Impacto del secado y la extracción asistida por ultrasonidos en el contenido fenólico total de pulpa de nopal (Opuntia ficus)
DOI:
https://doi.org/10.57063/ricay.v3i4.119Palabras clave:
cladodios de nopal, Compuestos bioactivos, EAU, secado por aire caliente, condiciones de extracciónResumen
La pulpa de nopal (Opuntia ficus) contiene valiosos compuestos bioactivos, incluyendo compuestos fenólicos. Este estudio investigó el efecto de la temperatura de secado y la extracción asistida por ultrasonidos (EAU) sobre el contenido fenólico total (TPC) de cladodios de nopal.
Métodos: Se secaron láminas de cladodios de nopal por aire caliente a 50, 60,70 y 80°C. Las muestras secas se sometieron a EAU a frecuencias de 37 y 80 kHz durante 20 y 30 minutos. Se realizó también una extracción convencional por agitación. El TPC se determinó mediante el método de Folin-Ciocalteu. Se aplicó un diseño factorial 3A×2B×3C y se analizaron los datos mediante ANOVA y prueba de Tukey.
Resultados: Se observaron interacciones significativas entre las variables estudiadas sobre el TPC extraído (p<0.05). El mayor contenido fenólico (265.37 ± 10.08 mg GAE/100g) se obtuvo con una temperatura de secado de 50°C, frecuencia ultrasónica de 80 kHz y 20 minutos de tratamiento. La EAU propició una mayor recuperación de TPC comparado con la extracción convencional. El incremento de la temperatura de secado de 50°C a 70°C resultó en una disminución del 69% en el TPC extraído.
Discusión: Los resultados demuestran que tanto la temperatura de secado como los parámetros de EAU influyen significativamente en la extracción de compuestos fenólicos de cladodios de nopal. La temperatura de secado de 50°C y tiempos cortos de EAU (20 min) fueron más efectivos para la extracción de TPC. Temperaturas más altas pueden degradar los compuestos fenólicos. La optimización de estas condiciones permitirá maximizar la obtención de compuestos bioactivos, lo cual tiene implicaciones importantes para su aplicación en la industria alimentaria.
Citas
Albero, B., Tadeo, J. L., y Pérez, R. A. (2019). Ultrasound-assisted extraction of organic contaminants. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 118, 739-750. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.07.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.07.007
Altemimi, A., Choudhary, R., Watson, D. G., y Lightfoot, D. A. (2015). Effects of ultrasonic treatments on the polyphenol and antioxidant content of spinach extracts. Ultrasonics Sonochemistry, 24, 247-255. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2014.10.023 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2014.10.023
Altemimi, A., Watson, D. G., Choudhary, R., Dasari, M. R., y Lightfoot, D. A. (2016). Ultrasound Assisted Extraction of Phenolic Compounds from Peaches and Pumpkins. PLOS ONE, 11(2), e0148758. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148758 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148758
Aragona, M., Lauriano, E. R., Pergolizzi, S., y Faggio, C. (2018). Opuntia ficus—Indica (L.) Miller as a source of bioactivity compounds for health and nutrition. Natural Product Research, 32(17), 2037-2049. https://doi.org/10.1080/14786419.2017.1365073 DOI: https://doi.org/10.1080/14786419.2017.1365073
Arruda, H. S., Silva, E. K., Pereira, G. A., Angolini, C. F. F., Eberlin, M. N., Meireles, M. A. A., y Pastore, G. M. (2019). Effects of high-intensity ultrasound process parameters on the phenolic compounds recovery from araticum peel. Ultrasonics Sonochemistry, 50, 82-95. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.09.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.09.002
