Extracción de fitoquímicos de desechos naturales de apio (Apium graveolens L.) por upcycling para su uso en cosmética

Abstract

El upcycling es un método innovador que se basa en la utilización de residuos como materia prima para la confección de productos nuevos. Una de las industrias con mayor producción de desechos en Chile es la agroindustria, dentro de la cual se encuentra Biofresco, empresa que procesa y comercializa frutas y verduras. Debido a que produce 50 toneladas de mermas al mes, y que el 50% de estas corresponde a hojas de apio (Apium graveolens L.), existe un gran interés de parte de la empresa de dar valor a estas mermas de apio para la futura elaboración de una matriz cosmética. A causa de la potencial utilidad de las hojas de apio, gracias a sus sabidas propiedades, se planteó durante este seminario de título que un extracto de hojas de apio rico en flavonoides tendría efectos antioxidantes y no induciría citotoxicidad en células humanas. Para ello se elaboró un extracto acuoso (EA) e hidroetanólico 50% (EHE), utilizando 100 g de hojas de apio y 2 l de solvente. Luego, al obtener los diferentes extractos, se analizó la cantidad de polifenoles totales (CPT), mediante el método Folin-Ciocalteu, y su capacidad antioxidante (CA), mediante un ensayo ORAC, los cuales indicaron que los extractos tienen una alta CPT (5000,0 y 4863,8 mg EAG/100 g, respectivamente) y una CA (3051,9 y 3229,6 μmol ET/100 g, respectivamente) equivalente a 10 veces la CA de un apio encontrado en el comercio. Posteriormente, mediante HPLC-MS, se cuantificaron la cantidad de apigenina (AP) y quercetina (QE) presentes en ambos extractos. Los resultados arrojaron una baja concentración de AP (0,25-0,68 ng/μl) y una cantidad mayor a la esperada de QE (0,65-4,42 ng/μl). Según literatura, estos resultados se pueden deber a que la mayoría de los flavonoides en la naturaleza se encuentran glicosilados, por lo que los resultados no representan la cantidad total de flavonoides extraídos. Por último, en cuanto a los posibles efectos citotóxicos de los extractos, se realizó un ensayo de viabilidad celular ocupando el reactivo 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium (MTS) en células HeLa luego de tratarlas con 10 y 1000 μ/ml de extractos por 72 horas. Este ensayo indicó que, tanto los EAs como los EHEs, no afectan la actividad metabólica de estas células a ninguna de estas concentraciones. Por lo tanto, se concluye que las mermas de apio pueden ser usadas como materia prima para la elaboración de una matriz cosmética, aportando así en la implementación del upcycling en la agroindustria como un modelo de producción circular.

Upcycling is an innovative method that uses waste as feedstock for the manufacture of new products. One of the industries that produces most waste is agroindustry, including Biofresco, a company that processes and markets fruits and vegetables. Since the company produces 50 tons of waste per month, 50% of which are celery (Apium graveolens L.) leaves, there is great interest on behalf of Biofrseco to explore and analyze celery waste´s properties for future elaboration of dermocosmetic products. As a result of the potential usefulness of celery leaves, due to their known properties, we proposed that a flavonoid-rich celery leaf extract would have antioxidant effects and would not induce cytotoxicity in human cells. For this purpose, an aqueous extract (EA) and a 50% hydroethanolic extract (EHE) were prepared using 100 g of celery leaves and 2 l of solvent. Then, when the different extracts were obtained, the total phenolic content (TPC), using the Folin-Ciocalteu method, and their antioxidant capacity (AC), using an ORAC assay, were analyzed. The results indicated that the extracts have a high TPC (5000,0 and 4863,8 mg EAG/100 g, respectively) and AC (3051,9 and 3229,6 μmol ET/100 g, respectively) equivalent to 10 times the AC of a commercial celery. Subsequently, by HPLC-MS, the amount of apigenin (AP) and quercetin (QE) present in both extracts were quantified. The results showed a low concentration of AP (0,25-0,68 ng/μL) and a higher than expected amount of QE (0,65-4,42 ng/μL). According to literature, these results may be due to the fact that most flavonoids in nature are glycosylated, therefore the results do not represent the total amount of flavonoids extracted. Finally, regarding the possible cytotoxic effects of the extracts, a cell viability assay was performed occupying the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium (MTS) reagent in HeLa cells after treating them with 10 and 1000 μ/mL of extracts for 72 hours. This assay indicated that both EAs and EHEs do not affect the metabolic activity of these cells. In conclusion, we concluded that celery wastes could be used as raw material for the elaboration of dermocosmetic, thus contributing to the implementation of upcycling in the agroindustry as a circular production model.