Effect of Ultrasound-Assisted Extraction of Moringa stenopetala Leaves on Bioactive Compounds and Their Antioxidant Activity

Abstract

Moringa stenopetala is a multipurpose plant having high nutritional and medicinal values. The aim of this study is to evaluate the effect of time and temperature of ultrasound-assisted extraction on bioactive compounds and antioxidant activities of M. stenopetala leaf extract. The ultrasound-assisted extraction took place at each of 30, 40 and 50 °C for 10, 20 and 30 min. The study also included the analysis of the interaction effects of time and temperature on the total phenolic content, total flavonoid content, antioxidant activity (ABTS and DPPH assay), FRAP and chelating activity. The highest total phenolic content, expressed in mg gallic acid equivalents per g dry mass, was 46.6 and total flavonoid content, expressed in mg catechin equivalents per g dry mass, was 20.4 at 40 °C for 20 min. Under the same conditions, the highest antioxidant activities evaluated by DPPH, ABTS and FRAP, expressed in mg Trolox equivalents per g dry mass, were 336.5, 581.8 and 133.3 respectively, and chelating activity, expressed in mg EDTA equivalents per g dry mass, was 28.4. The lowest amounts of bioactive compounds and antioxidant activities were observable when the extraction occurred at 50 °C for 30 min, followed by the extraction at lower temperature (30 °C) for shorter time (10 min). The morphological analysis of the residues obtained after extraction using scanning electron microscope indicated that there was a higher ultrasonic destruction of the structural components of the sample at longer extraction time. Therefore, ultrasound-assisted extraction at a temperature of 40 °C for 20 min is the best time-temperature combination to extract bioactive compounds from M. stenopetala leaves.

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“…Existen numerosas metodologías para la extracción de las moléculas de actividad biológica de las plantas, que se dividen en dos grupos: técnicas convencionales y técnicas no convencionales (Sik et al, 2020;Debebe, Shimelis, Asfaw & Jong, 2019).…”

“…Los disolventes utilizados en estas extracciones son un factor importante porque pueden afectar la eficiencia de la extracción de los componentes bioactivos y sus posteriores beneficios en la salud (Ngo, Scarlett, Bowyer, Ngo & Voung, 2017), además de considerar que en la aplicación de las metodologías el uso de disolventes orgánicos es necesario, evitando el uso de aquellos que son tóxicos por los residuos que quedan en el producto final (Pantoja, Hurtado & Martínez, 2017 Las técnicas no convencionales buscan superar las limitaciones de las extracciones convencionales con rendimientos de extracción más altos y ahorro de energía (Putnik et al, 2017). Entre las metodologías de esta categoría encontramos las extracciones asistidas por microondas, enzimas, con fluidos supercríticos (Sik et al, 2020), ultrasonido (Debebe et al, 2019), con líquidos iónicos (Ventura et al, 2017), por campos eléctricos pulsantes, tratamientos hidrotérmicos a altas temperaturas e hidrólisis alcalina (Jesus et al, 2019), entre otras.…”

“…(Kowalski et al, 2018) (Ahsaei et al, 2019). (Zhang et al, 2018) (Pantoja et al, 2017) (Putnik et al, 2017) (Nieto et al, 2018) (Zoral et al, 2018) (Senanayake, 2018) (Campo et al, 2018) (Ngo et al, 2017) (Sik et al, 2020) (Debebe et al, 2019) (Ali et al, 2019 (Sik et al, 2020) (Debebe et al, 2019) (Putnik et al, 2017) (Zhang et al, 2018) (Pantoja et al, 2017) (Zhang, Wen, Zhang, Duan & Ma, 2020) (Zhao et al, 2019) (Ali et al, 2019. Extracción asistida por microondas.…”

“…Procesamiento de comida y extracción de componentes bioactivos de las plantas y de flores comestibles. (Altemimi et al, 2017) (Quintana et al, 2019) (Palacio et al, 2018) (Flores 2017) (Sik et al, 2020) (Debebe et al, 2019) (Putnik et al, 2017) (Campo et al, 2018) (Zhang et al, 2018) (Joshi & Gogate, 2020) (Zhang et al, 2020) (Zhao et al, 2019) (Ali et al, 2019). Extracción asistida por enzimas.…”

“…Se agradece a la Facultad de Ciencias Químicas, por las facilidades otorgadas para llevar a cabo el Posgrado en Ciencia y Tecnología Química como estudiante de tiempo parcial de Emmanuel Flores Villa, así como al apoyo proporcionado por el CONACYT a través del proyecto SEP-CONACYT Ciencia Básica 2017-2018, CB2017-2018 A1-S-44977. (Putnik et al, 2017) (Ventura et al, 2017) (Debebe et al, 2019) (de Faria et al, 2018 (Strehmel, Strunk & Strehmel, 2017). Extracción asistida por campos eléctricos pulsantes.…”