Extraction and characterization of phenolic compounds of black mulberry leaves (Morus nigra L.) and encapsulation in alginate beads

Autor: Schafranski, Kathlyn
Přispěvatelé: Chaves, Eduardo Sidinei, Postigo, Matheus Pereira, Lacerda, Luiz Gustavo, Novak , Alessandra Cristine Sydney
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
Popis: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A amoreira preta (Morus nigra L.), é uma planta de origem asiática, aclimatizada no Brasil, e suas folhas são utilizadas como infusões, devido a propriedades benéficas à saúde. Sua ação antioxidante e anticancerígena tem sido demonstrada e podem ser atribuídas à presença de compostos fenólicos na planta. Entretanto, essa classe de compostos possui baixa estabilidade e uma das alternativas de conservação da bioatividade destes compostos pode ser o encapsulamento. O objetivo deste trabalho é a extração de compostos fenólicos de folhas de amoreira preta para posterior encapsulamento em esferas de alginato de cálcio. As condições de extração para obtenção dos extratos aquosos de folhas de Morus nigra foram otimizadas por meio de um delineamento experimental, no qual foram avaliadas condições de temperatura de secagem, temperatura de infusão e tempo de extração, monitorando o conteúdo fenólico total (CFT). Foram determinadas concentrações de CFT, flavonoides, flavonóis, orto-difenólicos, atividade antioxidante frente ao radical DPPH· e capacidade redutora total dos extratos. Identificação e quantificação de compostos fenólicos por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-ESIMS/MS). Foram determinadas concentrações de minerais. A atividade antimicrobiana dos extratos também foi realizada. Os extratos foram encapsulados em esferas de alginato de cálcio e avaliados em termos do CFT, por testes de eficiência de encapsulamento, liberação do princípio ativo em água, estabilidade ao armazenamento e caracterização das esferas. Entre as condições avaliadas as extrações mais eficientes ocorreram em folhas que foram expostas a menores temperaturas de secagem e maiores temperaturas de infusão. Os extratos apresentaram concentrações apreciáveis de classes fenólicas e atividade antioxidante. A análise por LC-ESI-MS/MS permitiu identificar substância fenólica ainda não relatada na literatura até o momento. Além disso 10 elementos minerais foram determinados em concentrações significativas, entre eles o potássio, ferro e manganês. A eficiência de encapsulamento do CFT para esferas secas e úmidas foi de 95,1 ± 1,4 e 81,7 ± 0,8 % respectivamente. As imagens do MEV para esferas secas mostraram que o extrato e a secagem afetaram a morfologia das esferas. Os espectros de FTIR das esferas em branco e carregadas com extrato revelaram compatibilidade entre os compostos fenólicos e a matriz de alginato. Dos 81 dias de estocagem as esferas secas mantidas a 4 ± 1°C apresentaram estabilidade em CFT até 36 dias, entretanto leve decaimento no CFT foram observadas até o fim do período. Para as esferas úmidas mantidas a 4°C o CFT manteve-se estável nas primeiras quatro semanas. Assim, o encapsulamento de extratos de amoreira preta em esferas de alginato é uma técnica promissora para promover ação protetora sobre os compostos fenólicos. Black mulberry (Morus nigra L.) is a plant of Asian origin, acclimatized in Brazil, and its leaves are used as infusions, due to beneficial health properties. Its antioxidant and anticancer action has been demonstrated and can be attributed to the presence of phenolic compounds in the plant. However, this class of compounds has low stability and one of the alternatives of conservation of the bioactivity of these compounds can be the encapsulation. The objective of this work is the extraction of phenolic compounds from leaves of black mulberry for later encapsulation in spheres of calcium alginate. Initially, aqueous extracts of Morus nigra leaves were prepared through an experimental design to determine the best conditions of drying and infusion temperatures and extraction time regarding their total phenolic content (CFT). Concentrations of CFT, flavonoids, flavonols, ortho-diphenols, antioxidant activity against DPPH radical and total extractive capacity were determined. Identification and quantification of phenolic compounds by high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-ESI-MS / MS). Concentrations of minerals were determined. The antimicrobial activity of the extracts was also performed. The extracts were encapsulated in calcium alginate beads and evaluated in terms of CFT, encapsulation efficiency tests, release of the active principle in water, storage stability and ball characterization. Among the evaluated conditions the most efficient extractions occurred in leaves that were exposed to lower drying temperatures and higher infusion temperatures. The extracts showed appreciable concentrations of phenolic classes and antioxidant activity. Analysis by LC-ESI-MS / MS allowed to identify phenolic substance not yet reported in the literature to date. In addition 10 mineral elements were determined in significant concentrations, among them potassium, iron and manganese. The encapsulation efficiency of CFT for dry and wet spheres was 95.1 ± 1.4 and 81.7 ± 0.8% respectively. SEM images for dry spheres showed that the extract and drying affected the morphology of the spheres. FTIR spectra of beads loaded with extract showed compatibility between the phenolic compounds and the alginate matrix. Along the 81 days of storage, the dried spheres kept at 4 °C showed stability in CFT up to 36 days, however small changes in CFT were observed until the end of the period. For moist spheres stored at 4 °C, CFT remained stable for the first four weeks. Thus, the encapsulation of black mulberry extracts in alginate beads is a promising technique to promote protective action of phenolic compounds.
Databáze: OpenAIRE
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