Barba, F. J., Garcia, C., Fessard, A., Munekata, P. E. S., Lorenzo, J. M., Aboudia, A., Ouadia, A., y Remize, F. (2022). Opuntia Ficus Indica Edible Parts: A Food and Nutritional Security Perspective. Food Reviews International, 38(5), 930-952. https://doi.org/10.1080/87559129.2020.1756844 DOI: https://doi.org/10.1080/87559129.2020.1756844
Benavides-Guerrero, R., Revelo-Cuarán, Y. A., Arango-Bedoya, O., y Osorio-Mora, O. (2020). Extracción asistida con ultrasonido de compuestos fenólicos de dos variedades de papas (Solanum phureja) nativas andinas y evaluación de su actividad antioxidante. Información Tecnológica, 31(5), 43-50. https://doi.org/10.4067/S0718-07642020000500043 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-07642020000500043
Bhargava, N., Mor, R. S., Kumar, K., y Sharanagat, V. S. (2021). Advances in application of ultrasound in food processing: A review. Ultrasonics Sonochemistry, 70, 105293. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105293 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105293
Castillo-Zapata, K. C., Reyes-Diaz, J. D., Cornelio-Santiago, H. P., Espinoza-Espinoza, L. A., Valdiviezo-Marcelo, J., y Ruiz-Flores, L. A. (2024). Efecto del secado con aire caliente en el contenido de fenólicos totales y capacidad antioxidante de la cáscara de pitahaya roja (Hylocereus guatemalensis). Revista de Investigaciones de la Universidad Le Cordon Bleu, 11(2), 97-106. https://doi.org/10.36955/RIULCB.2024v11n2.009 DOI: https://doi.org/10.36955/RIULCB.2024v11n2.009
Christiani, E. A., Kencana Putra, I. N., y Suparthana, I. P. (2021). Pengaruh Suhu dan Waktu Pengeringan Terhadap Sifat Kimia dan Sensori Teh Celup Herbal Daun Putri Malu (Mimosa pudica Linn.). Jurnal Ilmu dan Teknologi Pangan (ITEPA), 10(4), 589. https://doi.org/10.24843/itepa.2021.v10.i04.p05 DOI: https://doi.org/10.24843/itepa.2021.v10.i04.p05
Cornelio‐Santiago, H. P., Mazalli, M. R., Rodrigues, C. E. C., y De Oliveira, A. L. (2019). Extraction of Brazil nut kernel oil using green solvents: Effects of the process variables in the oil yield and composition. Journal of Food Process Engineering, 42(7), e13271. https://doi.org/10.1111/jfpe.13271 DOI: https://doi.org/10.1111/jfpe.13271
De Santiago, E., Domínguez-Fernández, M., Cid, C., y De Peña, M.-P. (2018). Impact of cooking process on nutritional composition and antioxidants of cactus cladodes (Opuntia ficus-indica). Food Chemistry, 240, 1055-1062. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.08.039 DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.08.039
Ettalibi, F., Elmahdaoui, H., Amzil, J., Gadhi, C., y Harrak, H. (2020). Drying impact on physicochemical and biochemical criteria of prickly pear fruit peels of three varieties of Opuntia spp. Materials Today: Proceedings, 27, 3243-3248. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.726 DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.726
Fu, X., Belwal, T., Cravotto, G., y Luo, Z. (2020). Sono-physical and sono-chemical effects of ultrasound: Primary applications in extraction and freezing operations and influence on food components. Ultrasonics Sonochemistry, 60, 104726. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104726 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104726
Giacometti, J., Žauhar, G., y Žuvić, M. (2018). Optimization of Ultrasonic-Assisted Extraction of Major Phenolic Compounds from Olive Leaves (Olea europaea L.) Using Response Surface Methodology. Foods, 7(9), 149. https://doi.org/10.3390/foods7090149 DOI: https://doi.org/10.3390/foods7090149
Irakli, M., Chatzopoulou, P., y Ekateriniadou, L. (2018). Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds: Oleuropein, phenolic acids, phenolic alcohols and flavonoids from olive leaves and evaluation of its antioxidant activities. Industrial Crops and Products, 124, 382-388. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.07.070 DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.07.070
