Hydroalcoholic extraction of antioxidant compounds in Japanese grape pseudofruits

Authors

  • Gisiéli Carla Morandin Universidade do Estado de Santa Catarina, Departamento de Engenharia de Alimentos e Engenharia Química, Pinhalzinho, Santa Catarina, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-4003-9706
  • Sabrina Vicentini Schaefer Universidade do Estado de Santa Catarina, Departamento de Engenharia de Alimentos e Engenharia Química, Pinhalzinho, Santa Catarina, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-9515-2298
  • Adrieli Maiandra Piccinin do Amaral Universidade do Estado de Santa Catarina, Departamento de Engenharia de Alimentos e Engenharia Química, Pinhalzinho, Santa Catarina, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-0759-0432
  • Elisandra Rigo Universidade do Estado de Santa Catarina, Departamento de Engenharia de Alimentos e Engenharia Química, Pinhalzinho, Santa Catarina, Brasil.
  • Georgia Ane Raquel Sehn Universidade do Estado de Santa Catarina, Departamento de Engenharia de Alimentos e Engenharia Química, Pinhalzinho, Santa Catarina, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-3780-3670
  • Darlene Cavalheiro Universidade do Estado de Santa Catarina, Departamento de Engenharia de Alimentos e Engenharia Química, Pinhalzinho, Santa Catarina, Brasil. https://orcid.org/0000-0003-2556-0277

DOI:

https://doi.org/10.35699/2447-6218.2023.45007

Keywords:

ABTS, DPPH, Hovenia dulcis, Maturation, Phenolic compounds

Abstract

The pseudofruit of Japanese grape is rich in sugar and phenolic compounds but little explored for extracting antioxidant compounds. The objective of the study was to extract and evaluate the antioxidant capacity of these pseudofruits harvested at two maturation stages: the development phase (DP) and the mature phase (MP). The pseudofruits were evaluated regarding the centesimal composition and physicochemical characteristics and submitted to extraction with 100% water, 50% ethanol, and 100% ethanol. For the extracts, we determined the phenolic compound content and the antioxidant activity using radical capture methods ABTS and DPPH. Pseudofruits may be considered a good source of dietary fiber, regardless of the maturation stage, proving to be a promising raw material for use in foods. Moreover, pseudofruits in the MP presented an increase in the contents of soluble solids, reducing and non-reducing sugars, and titratable acidity, attributed to the formation of the galacturonic acid during the maturation process. Among the solvent used, extraction with 50% ethanol resulted in a larger phenolic compound content and better antioxidant activity, especially for the pseudofruits in the DP, characterizing them as a vegetable matrix of excellent antioxidant capacity and with potential for application in foods and drugs.

References

Almeida, R. F.; Martins, M. L. L.; Resende, E. D.; Vitorazi, L.; Carlos, L. A.; Pinto, L. K. A. 2006. Influência da temperatura de refrigeração sobre as características químicas do mamão cv. “Golden”. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 26 (3): 577-581. DOI: 10.1590/S0101-20612006000300015

Association of Official Analytical Chemists - AOAC. 2016. Official Methods of Analysis of AOAC International. 20th ed. Association of Official Analytical Chemists, Gaithersburg, MD, USA.

Balbach, A. e Boarim, D. S. F. 1992. As frutas na medicina natural. 2ª ed. Itaquaquecetuba, Vida Plena.

Bampi, M.; Bicudo, M. O. P.; Fontoura, P. S. G.; Ribani, R. H. 2010. Composição centesimal do fruto, extrato concentrado e da farinha da uva-do-japão. Ciência Rural, 40 (11): 2361–2367. Disponible in: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33118932011

Belwal, T.; Pandey, A.; Bhatt, I. D.; Rawal, R. S.; Luo, Z. 2019. Trends of polyphenolics and anthocyanins accumulation along ripening stages of wild edible fruits of Indian Himalayan region. Scientific Reports, 9 (5894). DOI: 10.1038/s41598-019-42270-2

Brand-Williams, W.; Cuvelier, M. E.; Berset, C. 1995. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT - Food Science and Technology, 28 (1): 25–30. DOI: 10.1016/S0023-6438(95)80008-5

Celant, V. M.; Braga, G. C.; Vorpagel, J. A.; Salibe, A. B. 2016. Phenolic composition and antioxidant capacity of aqueous and ethanolic extracts of blackberries. Revista Brasileira de Fruticultura, 38 (2): 1-8. DOI: 10.1590/0100-29452016411

Chitarra, M. I. F. e Chitarra, A. B. 2005. Pós-Colheita de frutas e hortaliças: fisiologia e manuseio. 2ª ed. Lavras, Universidade Federal de Lavras.

