Aplicação de líquidos iônicos na extração de carotenoides provenientes do tomate para uso em alimentos como ingrediente bioativo
Data
2016-10-08
Autores
Martins, Paula Larangeira Garcia 
Orientadores
De Rosso, Veridiana Vera
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Ionic liquid (IL) aplication in extractions process is a viable alternative that follow the Green Chemistry principle, minimazing contamination and optmaizing the obtain of importante natural pigments such as carotenoids. The lycopene in prevention of various diseases has been the subject of numerous studies that demonstrate beneficial effect on human health. This study evaluated the application of commercial and synthesized ionic liquids to obtain carotenoids from tomato for use as bioactive ingredient, and determined the stability, antioxidant activity and toxicity of optimized extract. Tomatoes from disposal were obtained from the Municipal Market Santos without any ranking or previous fruits selection. Four different ionic liquids were tested as extractors, tetrafluoroborate of 1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride and 1-n-hexyl-3-methylimidazolium from commercial sources; chloride 1-n-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate and 1-n-butyl-3-methylimidazolium synthesized. The determination of qualitative and quantitative carotenoid obtained was performed by HPLC-PAD-MS / MS. The toxicological tests have been developed in animal models, administering the extracts by gavage for seven days and the collected fabrics were evaluated for histological features of the liver and kidneys; additionally checking the genotoxic and mutagenic potential. The synthesis of ionic liquids was adapted and assisted by ultrasound, resulting in a fully product obtained without the use of volatile organic solvents. In the process for obtaining carotenoids, in particular lycopene, was extracted into all-trans lycopene concentrations ranging 7.5 to 8.0 ?g.g-1 tomato extracted with acetone and IL respectively. The thermal stability of the carotenoid extract obtained by IL resulted in activation energy (Ea) in an aqueous medium similar to conventional values in acetone. The antioxidant activity of tomatoes carotenoid extract in ionic liquid was 7.4 ?-tocopherol equivalent and acetone 12.4. The carotenoid extract obtained by IL administered at 10 mg/kg/day dose led the formation of a smaller number of micronuclei (4.2 ± 2.2 in 2000 bone marrow cells of exposed animals) compared to the control group (5.7 ± 3.3). The extract obtained by the method developed remained stable in aqueous and oily medium and obtained higher yield than the conventional method. Thus, the use of IL in the extraction of tomato carotenoids presents technical feasibility.
A aplicação de líquidos iônicos (LI) em processos de extração é uma alternativa viável, que segue os princípios da Química Verde, minimizando contaminações e otimizando a obtenção de pigmentos naturais importantes como os carotenoides. O papel do licopeno na prevenção de diversas doenças tem sido alvo de inúmeros estudos, que demonstram o seu efeito benéfico para a saúde humana. Este trabalho avaliou a aplicação de líquidos iônicos comerciais e sintetizados para obtenção de carotenoides do tomate para uso como ingrediente bioativo, e determinou a estabilidade, atividade antioxidante e toxicidade do extrato otimizado. Os tomates provenientes de descarte foram obtidos no Mercado Municipal de Santos sem qualquer tipo de classificação ou seleção prévia dos frutos. Quatro líquidos iônicos distintos foram testados como extratores, o tetrafluoroborato de 1-n-butil-3-metilimidazólio e o cloreto de 1-n-hexil-3-metilimidazólio de origem comercial; o cloreto de 1-n-butil-3-metilimidazólio e o hexafluorofosfato de 1-n-butil-3-metilimidazólio sintetizados em laboratório. A determinação quali e quantitativa dos carotenoides obtidos foi realizada por HPLC-PAD-MS/MS. Os testes toxicológicos foram desenvolvidos