Código Científico Revista de Investigación/ V.5/ N. E3/ www.revistacodigocientifico.itslosandes.net
ISSN: 2806-5697
Vol. 5 – Núm. E3 / 2024
pág. 97
Optimización de la extracción de compuestos polifenólicos totales
y actividad antioxidante de Hibiscus sabdariffa L
Optimization of total polyphenolic compounds extraction and antioxidant
activity of Hibiscus sabdariffa L
Otimização da extração de compostos polifenólicos totais e atividade
antioxidante do Hibiscus sabdariffa L
Rivera-Rojas, Fanny Noemi
Universidad Estatal Amazónica
fn.riverar@uea.edu.ec
https://orcid.org/0009-0003-7371-1268
Guerrero-Naranjo, Luis Enrique
Universidad Estatal Amazónica
le.guerreron@uea.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-4745-4483
Montero-Mora, María Cristina
Universidad Estatal Amazónica
mc.monterom@uea.edu.ec
https://orcid.org/0009-0000-2727-0885
Vargas-Peralvo, Evelyn Alejandra
Universidad Estatal Amazónica
ea.vargasp@uea.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-7367-9347
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/ccri/v5/nE3/312
Como citar:
Rivera-Rojas, F. N., Guerrero-Naranjo, L. E., Montero-Mora, M. C., & Vargas-Peralvo, E. A.
(2024). Optimización de la extracción de compuestos polifenólicos totales y actividad
antioxidante de Hibiscus sabdariffa L. Código Científico Revista De Investigación, 5(E3), 97–
118.
Recibido: 12/02/2023 Aceptado: 09/03/2024 Publicado: 30/04/2024
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Volumen 5, Número Especial 3, 2024
Resumen
El objetivo de la investigación fue optimizar la extracción asistida por ultrasonido de
polifenólicos en medio acuoso y la actividad antioxidante de Hibiscus sabdariffa L. La
cuantificación de polifenólicos se realizó aplicando la técnica de Folin Ciocalteu, y la actividad
antioxidante se evaluó mediante el método FRAP. Se estudió el impacto del tiempo y la
temperatura en la concentración de polifenoles y la actividad antioxidante mediante un diseño
central-composite. Se analizaron cuatro modelos matemáticos y los mejores resultados se
consiguieron con las ecuaciones de segundo grado con R
2
de 0.9929 y 0.9568 para polifenoles
y actividad antioxidante, respectivamente. La metodología de superficie de respuesta identificó
las mejores condiciones para maximizar la extracción: Tiempo 29.74 min y temperatura 60 °C,
obteniendo valores máximos de 4.04 g EAG/100 g ms y 8088.04 µg eq. Trólox/g ms. El
coeficiente de correlación de Pearson de 0.972 indicó una buena correspondencia positiva entre
las dos variables de interés. Estos hallazgos proporcionan una valiosa guía para futuros
estudios, destacando la relevancia de condiciones óptimas en el proceso de obtención de
compuestos bioactivos, con posibles aplicaciones en la industria de los alimentos.
Palabras clave: Design expert, Folin Ciocalteu, FRAP, Modelos matemáticos.
Abstract
The objective of the research was to optimize the ultrasound-assisted extraction of
polyphenolics in aqueous medium and the antioxidant activity of Hibiscus sabdariffa L. The
quantification of polyphenolics was performed by applying the Folin Ciocalteu technique, and
the antioxidant activity was evaluated by the FRAP method. The impact of time and
temperature on polyphenol concentration and antioxidant activity was studied using a central-
composite design. Four mathematical models were analyzed and the best results were achieved
with second degree equations with R2 of 0.9929 and 0.9568 for polyphenols and antioxidant
activity, respectively. The response surface methodology identified the best conditions to
maximize extraction: Time 29.74 min and temperature 60 °C, obtaining maximum values of
4.04 g EAG/100 g ms and 8088.04 µg eq. Trolox/g ms. Pearson's correlation coefficient of
0.972 indicated a good positive correspondence between the two variables of interest. These
findings provide valuable guidance for future studies, highlighting the relevance of optimal
conditions in the process of obtaining bioactive compounds, with possible applications in the
food industry.
Keywords: Design expert, Folin Ciocalteu, FRAP, Mathematical modeling.
