Extracción optimizada de compuestos fenólicos asistida por ultrasonido a partir del exocarpio de palta Hass (Persea americana ‘Hass’)

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo extraer compuestos fenólicos a partir del exocarpio de la palta Hass mediante el uso de ultrasonido. La investigación se centra en optimizar los parámetros de extracción, como la concentración de solvente (etanol-agua) y el tiempo de inmersión en el equipo de ultrasonido, utilizando técnicas de diseño de experimentos para maximizar la concentración de compuestos fenólicos, los cuales se determinarán mediante el método de Folin-Ciocalteu. A partir de la revisión bibliográfica, se identificaron los rangos óptimos de etanol-agua (0-25-50%) y tiempo de extracción (5-10-15 minutos) para la extracción asistida por ultrasonido del exocarpio de palta Hass. Estos rangos fueron utilizados en un diseño experimental Box-Behnken para determinar las combinaciones óptimas, y mediante la metodología de superficie de respuesta, se ajustó un modelo que permitió identificar los valores óptimos de extracción: 50% (v/v) de etanol y 15 minutos de ultrasonido. En condiciones óptimas, se obtuvieron 42,0 mg GAE/g de muestra en base seca de compuestos fenólicos, de los cuales 2,82 ± 0,65 mg C3G/L de extracto corresponden a antocianinas que se determinaron por el método de pH-diferencial. Además, se evaluó la capacidad antioxidante de la muestra optimizada; por método DPPH se encontraron 143,6 ± 1,43 μmol TE/g de muestra en base seca, y, mediante el método ORAC 269,8 ± 15,3 μmol TE/g de muestra en base seca. Finalmente, se evaluó la capacidad antimicrobiana del extracto optimizado identificando una CMI de 42,0 mg GAE/g en base seca para Listeria innocua y Staphylococcus aureus, mientras que para Saccharomyces cerevisiae es de 25,3 mg GAE/g en base seca, y, para Escherichia coli no se logró determinar CMI. Vale decir, el exocarpio de la cáscara de palta Hass posee alta concentración de compuestos fenólicos con capacidades antioxidantes y antimicrobianas, lo que se sugiere que este subproducto podría ser aprovechado por la industria para retardar la oxidación, prevenir enfermedades e inhibir la proliferación microbiana.

The present study aims to extract phenolic compounds from the exocarp of Hass avocado using ultrasound. The research focuses on optimizing extraction parameters, such as solvent concentration (ethanol-water) and immersion time in the ultrasound equipment, by employing experimental design techniques to maximize the concentration of phenolic compounds, which will be determined using the Folin-Ciocalteu method. Based on the literature review, optimal ranges for ethanol-water concentration (0-25-50%) and extraction time (5-10-15 minutes) were identified for ultrasound-assisted extraction of Hass avocado exocarp. These ranges were used in a Box-Behnken experimental design to determine the optimal combinations, and through response surface methodology, a model was adjusted that allowed for the identification of optimal extraction values: 50% (v/v) ethanol and 15 minutes of ultrasound. Under optimal conditions, 42.0 mg GAE/g of dry sample of phenolic compounds were obtained, of which 2.82 ± 0.65 mg C3G/L of extract corresponded to anthocyanins, determined by the pH differential method. Additionally, the antioxidant capacity of the optimized sample was evaluated; the DPPH method showed 143.6 ± 1.43 μmol TE/g of dry sample, and the ORAC method showed 269.8 ± 15.3 μmol TE/g of dry sample. Finally, the antimicrobial capacity of the optimized extract was evaluated, identifying a minimum inhibitory concentration (MIC) of 42.0 mg GAE/g of dry sample for Listeria innocua and Staphylococcus aureus, while for Saccharomyces cerevisiae it was 25.3 mg GAE/g of dry sample; the MIC for Escherichia coli could not be determined. In conclusion, the exocarp of Hass avocado peel contains a high concentration of phenolic compounds with antioxidant and antimicrobial properties, suggesting that this by-product could be utilized by the industry to delay oxidation, prevent diseases, and inhibit microbial proliferation.