4530.2010.00605.x
M. Miranda-Martínez y A. Cuéllar-Cuéllar, Farmacognosia y productos naturales. La Habana: Editorial Félix Varela, 2000.
Servicio Ecuatoriano de Normalización, “NTE INEN 2392”, 2016. [En línea]. Available: https://181.112.149.204/buzon/normas/nte_inen_2392.pdf. [Acceso: 09-06-2019].
M. Campo, C. G. Sojos, E. V. Bastidas, K. M. Silva, N. L Matute, J. V. Cun, O. Cuesta Rubio, C. G. Jaramillo & I. Márquez, “Infusión de hojas de Moringa oleifera L. (moringa) y cascarilla de Theobroma cacao L (cacao)”, Rev. Cub. Plantas Medicinales, vol. 24, n.o 1, 2019.
M. Giusti & R. Wrolstad, “Characterization and Measurement of Anthocyanins by UV-visible Spectroscopy”, LWT- Food Sci. Technol., vol. 2 n.o 2, pp. 19-31, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5
W. Brand Williams, M. E. Cuvelier & C. Berset, “Use of a Free Radical Method to evaluate Antioxidant Activity”, LWT - Food Sci. Technol., vol. 28, no 1, pp. 25-30, 1995. DOI: https://doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5
I. Jabeur, E. Pereira, C. Caleja, R. C. Calhelha, M. Soković, L. Catarino, .... I. C. Ferreira, “Exploring the chemical and bioactive properties of Hibiscus sabdariffa L. calyces from Guinea-Bissau (West Africa)”, Food Funct., vol. 10, n.o 4, pp. 2234-2243, 2019. DOI: https://doi.org/10.1039/C9FO00287A
C. Salazar González, F. Vergara Balderas, A. Ortega Regules & J. Beltrán, “Antioxidant properties and color of Hibiscus sabdariffa extracts”, Cienc. e Investig. Agrar., vol. 39, n.o 1, pp. 79-90, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.4067/S0718-16202012000100006
H. Sindi, L. Marshall & M. Morgan, “Comparative chemical and biochemical analysis of extracts of Hibiscus sabdariffa”, Food Chem., vol. 164, pp. 23-29, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.04.097
C. Timberlake, “Anthocyanins —Occurrence, extraction and chemistry”, Food Chem., vol. 5, n.o 1, pp. 69-80, 1980. DOI: https://doi.org/10.1016/0308-8146(80)90065-5
P. Chumsri, A. Sirichote & A. Itharat, “Studies on the optimum conditions for the extraction and concentration of roselle (Hibiscus sabdariffa Linn.) extract”, Songklanakarin Journal of Science & Technology, vol. 30, n.o 1, 2008.
A. Castañeda Ovando, M. Pacheco Hernández, M. Páez Hernández, J. Rodríguez & C. Galán Vidal, “Chemical studies of anthocyanins: A review”, Food Chem., vol. 113, n.o 4, pp. 859-871, 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.09.001
J. B. Hutchings, Food Color and Appearance, Bedford: Springer US, 1999, p. 620.
C. Anokwuru, I. Esiaba, O. Ajibaye y A. Adesuyi, “Polyphenolic content and antioxidant activity of Hibiscus sabdariffa calyx”, Res. J. Med. Plant, vol. 5, pp. 557-566, 2011. DOI: https://doi.org/10.3923/rjmp.2011.557.566
O. O. Olaokun & N. M. Mkolo, “Biological activity of infusion and decoction extracts of Hibiscus sabdariffa L. calyces”, Bangladesh J Bot., vol. 49, n.o 1, pp. 171-177, 2020.
K. Amoateng, P. Dorcas, O. Safo & E. Kwami, “Antimicrobial activity of Hibiscus sabdariffa extract against bacteria”, Annals of Complementary and Alternative Medicine, vol. 1, n.o 2, 2017.