Resumo
O objetivo da pesquisa foi otimizar a extração assistida por ultrassom de polifenólicos em meio
aquoso e a atividade antioxidante do Hibiscus sabdariffa L. A quantificação de polifenólicos
foi realizada usando a técnica Folin Ciocalteu, e a atividade antioxidante foi avaliada usando o
método FRAP. O impacto do tempo e da temperatura na concentração de polifenóis e na
atividade antioxidante foi estudado usando um projeto composto central. Quatro modelos
matemáticos foram analisados e os melhores resultados foram obtidos com as equações de
segundo grau com R2 de 0,9929 e 0,9568 para polifenóis e atividade antioxidante,
respectivamente. A metodologia de superfície de resposta identificou as melhores condições
para maximizar a extração: tempo de 29,74 min e temperatura de 60 °C, obtendo valores
máximos de 4,04 g EAG/100 g ms e 8088,04 µg eq. Trolox/g ms. O coeficiente de correlação
de Pearson de 0,972 indicou uma boa correspondência positiva entre as duas variáveis de
interesse. Essas descobertas fornecem orientações valiosas para estudos futuros, destacando a
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relevância das condições ideais no processo de obtenção de compostos bioativos, com possíveis
aplicações no setor de alimentos.
Palavras-chave: Especialista em design, Folin Ciocalteu, FRAP, Modelagem matemática.
Introducción
Hibiscus sabdariffa L. conocida como Jamaica, es una planta ampliamente cultivada en
regiones tropicales y subtropicales, no solo atrae la atención por su llamativa belleza floral,
sino también por sus notables propiedades nutricionales y medicinales (López et al., 2019). La
abundancia de polifenoles en esta planta, incluyendo flavonoides y antocianinas, ha estado
vinculada a propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, cardiovasculares, entre otras
(Zamora-Cujilema et al., 2018).
La optimización de la extracción no solo busca incrementar la cantidad, sino también
potenciar la calidad y la disponibilidad de los elementos esenciales de la flor de Jamaica
mediante la manipulación controlada de variables clave, como temperatura y tiempo de
extracción. Este estudio se propone trazar una senda hacia la producción de extractos más ricos
en polifenoles y, por ende, con una mayor capacidad antioxidante.
La metodología de superficie de respuesta (MSR) es una instrumento poderoso en el
diseño de experimentos que proporciona una serie de beneficios significativos en la
investigación y optimización de procesos (Hernández-Rodríguez et al., 2020). Esta
metodología permite realizar experimentos de manera eficiente, utilizando un número
relativamente bajo de corridas experimentales para obtener información valiosa sobre la
correlación entre los factores y la respuesta experimental (Riswanto et al., 2019). Permite
ajustar modelos matemáticos a los resultados experimentales, lo que facilita la predicción de
respuestas en condiciones no experimentadas y la identificación de las variables más
influyentes (Ciric et al., 2020).
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El enfoque central de este estudio radica en la meticulosa exploración de las condiciones
de extracción en medio acuoso para potenciar la eficiencia en la extracción de metabolitos de
la flor de Jamaica. El agua, como solvente elegido, refleja no solo una opción práctica sino
también una alineación con la búsqueda de procesos sostenibles en la obtención de extractos
acuosos. Por lo anteriormente expuesto, este estudio tuvo como propósito optimizar la
obtención en medio acuoso de polifenólicos totales y actividad antioxidante de Hibiscus
sabdariffa L.
Metodología
Localización
Los análisis de la presente investigación se desarrollaron en el Laboratorio de
Bromatología ubicado en la Universidad Estatal Amazónica ubicado en el km 2 ½ vía a Tena,
cantón y provincia de Pastaza con altitud de 940 m.n.s.m., latitud 00° 59´ -1” y longitud de 77º
49´0” W.
Material vegetal
La flor de Jamaica fresca fue comprada en la ciudad de Puyo, Ecuador. Para determinar
la cantidad de humedad, se aplicó la técnica de diferencia de peso descrito por García-Campos
et al. (2020). Este valor se empleó posteriormente para enunciar el peso inicial en términos de
materia seca.
Obtención de los extractos acuosos
Mediante un equipo de la marca Wisd.23 (modelo WUC-DO6H) con capacidad de
ajuste de frecuencia ultrasónica en un rango del 20% al 100%, se utilizó la técnica de extracción
asistida por ultrasonido. En cada ejecución experimental, se dosificaron 5 gramos de muestra
y se introdujeron en un recipiente volumétrico de vidrio conteniendo 100 mililitros de agua
destilada. El dispositivo estaba configurado para operar a una frecuencia ultrasónica del 50%.