Clydesdale, F. M. 1978. Colorimetry—methodology and applications. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 10(3):243–301. DOI: 10.1080/10408397809527252

Cömert, E. D.; Mogol, B. A.; Gökmen, V. 2020. Relationship between color and antioxidant capacity of fruits and vegetables. Current Research in Food Science, 2: 1-10. DOI: 10.1016/j.crfs.2019.11.001

Damodaran, S.; Parkin, K. L.; Fennema, O. R. 2010. Química de Alimentos de Fennema. 4. ed. Porto Alegre (RS), Artmed.

Huber, D. J.; Karakurt, Y.; Jeong, J. 2001. Pectin degradation in ripening and wounded fruits. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 3 (2): 224–241. DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-31312001000200009

Larrauri, J. A.; Rupérez, P.; Saura-Calixto, F. 1997. Effect of drying temperature on the stability of polyphenols and antioxidant activity of red grape pomace peels. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 45(4): 1390–1393. DOI: 10.1021/jf960282f

Lin, Y.; Huang, G.; Zhang, Q.; Wang, Y.; Dia, V. P.; Meng, X. 2020. Ripening affects the physicochemical properties, phytochemicals, and antioxidant capacities of two blueberry cultivars. Postharvest Biology and Technology, 162 (111097): 1-8. DOI: 10.1016/j.postharvbio.2019.111097

Maieves, H. A.; Ribani, R. H.; Morales, P.; Sánchez-Mata, M. C. 2015a. Evolution of the nutritional composition of Hovenia dulcis Thunb. pseudofruit during the maturation process. Fruits, 70 (3):181-187. DOI:10.1051/FRUITS/2015011

Maieves, H. A.; López-Froilán, R.; Morales, P.; Pérez-Rodríguez, M. L.; Ribani, R. H.; Cámara, M.; Sánchez-Mata, M. C. 2015b. Antioxidant phytochemicals of Hovenia dulcis Thunb. peduncles in different maturity stages. Journal of Functional Foods, 18(b):1117-1124. DOI: 10.1016/j.jff.2015.01.044

Maieves, H. A.; Zuge, L. C. B.; Scheer, A. P.; Ribani, R. H.; Morales, P.; Sánchez-Mata, M. C. 2016. Physical properties and rheological behavior of pseudofruits of Hovenia dulcis Thunb. in different maturity stages. Journal of Texture Studies, 48(1): 31-38. DOI: 10.1111/jtxs.12199

Martins, C. R.; Lopes, W. A.; Andrade, J. B. 2013. Solubilidade das substâncias orgânicas. Química Nova, 36 (8): 1248-1255. DOI: 10.1590/S0100-40422013000800026

Oliveira, V.B.; Zuchetto, M.; Oliveira, C.F.; Paula, C.S.; Duarte, A.F.S.; Miguel, M.D.; Miguel, O.G. 2016. Efeito de diferentes técnicas extrativas no rendimento, atividade antioxidante, doseamentos totais e no perfil por clae-dad de Dicksonia sellowiana (presl.). Hook, dicksoniaceae. Revista Brasileira de |Plantas Medicinais, 18(1):230-239. DOI:10.1590/1983-084X/15_106

Re, R.; Pellegrini, N.; Proteggente, A.; Pannala, A.; Yang, M.; Rice-Evans, C. 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology and Medicine, 26 (9–10): 1231–1237. DOI: 10.1016/s0891-5849(98)00315-3.

