Utilización de un pre tratamiento enzimático en la extracción de antocianinas a partir de orujos de Uvina

Abstract

Los orujos de uva son residuos agroindustriales fuente potencial de antocianinas, conocidas por sus propiedades colorantes y su alta actividad antioxidante. El uso de enzimas en la extracción de antocianinas a partir de estos residuos representa una alternativa a los métodos convencionales, a fin de incrementar la eficiencia y como una respuesta a la necesidad de tecnologías de extracción más ecológicas. El objetivo principal del presente trabajo fue determinar el efecto de emplear un preparado enzimático (actividad poligalacturonasa, pectina-liasa, celulasa, hemicelulasa y proteasa) en el pre tratamiento para la extracción de antocianinas a partir de orujos de uvina (Vitis aestivalis-cinerea x Vitis vinífera). Se evaluó mediante un diseño factorial 23 los parámetros concentración de enzima (10 – 40 mg/L), temperatura (25 – 40 ºC) y tiempo (1 – 2 h) durante el pre tratamiento enzimático. Se estudió la influencia de estos parámetros en la cantidad de antocianinas monoméricas extraídas, intensidad colorante y porcentaje de color polimérico. Se concluyó que las mejores condiciones de trabajo fueron 10 mg/L de enzimas, a 40 ºC y durante 1 hora. Se evaluó la cinética de extracción y se definió que la ecuación pseudo primer orden describió el proceso adecuadamente (r2 = 0.97), donde la concentración de equilibrio (C∞) del extracto fue 88.21 mg Mvd/L y la velocidad de extracción constante (k) fue 0.034 min-1. Además, se determinó que para una etapa de extracción posterior al pre tratamiento enzimático, el solvente hidroalcohólico con el que se obtuvo mayor cantidad de antocianinas fue una solución de etanol al 25 por ciento (v/v) en el tiempo de 1 hora, a comparación de la cantidad obtenida con agua y etanol al 50 por ciento. Finalmente, se verificó que, durante la primera hora, la cantidad de antocianinas obtenida en el pre tratamiento enzimático, empleando los parámetros definidos en el presente estudio, fue superior en un 12 por ciento a la cantidad con una extracción convencional con etanol; mientras que durante la segunda hora la cantidad obtenida con ambos métodos fue estadísticamente similar.

Grape pomace is an agro-industrial waste potential source of anthocyanins, known for their coloring properties and high antioxidant activity. The use of enzymes in the extraction of anthocyanins from these residues represents an alternative to conventional methods, in order to increase efficiency and as a response to the need for more ecological extraction technologies. The main objective of the present work was to determine the effect of using an enzyme preparation (polygalacturonase activity, pectin-lyase, cellulase, hemicellulase and protease) in the pre-treatment for the extraction of anthocyanins from grape pomace (Vitis aestivalis-cinerea x Vitis vinifera). The parameters enzyme concentration (10 - 40 mg/ L), temperature (25 - 40 °C) and time (1 - 2 h) were evaluated during the enzymatic pre - treatment by means of a factorial design 23. The influence of these parameters on the amount of extracted monomeric anthocyanins, colour intensity and percentage of polymeric color was studied. It was concluded that the best working conditions were 10 mg/L of enzymes, at 40 ºC and for 1 hour. The kinetics of extraction were evaluated and it was defined that the pseudo first order equation described the process adequately (r2 = 0.97), the equilibrium concentration (C∞) of the extract was 88.21 mg Mvd/L and the constant extraction rate (k) was 0.034 min-1. In addition, it was determined that for a stage of extraction after the enzymatic pre-treatment, the hydroalcoholic solvent with which the greatest quantity of anthocyanins was obtained was a 25 per cent (v/v) ethanol solution within 1 hour, compared to the amount obtained with water and 50 per cent ethanol. Finally, it was verified that, during the first hour, the amount of anthocyanins obtained in the pre-treatment enzymatic, using the parameters defined in the present study, was 12 per cent higher than the amount with a conventional extraction with 50 per cent ethanol; while during the second hour the amount obtained with both methods was statistically similar.