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Tras el filtrado final de cada extracto utilizando papel Whatman n.º 4, se procedió de inmediato
a realizar los análisis correspondientes.
Medición de polifenoles.
Se utilizó el proceso desarrollado por Luna-Fox et al. (2023) sacando 1 mililitro del
hidroextracto y luego poniéndolo en un volumétrico color ámbar con capacidad para 10
mililitros. Se colocó 0,5 mililitros del reactivo de Folin-Ciocalteu y se puso en reposo por 10
minutos. Pasado este tiempo, se agregaron 0,5 mililitros de carbonato de sodio a una
concentración del 20% y el volumen restante del matraz se llenó con agua destilada. Después
de agitar, se dejó reposar el líquido a temperatura ambiente durante dos horas. La absorbancia
fue registrada en un espectrofotómetro ultravioleta visible a 765 nm. Utilizando un modelo
matemático construido con ácido gálico, se calculó el contenido total de polifenoles y se
informó como gramos equivalentes de ácido gálico por 100 g en base a materia seca (g
EAG/100 g ms). Se usó la ecuación (1).
A=0.0734C-0.0028 (1)
Donde:
A: valor de absorbancia de la muestra
C: valor de concentración de la muestra (mg L
-1
)
Potencial antioxidante
Se evaluó a través de la prueba FRAP (Benzie & Strain, 1996). Se llenó un volumétrico
de 10 mililitros con 80 microlitros de extracto y 5 mililitros del reactivo FRAP recién
preparado. Luego de la adición del reactivo, se colocó agua destilada hasta que su contenido
alcanzó 10 mililitros y luego se incubó durante 30 minutos a 37°C. La lectura se realizó a 593
nm frente a un blanco control. Se combinaron 25 ml de acetato, 2,5 mililitros de una disolución
de FeCl3 y 2,5 mililitros de una disolución de 2,4,6-piridil-estriazina (TPTZ) para crear el
reactivo FRAP. Luego de pesar 0,03 gramos del reactivo, se trasvasó a un volumétrico de 10
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mililitros y se disolvió con HCL a una concentración de 40 mM hasta alcanzar la marca para
crear la solución de TPTZ. Se usaron 200 mililitros de agua desmineralizada para disolver
0,0061 gramos de acetato de sodio para crear un tampón de acetato. Se añadió HCL (40 mM)
a la mezcla para reducir su pH a 3,5. Después, se aumentó el volumen a 250 mililitros utilizando
agua desmineralizada. Se preparó una solución de FeCl3 disolviendo 0,1352 gramos del
producto químico en 25 mililitros de agua desmineralizada. La concentración fue reportada en
microgramos equivalentes a Trólox/ g de materia seca (µg eq. Trólox/g ms) a partir de la
ecuación (2).
C =
A
0,1879
(2)
Donde:
A: valor de absorbancia de las muestras.
C: Valor de la concentración de las muestras (mgL
-1
)
Procedimiento experimental
Se aplicó un diseño central-composite 2
2
(Tabla 1) a través el sotfware design expert y
Los niveles ideales de obtención fueron determinadas utilizando la MSR. Se analizó el impacto
del tiempo y la temperatura de extracción en polifenoles y poder antioxidante. Se determinó la
linealidad de la relación entre las variables independientes utilizando el factor de correlación
de Pearson.
Tabla 1
Niveles de las variables independientes
Variable independiente
Nivel de variable codificada
Símbolo
Bajo
Central
Alto
-1
0
1
Tiempo (min)
B
10
20
30
Temperatura (°C)
C
30
45
60
Nota: Autores (2024)
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Resultados
Impacto de las variables estudiadas sobre los compuestos polifenólicos totales
(CPT)
El análisis de varianza, detallado en la Tabla 1, arrojó resultados significantes (p<0.05)
para las variables de investigación (tiempo y temperatura) en la obtención de CPT de la flor de
Jamaica. Este discernimiento se ve subrayado por la apreciación visual de la Figura 1A y 1B,
las cuales ilustran de manera elocuente el efecto positivo de dichos factores sobre la variable
de respuesta. Este fenómeno implica que, al elevar los valores de cada factor, la variable de
respuesta se ve incrementada de manera correspondiente.