A. Piovesana, E. Rodrigues & C. Zapata, “Composition analysis of carotenoids and phenolic compounds and antioxidant activity from hibiscus calyces (Hibiscus sabdariffa L.) by HPLC-DAD-MS/MS”, Phytochem. Anal., vol. 30, n.o 2, pp. 208-217, 2019. DOI: https://doi.org/10.1002/pca.2806
I. C. Rodríguez Medina, R. Beltrán Debón, V. M. Molina, C. Alonso Villaverde, J. Joven, J. A. Menendez & A. Fernández Gutiérrez, “Direct characterization of aqueous extract of Hibiscus sabdariffa using HPLC with diode array detection coupled to ESI and ion trap MS”, J. Sep. Sci., vol. 32, n.o 20, pp. 3441-3448, 2009. DOI: https://doi.org/10.1002/jssc.200900298
I. Jabeur, E. Pereira, L. Barros, R. C. Calhelha, M. Soković, M. B. P. Oliveira & I. C. Ferreira, “Hibiscus sabdariffa L. as a source of nutrients, bioactive compounds and colouring agents”, Food Res. Int., vol. 100, pp. 717-723, 2017. DOI: 10.1016/j.foodres.2017.07.073
A. Sinela, N. Rawat, C. Mertz, N. Achir, H. Fulcrand & M. Dornier, “Anthocyanins degradation during storage of Hibiscus sabdariffa extract and evolution of its degradation products&, Food Chem., vol. 214, pp. 234-241, 2017. DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.07.071
S. M. Ezzat, M. M. Salama, S. H. Seif el-Din, S. Saleh, N. M. El-Lakkany, O. A. Hammam & S. S. Botros, “Metabolic profile and hepatoprotective activity of the anthocyanin-rich extract of Hibiscus sabdariffa calyces”, Pharm. Biol., vol. 54, n.o 12, pp. 3172-3181, 2016. DOI: 10.1080/13880209.2016.1214739
T. Andzi Barhé & G. Feuya Tchouya, “Comparative study of the anti-oxidant activity of the total polyphenols extracted from Hibiscus Sabdariffa L., Glycine max L. Merr., yellow tea and red wine through reaction with DPPH free radicals”, Arab. J. Chem., vol. 9, n.o 1, pp. 1-8, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2014.11.048
A. S. N. Formagio, D. D. Ramos, M. C. Vieira, S. R. Ramalho, M. M. Silva, N. A. H. Zárate, M. A. Foglio & J. E. Carvalho, “Phenolic compounds of Hibiscus sabdariffa and influence of organic residues on its antioxidant and antitumoral properties”, Brazilian J. Biol., vol. 75, n.o 1, pp. 69-76, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/1519-6984.07413
B. López, L. Carvajal & L. Millan, “Establecimiento de condiciones de la mezcla de pulpa de banano (Musa paradisiaca L.) para someter a secado por aspersion”, Vitae, vol. 16, n.o 3, pp. 287-296, 2009.
P. Mishra, S. Mishra & C. Mahanta, “Effect of maltodextrin concentration and inlet temperature during spray drying on physicochemical and antioxidant properties of amla (Emblica officinalis) juice powder”, Food Bioprod. Process., vol. 92, n.o 3, pp. 252-258, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fbp.2013.08.003
Páramo, V. Robles, A. García & G. Rodríguez, “Efecto de la adición de goma arábiga y maltodextrina sobre las propiedades del ajo deshidratado por aspersión”, V Congreso Iberoamericano Tecnológico Postcosecha y Agroexportaciones, pp. 1061-1071, 2007.
L. Naddaf, B. Avalo & M. Oliveros, “Spray-dried natural orange juice encapsulants using maltodextrin and gum arabic”, Rev. Tec. la Fac. Ing. Univ. del Zulia, vol. 35, n.o 1, pp. 20-27, 2012.
S. Ersus & U. Yurdagel, “Microencapsulation of anthocyanin pigments of black carrot (Daucus carota L.) by spray drier”, J. Food Eng., vol. 80, n.o 3, pp. 805-812, 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.07.009
D. Jiménez-Aguilar, A. Ortega-Regules, J. Lozada-Ramírez, M. Pérez-Pérez, E. Vernon-Carter & J. Welti-Chanes, “Color and chemical stability of spray-dried blueberry extract using mesquite gum as wall material”, J. Food Compos. Anal., vol. 24, n.o 6, pp. 889-894, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jfca.2011.04.012
L. Zhang, D. Mou & Y. Du, “Procyanidins: Extraction and microencapsulation”, J. Sci. Food Agric., vol. 87, pp. 2192-2197, 2007.
F. Shahidi & M. Naczk, Phenolics in food and nutraceuticals, 2nd ed. Boca Ratón: CRC Press, 2003.
C. Nayak & N. Rastogi, “Effect of Selected Additives on Microencapsulation of Anthocyanin by Spray Drying”, Dry. Technol., vol. 28, n.o 12, pp. 1396-1404, 2010. DOI: https://doi.org/10.1080/07373937.2010.482705
G. Arrazola, I. Herazo & A. Alvis, “Microencapsulación de antocianinas de berenjena (Solanum melongena L.) mediante secado por aspersión y evaluación de la estabilidad de su color y capacidad antioxidante”, Inf. Tecnol., vol. 25, n.o 3, pp. 31-42, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642014000300006
D. Archaina, F. Vasile, J. Jiménez‐Guzmán, L. Alamilla‐Beltrán & C. Schebor, “Physical and functional properties of roselle (Hibiscus sabdariffa L.) extract spray dried with maltodextrin‐gum arabic mixtures”, J Food Process Preserv., vol. 43, no 9:e14065, 2019. DOI: https://doi.org/10.1111/jfpp.14065
S. Cid-Ortega & J. Á. Guerrero-Beltrán, “Microencapsulation of Hibiscus sabdariffa (Roselle) extracts by spray drying using maltodextrin and gum arabic as carriers”, J. Food Res., vol. 9, n.o 5, pp. 53-66, 2020. DOI: https://doi.org/10.5539/jfr.v9n5p53
C. Sánchez-Feria, V. A. González-Hernández, Y. Salinas-Moreno & N. Cruz-Huerta, “Efecto de genotipo y ambiente en la calidad fisicoquímica de variedades mexicanas de Hibiscus sabdariffa L.”, Agrociencia, vol. 51, n.o 5, pp. 525-541, 2017. Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=30252307004
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