Optimización del proceso de extracción supercrítica de los polifenoles de la vaina de Tara (Caesalpinia spinosa)

Abstract

La tara, Caesalpinia spinosa, especie nativa de Perú, ampliamente distribuida en Latinoamérica (Venezuela, Colombia, Ecuador, Perú, Bolivia, Chile) se encuentra al estado silvestre y posee un gran potencial médico, alimenticio e industrial, siendo de gran utilidad para la producción de hidrocoloides o gomas, taninos y ácido gálico, entre otros. El objetivo de esta memoria fue estudiar el efecto de las variables de extracción supercrítica (presión, temperatura y co-solvente) sobre el rendimiento de los polifenoles en la vaina de tara (VT). Estudiar la curva de extracción de los polifenoles en condiciones óptimas y la caracterización del extracto en cuanto a su capacidad antioxidante. La extracción con fluido supercrítico (EFS) usando CO2 es una herramienta selectiva para extraer componentes bioactivos y presenta las ventajas de este fluido de ser no tóxico, no inflamable, amigable con el medioambiente, alta disponibilidad, bajo costo a alta pureza y útil para la extracción de sustancias termolábiles. Las VT fueron recolectadas en el vivero Leliantú del cerro San Cristóbal, Región Metropolitana, Chile. Las vainas sin semillas se molieron en un molinillo Ufesa hasta pulverización, tamaño de partícula 173 μm. Previo a la EFS, se realizó un pretratamiento con NaOH al 0,75% para la eliminación de los carbohidratos. Se aplicó un diseño factorial completo 23 con dos puntos centrales; las variables fueron: presión (450-550 bar), temperatura (35-70ºC), co-solvente etanol (5-10%). La VT presentó un contenido total de polifenoles de 3937 μg de equivalente a ácido gálico (EAG) por gramo de VT en las condiciones óptimas de extracción (70ºC, 550 bar, 10% etanol). El rendimiento de extracción de los polifenoles presentó una relación directa con la presión y la temperatura. Se estudió la curva de extracción de polifenoles en el tiempo y se determinó la actividad antioxidante del extracto supercrítico por DPPH y Folin-Ciocalteau.

Tara (Caesalpinia spinosa), from Peru, is widely distributed in Latin America (Venezuela, Chile, Colombia, Ecuador, Peru, Bolivia, Chile) and can be found wildly. It has a great medical, food and industrial potential, being useful to produce hydrocolloids o rubber, tannis and gallic acid, among others. The aim of this thesis was to study the effect of the supercritical extraction variables (pressure, temperature and co-solvent) in obtaining polyphenols from tara pod. Also, it was studied the polyphenols extraction curve in the optimized terms and the antioxidant capacity was determined in the supercritical extract. The supercritical fluid extraction (SFE) using CO2 is a selective tool to extract bioactive compounds and it has the advantage of being non-toxic, non-flammable, environmentally friendly, highly available, low cost in high pureness and a useful method to extract thermolabile substances. Tara pods were collected in the Leliantú greenhouse at the San Cristóbal Hill, RM, Chile. The pods without seeds were grounded in an Ufesa grinder, reaching a 173 μm of particle average size. A pre-treatment using NaOH 0.75% was carried out before SFE in order to eliminate carbohydrates. It was used a Complete Factorial Design 23 with 2 central points; variables were: pressure (450-550 bar), temperature (35-70ºC), ethanol as co-solvent (5-10%). The tara pods showed a total polyphenol content of 3937 mg of galic acid equivalent (GAE) by gram in the optimal conditions of extraction (70°C, 550 bar, 10% ethanol). The extraction yield of polyphenols showed a direct relationship with pressure and temperature. The polyphenol extraction curve over time was studied and the antioxidant activity of supercritical extract by DPPH and Folin-Ciocalteau was determined.