Tabla 2
ANOVA para CPT
Fuente
Suma de cuadrados
gl
Cuadrados medios
F-valor
p-valor
Modelo
14.73
5
2.95
197.13
< 0.0001
significativo
A-Tiempo
4.36
1
4.36
291.71
< 0.0001
B-Temperatura
9.10
1
9.10
608.57
< 0.0001
AB
0.0088
1
0.0088
0.5886
0.4680
A²
1.20
1
1.20
80.32
< 0.0001
B²
0.1588
1
0.1588
10.63
0.0139
Residual
0.1046
7
0.0149
Falta de ajuste
0.0841
3
0.0280
5.45
0.0676
no
significativo
Error puro
0.0206
4
0.0051
Nota: Autores (2024)
El F-valor del modelo, registrado en 197.13, subraya su significativa relevancia
estadística. La probabilidad de que este F-valor sea el resultado de fluctuaciones aleatorias es
altamente reducida, cifrada en tan solo un 0.01%. Por otro lado, El F-valor de 5.45, evidencia
que la falta de ajuste con respecto al error puro carece de significancia estadística;
adicionalmente, se presenta una probabilidad del 6.76% de que dicho F-valor sea resultado de
perturbaciones aleatorias. La falta de ajuste no significativa reviste importancia positiva, dado
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que el objetivo de alcanzar la adecuación del modelo para incorporar con exactitud los datos
de cada experimento.
Figura 1
Efecto del tiempo (A) y Temperatura (B) de extracción sobres los CPT de la flor de Jamaica
Nota: Autores (2024)
Estudio de la MSR en los CPT
La MSR se empleó con el propósito de discernir los niveles óptimas para maximizar la
obtención de CPT en la flor de Jamaica. A través del análisis de cuatro ecuaciones (Tabla 3)
generadas por el software Design Expert, se determinó que el modelo cuadrático arrojó
resultados óptimos, evidenciados por un valor R
2
de 0.9929. Este indicador sugiere que el
99.29% de las variaciones en la extracción de CPT están directamente relacionadas con los
factores examinados. Es interesante señalar que el valor R
2
-ajustado, situado en 0.9879,
presenta una diferencia menor a 0.2 en comparación con el valor R
2
-predicho de 0.9575, según
lo postulado por Anderson & Whitcomb (2016).
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Tabla 3
Modelos de optimización de CPT en la flor de Jamaica
Fuente
Secuencial p-valor
Falta de ajuste p-
value
R²-Ajustado
R²-
Predicho
Lineal
< 0.0001
0.0013
0.8884
0.8384
2FI
0.8155
0.0010
0.8767
0.7705
Cuadrático
0.0001
0.0676
0.9879
0.9575
Sugerido
Cúbico
0.0609
0.1794
0.9945
0.9392
Nota: Autores (2024)
Los resultados de CPT obtenidos en cada experimento y los calculados por el modelo
predictivo se indican en la tabla 4 y figura 2. La ecuación polinómica de segundo grado se
puede escribir de la siguiente manera:
CPT= -4.6609 + 0.2259A + 0.1253B + 0.0003AB – 0.0042A
2
– 0.0007B
2
(3)
Donde: A y B representan de manera correspondiente el tiempo (min) y la temperatura
(°C).
La expresión en función de los factores reales se presta para realizar estimaciones en la
respuesta correspondiente a valores específicos de cada factor. Es esencial resaltar que los
niveles deben ser especificados en las unidades originales correspondientes a cada variable
independiente. Sin embargo, conviene tener en cuenta que esta ecuación no resulta idónea para
la evaluación del impacto relativo de cada factor. Esto se debe a que los coeficientes han sido
ajustados para concordar con las unidades de medida, y la confluencia no se localiza en el
centro del diseño.
