Browsing by Author "Giordano, Miguel"
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- Extração de compostos químicos e bioativos de bio-resíduos de casca de kiwi usando a técnica de extração assistida por ultrassonsPublication . Giordano, Miguel; Caleja, Cristina; Barros, Lillian; Cánepa, Analía LauraO estudo de bio-resíduos de frutas e vegetais tem vindo a despertar grande interesse, não só apenas da indústria alimentar devido a questões alimentares e económicas, mas também na comunidade científica que, para além da caracterização nutricional apelativa, tem constatado que este tipo de resíduos é uma fonte muito interessante de compostos bioativos nomeadamente, compostos fenólicos. O kiwi é um fruto amplamente consumido a nível mundial e reconhecido pelas suas características benéficas para a saúde do consumidor. No entanto, o epicarpo deste fruto é descartado como um resíduo sem valor, apesar de vários estudos relatarem uma composição nutricional, química e bioativa muito interessante. Assim, e tendo em conta a quantidade de subproduto gerado anualmente, o presente trabalho teve como principal objetivo a otimização da extração de compostos fenólicos a partir dos bio-resíduos de epicarpo de Actinidia deliciosa cv “Hayward” (kiwi de polpa verde), recorrendo à técnica de extração por ultrassons, a fim de obter um extrato rico em compostos fenólicos de forma a ser explorado como um ingrediente natural conservante. Tempo (t), potência (P) e % de solvente (S) foram as condições otimizadas pela metodologia de superfície de resposta usando um desenho experimental de 5 níveis. As respostas utilizadas como critérios foram a quantificação dos compostos fenólicos individuais identificados por HPLC-DAD-ESI / MS e o rendimento de extração do resíduo obtido. O estudo cromatográfico permitiu a identificação de 4 compostos fenólicos dos quais, dois glicosídeos de quercetina, um isómero da catequina e um dímero de (epi)catequina do tipo-B. As condições que maximizaram o conteúdo fenólico total foram encontradas em t = 14,8 min, P = 94,4 W e S = 68,4 % de etanol, produzindo um extrato com 1,51±0,04 mg de compostos fenólicos por g de extrato. Adicionalmente, o extrato otimizado foi avaliado segundo o seu potencial antioxidante, antimicrobiano, anti-inflamatório e citotoxicidade. Os resultados demonstraram um excelente desempenho bioativo na maioria das atividades que poderá estar relacionado com o seu conteúdo em compostos fenólicos. Assim, este estudo visa a exploração e valorização de bio-residuos de kiwi contribuindo diretamente para o impacto ambiental, económico e industrial. Desta forma, foram estabelecidas as condições que maximizam a extração de compostos a partir de cascas de kiwi e, foi confirmado o potencial do extrato otimizado como ingrediente natural para alimentos funcionais, proporcionando benefícios à saúde humana.
- Optimization of the ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from kiwi peel bio-waste: a path towards sustainable agri-food systemsPublication . Giordano, Miguel; Pires Junior, Eleomar de O.; Pinela, José; Dias, Maria Inês; Calhelha, Ricardo C.; Stojković, Dejan; Soković, Marina; Tavares, Débora; Cánepa, Analía Laura; Ferreira, Isabel C.F.R.; Caleja, Cristina; Barros, LillianThe study of fruit and vegetable bio-waste has aroused great interest, not only in the agri-food industry, for sustainability and economic reasons, but also among the scientific community, which has been highlighting this type of bio-waste material as an underutilized cheap source of bioactive compounds, namely phenolic compounds.1 Kiwifruit is widely consumed worldwide and recognized for its beneficial characteristics for the consumer's nutrition and health.2 However, the peel of this fruit is discarded as a worthless residue, although several studies report a very promising nutritional, phytochemical and bioactive composition.3 Therefore, this study was carried out to optimize the ultrasound-assisted extraction (UAE) of phenolic compounds from kiwi peel. The processing time (1–45 min), ultrasonic power (5–500 W) and ethanol concentration (0–100%, v/v) were the independent variables combined in a five-level central composite design coupled with the response surface methodology (RSM) for process optimization. The levels of the phenolic compounds identified by HPLC-DAD-ESI/MSn and the extraction yield of the obtained residue (or extract) were used as response criteria. The chromatographic analysis allowed identifying four phenolic compounds, namely two quercetin glycosides, one catechin isomer and one B-type (epi)catechin dimer. The constructed polynomial models were successfully fitted to the experimental data, statistically validated, and used to determine the optimal UAE conditions. The sonication of the kiwi peel sample for 15 min at 94 W (20 kHz), using 68% ethanol, resulted in 1.51 ± 0.04 mg of flavonoids per g of extract. These optimal processing conditions were applied to obtain a new extract, which allowed experimentally validating the predictive model. The kiwi peel extract obtained under optimized UAE conditions showed somehow promising bioactive properties, including antioxidant and antimicrobial effects, and no toxicity to Vero cells. Overall, this study contributes to the valorisation of kiwi peel as a low-cost raw material for the development of natural ingredients and also to the resource-use efficiency and circular bioeconomy.
- Ultrasound-assisted extraction of flavonoids from kiwi peel: Process optimization and bioactivity assessmentPublication . Giordano, Miguel; Pinela, José; Dias, Maria Inês; Calhelha, Ricardo C.; Stojković, Dejan; Soković, Marina; Tavares, Débora; Cánepa, Analía Laura; Ferreira, Isabel C.F.R.; Caleja, Cristina; Barros, LillianThe nutritional quality of kiwifruit has been highlighted by several studies, while its peel is typically discarded as a by-product with no commercial value. This study was carried out to optimize the ultrasound-assisted extraction (UAE) of phenolic compounds from kiwi peel. Three independent variables (time (t), ultrasonic power (P) and ethanol concentration (EtOH)) were combined in a five-level central composite rotatable design coupled with the response surface methodology (RSM). The extraction yield determined gravimetrically and the content of phenolic compounds identified by HPLC-DAD-ESI/MSn (namely two quercetin glycosides, one catechin isomer and one B-type (epi)catechin dimer) were the experimental responses used in the optimization. The polynomial models were successfully fitted to the experimental data and used to determine the optimal UAE conditions. The sonication of the sample at 94.4 W for 14.8 min, using 68.4% ethanol, resulted in a maximum of 1.51 ± 0.04 mg of flavonoids per g of extract, a result that allowed the experimental validation of the predictive model. The kiwi peel extract obtained under optimized conditions showed somehow promising bioactive properties, including antioxidant and antimicrobial effects, and no toxicity to Vero cells. Overall, this study contributes to the valorization of kiwi peel as a low-cost raw material for the development of natural ingredients (such as food preservatives) and also to the resource-use efficiency and circular bioeconomy.