Análisis comparativo de tratamientos hidrolíticos físicos y químicos para la extracción de fenólicos ligados de cáscaras de girasol (Helianthus annuus L.)

Abstract

Los compuestos fenólicos ligados se hallan en la matriz vegetal unidos covalentemente a compuestos estructurales de la pared celular como la celulosa, hemicelulosa, lignina y proteínas, lo que dificulta su extracción en forma directa empleando solventes orgánicos, como en la obtención de los fenólicos libres. Para la obtención de los fenólicos ligados se requiere de una hidrólisis que degrade la matriz celular, como el empleo de tratamientos biológicos (hongos, enzimas), físicos (reducción del tamaño, extrusión, microondas, ultrasonido) y químicos (solventes orgánicos, líquidos iónicos, ácidos, álcalis). La elección del tratamiento dependerá del tipo de matriz considerada, del rendimiento de extracción y de la calidad en términos de actividad antioxidante. Por ello, este estudio preliminar tiene por objetivo comparar la influencia de tratamientos hidrolíticos físicos (ultrasonido) y químicos (ácido y alcalino) sobre la cantidad y calidad de fenólicos ligados obtenidos a partir de cáscaras de un híbrido girasol estríado. Las cáscaras se obtuvieron mediante descascarado mecánico de los granos enteros (Aguará 6, Advanta) empleando un equipo piloto (descascaradora centrífuga, 3700 rpm). Las cáscaras libres de lípidos (equipo Soxhlet, n-hexano, 8 h) fueron molidas y tamizadas hasta obtener un tamaño de partícula inferior a 0,42 mm. Previo a la aplicación de los tratamientos hidrolíticos, se realizó la extracción sólido-líquido de los fenólicos libres con etanol 75%. Luego, las cáscaras fueron hidrolizadas mediante la aplicación de los siguientes tratamientos, hidrólisis física asistida por ultrasonido, utilizando una punta sonicadora VCS-500 y etanol 75% en una relación muestra/solvente de 1/50 (60% de amplitud, 30 min); hidrólisis química ácida, empleando H2SO4 al 2% (v/v), relación muestra/solvente de 1/20 (120°C, 60 min) e hidrólisis química básica, utilizando NaOH 2M, relación muestra/solvente de 1/20 asistida por agitación mecánica (150 rpm, 25ºC, 2 h). Para la obtención de los fenólicos ligados se realizaron tres extracciones consecutivas con acetato de etilo y agitación mecánica (150 rpm), relación muestra/solvente de 1/20 (p/v) (25ºC, 15 min). El solvente fue evaporado hasta sequedad (40ºC) y los extractos fenólicos fueron liofilizados y caracterizados según contenidos de fenoles totales, flavonoides totales y de actividad antioxidante (radical DPPH y ABTS). Con la hidrólisis ácida se obtuvieron fenólicos ligados con mayor contenido de fenoles totales (p≤0,0004), flavonoides (p≤0,0004) y actividad antioxidante-DPPH (p≤0,0075), sin embargo, con el tratamiento alcalino, la actividad antioxidante-ABTS fue significativamente superior (p≤0,0019) respecto a los otros dos tratamientos. El mayor contenido de fenoles totales y de flavonoides en la hidrólisis ácida, puede estar relacionados con la liberación de azucares producto de la degradación de la hemicelulosa, que pueden interferir en dichas técnicas espectrofotométricas. En comparación con el tratamiento físico con ultrasonido, las hidrólisis químicas presentaron mayor eficiencia en términos de degradación de la matriz. Otros autores reportaron resultados similares en cáscaras de otros granos bajo condiciones hidrolíticas similares, y concluyeron que el tratamiento químico utilizado influye principalmente sobre el tipo de ácido fenólico liberado, por lo que el tratamiento más conveniente dependerá del fenólico de interés.