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Tabla 4
Diseño central-composite para los CPT
Experimento
Factor A
Factor B
Experimental
Predicho
Tiempo
Temperatura
Polifenoles
Polifenoles
min
°C
g EAG/100 g ms
g EAG/100 g ms
1
20
45
2.856
2.668
2
20
66.213
3.899
3.802
3
34.142
45
3.093
2.838
4
20
23.787
1.090
0.904
5
20
45
2.742
2.668
6
30
30
1.641
1.735
7
10
60
2.561
2.356
8
20
45
2.681
2.668
9
10
30
0.375
0.397
10
5.858
45
0.839
0.818
11
30
60
4.014
3.874
12
20
45
2.700
2.668
13
20
45
2.798
2.668
Nota: Autores (2024)
Figura 2
Valores experimentales y predichos de CPT
Nota: Autores (2024)
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Efecto de los factores de la extracción la actividad antioxidante (AO)
Los resultados expuestos de manera detallada en la tabla 5, revelan que los factores
objeto de estudio exhiben una relevancia significativa (p<0.05) respecto a la actividad
antioxidante. El efecto positivo de estos factores se visualiza en las figuras 3A y 3B. Este patrón
apunta hacia un incremento en la actividad antioxidante de la flor de Jamaica a medida que los
niveles de las variables de estudio experimenten un aumento progresivo.
Tabla 5
ANOVA para la AO
Fuente
Suma de
cuadrados
gl
Cuadrados medios
F-valor
p-valor
Modelo
4.507E+07
5
9.013E+06
31.04
0.0001
significativo
A-Tiempo
9.794E+06
1
9.794E+06
33.73
0.0007
B-
Temperatura
3.051E+07
1
3.051E+07
105.07
< 0.0001
AB
6.085E+05
1
6.085E+05
2.10
0.1910
A²
4.116E+06
1
4.116E+06
14.18
0.0070
B²
5254.51
1
5254.51
0.0181
0.8968
Residual
2.033E+06
7
2.904E+05
Falta de ajuste
1.534E+06
3
5.115E+05
4.11
0.1030
no significativo
Error puro
4.982E+05
4
1.245E+05
Cor Total
4.710E+07
12
Nota: Autores (2024)
El F-valor del modelo de 31.04, confirma su relevancia estadística. La probabilidad
asociada a la ocurrencia de un F-valor de tal magnitud debido a fluctuaciones aleatorias es
insignificante, alcanzando únicamente un 0.01%.
El F-valor de falta de ajuste de 4.11, revela que no hay significancia en comparación
con el error puro. La probabilidad de que se genere un F-valor de esta magnitud debido a
perturbaciones aleatorias es del 10.30%. La carencia de ajuste es favorable, dado que se busca
una adaptación óptima del modelo.
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Figura 3
Efecto del tiempo (A) y Temperatura (B) de extracción sobres la AO de la flor de Jamaica
Nota: Autores (2024)
Análisis de la MSR para la AO
Se evaluaron cuatro modelos matemáticos (ver Tabla 6) generados mediante el software
Design Expert, destacando la superioridad de la ecuación cuadrática al exhibir un R
2
de 0.9568.
Además, conforme a la perspectiva de Anderson & Whitcomb (2016), se observó una
diferencia inferior a 0.2 entre el R
2
-ajustado y el R
2
-predicho, registrando valores de 0.9260 y
0.7518, respectivamente.
Tabla 6
Modelos de optimización de la AO en la flor de Jamaica
Fuente
Secuencial p-valor
Falta de ajuste p-valor
R²-Ajustado
R²-Predicho
Lineal
< 0.0001
0.0292
0.8269
0.7189
2FI
0.3713
0.0261
0.8249
0.6341
Cuadrático
0.0203
0.1030
0.9260
0.7518
Sugerido
Cúbico
0.0832
0.2268
0.9617
0.6390
Nota: Autores (2024)
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Los resultados experimentales de AO obtenidos en el laboratorio se compararon con las
predicciones del modelo matemático y se presentan en la Tabla 7 y la Figura 4. La ecuación
polinómica de segundo grado se puede escribir de la siguiente forma:
AO = -3620.6886 + 301.3160A + 89.1803B + 2.6003AB – 7.6921A
2
– 0.1221B
2
(4)
Donde: A y B representan respectivamente el tiempo (min) y la temperatura (°C).
La expresión matemática en función de los factores reales permite realizar pronósticos
sobre la variable de respuesta para valores definidos de cada factor. En este contexto, es
fundamental que los niveles se especifiquen en las unidades originales. No obstante, cabe
destacar que este modelo matemático no es idóneo para evaluar el impacto respectivo de cada
variable, dado que los coeficientes han sido ajustados para adaptarse a las unidades de medida
y la confluencia no se ubican en el centro del espacio de diseño.