Kudanga, T., y Aruwa, C. E. (2021). Industrial Applications of Opuntia spp. (Nopal, Fruit and Peel). En M. F. Ramadan, T. E. M. Ayoub, y S. Rohn (Eds.), Opuntia spp.: Chemistry, Bioactivity and Industrial Applications (pp. 841-875). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-78444-7_42 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-78444-7_42
Machado, A. P. D. F., Sumere, B. R., Mekaru, C., Martinez, J., Bezerra, R. M. N., y Rostagno, M. A. (2019). Extraction of polyphenols and antioxidants from pomegranate peel using ultrasound: Influence of temperature, frequency and operation mode. International Journal of Food Science y Technology, 54(9), 2792-2801. https://doi.org/10.1111/ijfs.14194 DOI: https://doi.org/10.1111/ijfs.14194
Mahdeb, A., Adjeroud-Abdellatif, N., Mazari, A., Portillo, L., Ait Abdelouhab, K., Ait Maamer, D., y Madani, K. (2021). Identification of some Opuntia spp. From two Algerian regions and ultrasound-assisted extraction of their phenolic compounds. Journal of the Professional Association for Cactus Development, 23, 94-120. https://doi.org/10.56890/jpacd.v23i.320 DOI: https://doi.org/10.56890/jpacd.v23i.320
Martínez-Soto, G., Celis-Fabián, F., Hernández-Pérez, T., y Paredes-López, O. (2016). Effect of Drying Methods on the Nutraceutical Potential of Cactus Cladodes (Opuntia spp.). International Journal of Food and Nutritional Science, 2(6), 1-6. https://doi.org/10.15436/2377-0619.15.023 DOI: https://doi.org/10.15436/2377-0619.15.023
Medina-Torres, N., Ayora-Talavera, T., Espinosa-Andrews, H., Sánchez-Contreras, A., y Pacheco, N. (2017). Ultrasound Assisted Extraction for the Recovery of Phenolic Compounds from Vegetable Sources. Agronomy, 7(3), 47. https://doi.org/10.3390/agronomy7030047 DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy7030047
Nguyen, Q.-V., Huyen, B., Thi, B., Tran, M.-Đ., Nguyen, M.-T., Doan, M.-D., Nguyen, A.-D., Minh Le, T., Tran, V.-C., y Pham, T.-N. (2022). Impact of Different Drying Temperatures on In Vitro Antioxidant and Antidiabetic Activities and Phenolic Compounds of Wild Guava Leaves Collected in the Central Highland of Vietnam. Natural Product Communications, 17(4), 1934578X2210953. https://doi.org/10.1177/1934578X221095349 DOI: https://doi.org/10.1177/1934578X221095349
Ramón, C., y Gil-Garzón, M. A. (2021). Efecto de los parámetros de operación de la extracción asistida por ultrasonido en la obtención de polifenoles de uva: Una revisión. TecnoLógicas, 24(51), e1822. https://doi.org/10.22430/22565337.1822 DOI: https://doi.org/10.22430/22565337.1822
Upadhyay, R., Nachiappan, G., y Mishra, H. N. (2015). Ultrasound-assisted extraction of flavonoids and phenolic compounds from Ocimum tenuiflorum leaves. Food Science and Biotechnology, 24(6), 1951-1958. https://doi.org/10.1007/s10068-015-0257-y DOI: https://doi.org/10.1007/s10068-015-0257-y
Vázquez, A., Hernández-Hernández, M., Quiñones-Muñoz, H., y Moreno-Vilet, L. (2021). Effect of ultrasound treatment on physicochemical parameters and drying time in nopal cladodes Opuntia spp. Revista Internacional de Investigación e Innovación Tecnológica, 9, 51-62.
Yap, E. S. P., Uthairatanakij, A., Laohakunjit, N., y Jitareerat, P. (2022). Influence of hot air drying on capsaicinoids, phenolics, flavonoids and antioxidant activities of ‘Super Hot’ chilies. PeerJ, 10, e13423. https://doi.org/10.7717/peerj.13423 DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.13423
Youssef, K. M., y Mokhtar, S. M. (2014). Effect of Drying Methods on the Antioxidant Capacity, Color and Phytochemicals of Portulaca oleracea L. Leaves. Journal of Nutrition y Food Sciences, 04(06). https://doi.org/10.4172/2155-9600.1000322 DOI: https://doi.org/10.4172/2155-9600.1000322