Rockenbach, I. I.; Silva, G. L. da; Rodrigues, E.; Kuskoski, E. M.; Fett, R. 2008. Influência do solvente no conteúdo total de polifenóis, antocianinas e atividade antioxidante de extratos de bagaço de uva (Vitis vinifera) variedades Tannat e Ancelota. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 28: 238–244. DOI: 10.1590/S0101-20612008000500036

Rufino, M. do S. M.; Alves, R. E.; Brito E. S. de; Morais, S. M. de; Sampaio, C. De G.; Pérez-Jiménez, J.; Saura-Calixto, F. D. 2007a. Metodologia científica: Determinação da atividade antioxidante total em frutas pela captura do radical livre DPPH. Fortaleza, Embrapa Agroindústria Tropical. (Comunicado Técnico, 127). Disponible in: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/426953/metodologia-cientifica-determinacao-da-atividade-antioxidante-total-em-frutas-pela-captura-do-radical-livre-dpph

Rufino, M. do S. M.; Alves, R. E.; Brito, E. S. de; Morais, S. M. de; Sampaio, C. De G.; Pérez-Jiménez, J.; Saura-Calixto, F. D. 2007b. Metodologia científica: Determinação da atividade antioxidante total em frutas pela captura do radical livre ABTS+. Fortaleza. Embrapa Agroindústria Tropical. (Comunicado técnico, 128). Disponible in: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/426954/metodologia-cientifica-determinacao-da-atividade-antioxidante-total-em-frutas-pela-captura-do-radical-livre-abts

Santos, J. S. dos; Santos, M. L. P. dos; Azevedo, A. S. 2014. Validação de um método para determinação simultânea de quatro ácidos orgânicos por cromatografia líquida de alta eficiência em polpas de frutas congeladas. Química Nova, 37 (3): 540-544. Disponible in: https://quimicanova.sbq.org.br/detalhe_artigo.asp?id=55

Schwartz, E.; Glazer, I.; Bar-Ya’akov, I.; Matityahu, I.; Bar-Ilan, I.; Holland, D.; Amir, R. 2009. Changes in chemical constituents during the maturation and ripening of two commercially important pomegranate accessions. Food Chemistry, 115 (3): 965-973. DOI: 10.1016/j.foodchem.2009.01.036

Singleton, V. L.; Rossi, J. A. 1965. Colorimetry of Total Phenolics with Phosphomolybdic-Phosphotungstic Acid Reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16: 144-158. Disponible in: https://www.ajevonline.org/content/16/3/144

Tileuberdi, N.; Turgumbayeva, A.; Yeskaliyeva, B.; Sarsenova, L.; Issayeva, R. 2022. Extraction, Isolation of Bioactive Compounds and Therapeutic Potential of Rapeseed (Brassica napus L.). Molecules, 27 (8824): 1-24. DOI: 10.3390/molecules27248824

Wang, Z.; Pan, Z.; Ma, H.; Atungulu, G. G. 2011. Extract of phenolics from pomegranate peels. The Open Food Science Journal (5):17-25. DOI: 10.2174/1874256401105010017

Yang, B.; Luo, Y.; Sang, Y.; Kan, J. 2022. Isolation, purification, structural characterization, and hypoglycemic activity assessment of polysaccharides from Hovenia dulcis (Guai Zao). International Journal of Biological Macromolecules, 208: 1106–1115. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2022.03.211

Yen, G-C.; Chen-Shih, C.; Chang, W-T.; Wu M-F.; Cheng, F-T.; Shiau, D-K.; Hsu C-L. 2018. Antioxidant activity and anticancer effect of ethanolic and aqueous extracts of the roots of Ficus beecheyana and their phenolic components. Journal of Food and Drug Analysis, 26 (1): 182-92. DOI: 10.1016/j.jfda.2017.02.002

Zagonel, G. F.; Peralta-Zamora, P.; Ramos, L. P. 2004. Multivariate monitoring of soybean oil ethanolysis by FTIR. Talanta, 63 (4): 1021–1025. DOI: 10.1016/j.talanta.2004.01.008

Downloads

Published

2023-05-31

Issue

Section

Research Papers

How to Cite

Hydroalcoholic extraction of antioxidant compounds in Japanese grape pseudofruits. (2023). Agrarian Sciences Journal, 15, 1-6. https://doi.org/10.35699/2447-6218.2023.45007
Share |

Similar Articles

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)