Tabla 7
Diseño central-composite para la AO
Experimento
Factor A
Factor B
Experimental
Predicho
Tiempo
Temperatura
Actividad antioxidante
Actividad antioxidante
min
°C
µg eq. Trólox/g ms
µg eq. Trólox/g ms
1
20
45
5696.13
5434.92
2
20
66.213
7800.85
8141.85
3
34.142
45
5413.06
5461.28
4
20
23.787
3314.82
2618.10
5
20
45
5883.14
5434.92
6
30
30
3016.62
3401.69
7
10
60
5123.5
5094.70
8
20
45
5071.63
5434.92
9
10
30
1264.13
1968.87
10
5.858
45
2735.7
2331.78
11
30
60
8436.16
8087.70
12
20
45
5125.66
5434.92
13
20
45
5397.43
5434.92
Nota: Autores (2024)
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Figura 4
Valores experimentales y predichos de AO
Nota: Autores (2024)
Optimización de la obtención de CPT y AO en la flor de Jamaica
Los mejores niveles para la extracción de CPT y AO en la flor de Jamaica se
determinaron examinando las gráficas de contorno y de superficie. En este contexto, las valores
que potenciaron tanto la concentración de CPT (Figura 5) y AO (Figura 6) fueron: tiempo 29.74
min y temperatura 60 °C dando valores de 4.04 g EAG/100 g ms para CPT y 8088.04 µg eq.
Trólox/g ms para AO.
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Figura 5
Gráfica de contorno (A) y gráfica de superficie (B) para las condiciones óptimas de
extracción de CPT
Nota: Autores (2024)
Figura 6
Gráfica de contorno (A) y gráfica de superficie (B) para las condiciones óptimas de
extracción de AO
Nota: Autores (2024)
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Los hallazgos de este estudio apuntan al impacto directo de las variables de proceso en
la respuesta deseada, destacando la importancia de una cuidadosa manipulación de las
condiciones experimentales para alcanzar los niveles óptimos de los compuestos de interés. La
robustez del modelo usado en este estudio se evidencia al demostrar que las condiciones
identificadas como óptimas conducen a resultados máximos, subrayando la utilidad de las
técnicas de diseño experimental para la mejora de procesos en la obtención de compuestos
químicos de la flor de Jamaica.
Es relevante recalcar la reproducibilidad y la consistencia de estos resultados, aspectos
esenciales en la aplicación industrial y en la producción a escala. No obstante, cabe mencionar
que las condiciones ideales pueden variar en función de las peculiaridades de los equipos y las
materias primas específicas utilizadas en diferentes contextos. Además, la extrapolación de
estos resultados a condiciones fuera del rango experimental debe realizarse con cautela y podría
requerir validación adicional. Estos resultados ofrecen una valiosa contribución a la
comprensión y optimización de la obtención de compuestos químicos de la flor de Jamaica,
respaldando su potencial aplicación en diversos campos, desde la industria de los alimentos
hasta la nutrición y la salud.
Correspondencia en los CPT y la AO en la flor de Jamaica
La correspondencia entre los valores de la concentración de CPT y la AO fue evaluada
mediante un análisis de regresión lineal. El número de correlación de Pearson (R) fue calculado
para medir la dirección de esta relación, y los valores correspondientes se muestran en la Figura
7.
El valor de Pearson fue 0.972 lo cual muestra una evaluación positiva y fuerte entre las
dos variables estudiadas. El valor se aproxima a 1, lo cual apunta una asociación lineal fuerte
y directa entre los conjuntos de datos. Este elevado grado de calificación indica que, en gran
medida, las variaciones en una variable están estrechamente vinculadas a variaciones
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proporcionales en la otra. Cabe destacar que estudios previos han reportado resultados
concordantes en lo que respeta a la relación entre los CPT y la AO, evaluada mediante la técnica
FRAP, con un coeficiente igual a 0.961 (Abreu-Naranjo et al., 2018).
La AO de polifenoles se atribuye especialmente a su capacidad para neutralizar los
radicales libres, moléculas inestables que pueden desencadenar estrés oxidativo y contribuir al
daño celular (Haron et al., 2019). Estudios científicos han demostrado que los polifenoles
pueden donar electrones a los radicales químicos, inhibiendo así la propagación de reacciones
en cadena perjudiciales (Cherubim et al., 2020).
