Otimização da extração assistida por ultrassom de antocianinas e fenólicos totais de frutas vermelhas produzidas no Brasil

Abstract

A extração assistida por ultrassom (EAU) de antocianinas e compostos fenólicos de amoras-pretas, mirtilo e morango foi otimizada neste estudo. Duas frequências (25 e 45 kHz) foram aplicadas em um delineamento em Box-Behnken para investigar o efeito de três variáveis no processo de extração, nomeadas, tempo (5 a 75 min), temperatura (30 a 70 °C) e amplitude do poder ultrassônico (10 a 90 % W), totalizando 34 unidades experimentais para cada fruto em estudo. Os resultados mostraram que para a variável dependente antocianinas totais, a condição ótima para o amoras-pretas pode ser alcançado na frequência de 45 kHz, no tempo de 5 min, na temperatura de 60°C e na amplitude de 10 %W, no extrato de mirtilo o ponto ótimo é alcançado em 45 kHz, 75 min, 30 °C e 90 %W, para o extrato de morango o ponto ótimo é alcançado em 45 kHz, 75 min, 70 °C e 10 %W. Essas condições predizem um conteúdo de 49,133 mg, 260,49 mg e 4,5805 mg de antocianinas totais por 100 g de fruto, para amora- preta, mirtilo e morango, respectivamente. Os resultados experimentais mostraram um conteúdo de 48,320 mg, 263,19 mg e 4,055 mg de antocianinas totais por 100 g de fruto, para amora-preta, mirtilo e morango, respectivamente. Para fenólicos totais, a combinação simultânea ótima das variáveis estudadas foram a frequência de 25 kHz, no tempo de 75 min, na temperatura de 70°C e na amplitude de 90 %W, para ambas as frutas, predizendo um conteúdo de 409,99 mg, 962,09 mg e 284,18 mg de EAG /100 g de fruto, para o extrato de amora-preta, mirtilo e morango, respectivamente. Foram observados os valores experimentais de 464,74 mg, 979,15 mg e de 291,04 mg EAG /100 g do fruto, para os conteúdos de fenólicos totais de amora-preta, mirtilo e morango, respectivamente. Ao comparar a EAU e a extração convencional, observou- se que a EAU aumentou o rendimento da extração de antocianinas totais de forma significativa (p < 0,05) de amoras-pretas, mirtilos e morangos, com valores de 48,320 mg, 263,19 mg e 4,055 mg / 100 g de fruto respectivamente, quando comparados com 30,78 mg, 228,28 mg e 2,099 mg / 100 g de fruto respectivamente, obtidos pela extração convencional. De forma similar a EAU aumentou o rendimento da extração de fenólicos torais de forma significativa (p < 0,05) de amoras-pretas, mirtilos e morangos, com valores de 464,74 mg, 979,15 mg e de 291,04 mg EAG/ 100 g de fruto respectivamente, quando comparados com 198,93 mg, 418,37 mg e 192,03 mg EAG/ 100 g de fruto respectivamente, obtidos pela extração convencional. O estudo indica que a EAU é uma metodologia eficiente para a recuperação de compostos fenólicos a partir das frutas vermelhas.

Ultrasound assisted extraction (UAE) of anthocyanins and phenolic compounds of blackberry, blueberry and strawberry was optimized in this study. Two frequencies (25 and 45 kHz) were applied in a Box-Behnken design to investigate the effect of three independent variables in the extraction process, namely time (5 to 75 min), temperature (30 to 70 ° C) and amplitude of the ultrasonic power (10 to 90% W), totaling 34 experimental units for each fruit under study. The results showed that for the total anthocyanin, the optimal condition for blackberries can be reached at 45 kHz, at 5 min, at 60 ° C and at 10% amplitude in blueberry extract the optimum point is reached at 45 kHz, 75 min, 30 ° C and 90% amplitude, and for the strawberry extract the optimum point is reached at 45 kHz, at 75 min at the temperature of 70 ° C and in the amplitude of 10%. These conditions predict a content of 49,133 mg, 260,49 mg and 4,5805 mg of total anthocyanins per 100 g of fruit, for blackberry, blueberry and strawberry, respectively. Experimental results obtained a content of 48.320 mg, 263.19 mg and 4.055 mg of total anthocyanins per 100 g of fruit, for blackberry, blueberry and strawberry, respectively. In the analysis of total phenolics, the optimum simultaneous combination of the studied variables was the frequency of 25 kHz, in the time of 75 min, at the temperature of 70 ° C and in the amplitude of 90%. Predicting a content of 409.99 mg AGE / 100 g of the fruit for the blackberry extract, 962.09 mg AGE / 100 g of the fruit for the blueberry extract, and 284.18 mg of AGE / 100 g of fruit, for the strawberry extract. Experimental values of 464,74 mg, 979,15 mg and 291.04 mg AGE / 100 g of the fruit were observed for the total phenolic contents of blackberry, blueberry and strawberry, respectively. When comparing UAE and conventional extraction, it was observed that UAE increased significantly the extraction yield of total anthocyanins (p <0.05) of blackberries, blueberries and strawberries, with values of 48.320 mg, 263.19 mg and 4.055 mg / 100 g of fruit, respectively, when compared with 30.78 mg, 228.28 mg and 2.099 mg / 100 g of fruit respectively, obtained by conventional extraction. Similarly, UAE increased the yield of significant phenolic extractions (p <0.05) of blackberries, blueberries and strawberries, with values of 464,74 mg, 979,15 mg and 291,04 mg AGE / 100 g of fruit respectively, when compared with 198,93 mg 418,37 mg and 192.03 mg AGE / 100 g of fruit respectively, obtained by conventional extraction. The study indicates that UAE is an efficient methodology for the recovery of phenolics compounds from berries.