Figura 7
Correlación entre la AO y los CPT de la flor de Jamaica
Nota: Autores (2024)
Discusión
Los valores de CPT y AO conseguidos en esta investigación fueron superiores a los
reportados por (Pacheco, 2019; Pacheco-Coello et al., 2019; Ruiz-López et al., 2020).
La observación del efecto positivo del tiempo en la extracción de polifenoles de la flor
de Jamaica plantea consideraciones significativas en los procesos de optimización. Los
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resultados sugieren que, a medida que se extiende el tiempo de extracción, se facilita la
liberación y solubilización de polifenoles, lo que contribuye a un aumento sustancial en la
concentración final de estas sustancias (Sridhar et al., 2021).
Este fenómeno puede explicarse por el hecho de que los polifenoles, como componentes
bioactivos, requieren un tiempo adecuado para desprenderse de la matriz vegetal y ser
transferidos al medio de extracción. Según Ummat et al. (2020) la prolongación del tiempo de
extracción posiblemente permite una interacción más completa entre los solventes y los
componentes fitoquímicos presentes en la flor de Jamaica, maximizando así la eficiencia de la
extracción.
Es importante destacar que, aunque se observa un efecto positivo del tiempo en la
extracción de polifenoles, existe un punto de saturación después del cual el beneficio adicional
del tiempo puede ser marginal (Singh et al., 2021). Es decir, alcanzado cierto punto, el aumento
del tiempo puede no traducirse significativamente en un incremento proporcional de la cantidad
extraída. Este fenómeno puede estar vinculado a la solubilidad limitada de los polifenoles en
el solvente o a la posible degradación de los compuestos debido a la exposición prolongada a
condiciones de extracción.
Por otro lado, el resultado positivo de la temperatura en la obtención de CPT y AO de
la flor de Jamaica indica que el cambio de temperatura en la de extracción puede influir
significativamente en la eficiencia de obtención de metabolitos con propiedades antioxidantes.
Este fenómeno puede atribuirse a varias interacciones complejas que ocurren durante el
proceso de extracción a diferentes temperaturas.
Según Mohamad et al. (2022) el aumento de la temperatura puede acelerar la cinemática
de la liberación de polifenoles desde la matriz vegetal hacia el solvente. La energía térmica
adicional puede facilitar el rompimiento de las membranas celulares así como la disolución de
compuestos químicos en el solvente, resultando en una mayor cantidad de polifenoles extraídos
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en un tiempo determinado. Cabe destacar que, aunque la temperatura puede mejorar la
eficiencia de la extracción, existe un punto óptimo, ya que temperaturas demasiado elevadas
pueden llevar a la degradación de compuestos termosensibles o a la pérdida de ciertos atributos
sensoriales y nutricionales del extracto (Duque-Soto et al., 2023).
El impacto beneficioso de los polifenoles en la salud humana está respaldado por la
evidencia de estudios epidemiológicos y experimentales (Yang et al., 2021; Gowd et al., 2019).
Se ha evidenciado que dietas ricas en polifenoles, derivadas principalmente de frutas, verduras,
té y otros alimentos de origen vegetal, están asociadas con una reducción en el riesgo de
anomalías crónicas, como enfermedades del tipo cardiovasculares y algunos tipos de cáncer
(Maiuolo et al., 2021; Patra et al., 2021).
Conclusión
Los factores de estudio demostraron significancia estadística en la extracción de CPT y
AO en la flor de Jamaica. A través de la aplicación de la metodología de superficie de respuesta,
se identificaron condiciones favorables que maximizaron tanto la extracción de CPT como de
AO, estableciendo que un tiempo de 29.74 minutos y una temperatura de 60 °C generaron
valores óptimos de 4.04 g EAG/ 100 g ms para CPT y 8088,04 µg eq. Trólox/g ms para AO.
Los modelos matemáticos de segundo grado seleccionados para ambas variables de respuesta
demostraron una alta capacidad predictiva, con valores R
2
de 0.9929 y 0.9568 para CPT y AO,
respectivamente.
Otras investigaciones, podrían investigar técnicas avanzadas de extracción, como la
extracción asistida por ultrasonido, y considerar otros factores, como la relación sólido-líquido
y la variabilidad genética, para comprender mejor la extracción de compuestos bioactivos de
las flores de Jamaica. Además, se destaca la importancia de examinar cómo las condiciones
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óptimas podrían afectar la calidad y propiedades nutricionales de los extractos para
aplicaciones prácticas en la industria alimentaria y de la salud.
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