em modelos animais, administrando os extratos por gavagem durante sete dias e os tecidos coletados foram avaliados quanto aos aspectos histológicos do fígado e rins; adicionalmente, verificando o potencial genotóxico e mutagênico. O método de síntese dos líquidos iônicos foi adaptado e assistido por ultrassom, resultando em um produto obtido totalmente sem a utilização de solventes orgânicos voláteis. No processo de obtenção dos carotenoides, em especial o licopeno, foi extraído em concentrações de all-trans-licopeno variando de 7,5 a 8,0 ?g.g-1 de tomate extraído com acetona e por LI respectivamente. A estabilidade térmica do extrato de carotenoides obtido por LI resultou em Energia de Ativação (Ea) em meio aquoso de valores similares ao convencional em acetona. A atividade antioxidante do extrato de carotenoides de tomates em líquido iônico foi de 7,4 ??tocoferol equivalente e em acetona de 12,4. O extrato de carotenoides obtido por LI administrado na dose de 10 mg/kg/dia levou a formação de um número menor de micronúcleos (4,2 ± 2,2 em 2000 células de medula óssea dos animais expostos) comparado ao grupo controle (5,7 ± 3,3). O extrato obtido pelo método desenvolvido manteve a estabilidade em meio aquoso e oleoso e obteve rendimento maior que o método convencional. Desta forma, o emprego de LI na extração dos carotenoides de tomate apresenta viabilidade técnica.
A aplicação de líquidos iônicos (LI) em processos de extração é uma alternativa viável, que segue os princípios da Química Verde, minimizando contaminações e otimizando a obtenção de pigmentos naturais importantes como os carotenoides. O papel do licopeno na prevenção de diversas doenças tem sido alvo de inúmeros estudos, que demonstram o seu efeito benéfico para a saúde humana. Este trabalho avaliou a aplicação de líquidos iônicos comerciais e sintetizados para obtenção de carotenoides do tomate para uso como ingrediente bioativo, e determinou a estabilidade, atividade antioxidante e toxicidade do extrato otimizado. Os tomates provenientes de descarte foram obtidos no Mercado Municipal de Santos sem qualquer tipo de classificação ou seleção prévia dos frutos. Quatro líquidos iônicos distintos foram testados como extratores, o tetrafluoroborato de 1-n-butil-3-metilimidazólio e o cloreto de 1-n-hexil-3-metilimidazólio de origem comercial; o cloreto de 1-n-butil-3-metilimidazólio e o hexafluorofosfato de 1-n-butil-3-metilimidazólio sintetizados em laboratório. A determinação quali e quantitativa dos carotenoides obtidos foi realizada por HPLC-PAD-MS/MS. Os testes toxicológicos foram desenvolvidos em modelos animais, administrando os extratos por gavagem durante sete dias e os tecidos coletados foram avaliados quanto aos aspectos histológicos do fígado e rins; adicionalmente, verificando o potencial genotóxico e mutagênico. O método de síntese dos líquidos iônicos foi adaptado e assistido por ultrassom, resultando em um produto obtido totalmente sem a utilização de solventes orgânicos voláteis. No processo de obtenção dos carotenoides, em especial o licopeno, foi extraído em concentrações de all-trans-licopeno variando de 7,5 a 8,0 ?g.g-1 de tomate extraído com acetona e por LI respectivamente. A estabilidade térmica do extrato de carotenoides obtido por LI resultou em Energia de Ativação (Ea) em meio aquoso de valores similares ao convencional em acetona. A atividade antioxidante do extrato de carotenoides de tomates em líquido iônico foi de 7,4 ??tocoferol equivalente e em acetona de 12,4. O extrato de carotenoides obtido por LI administrado na dose de 10 mg/kg/dia levou a formação de um número menor de micronúcleos (4,2 ± 2,2 em 2000 células de medula óssea dos animais expostos) comparado ao grupo controle (5,7 ± 3,3). O extrato obtido pelo método desenvolvido manteve a estabilidade em meio aquoso e oleoso e obteve rendimento maior que o método convencional. Desta forma, o emprego de LI na extração dos carotenoides de tomate apresenta viabilidade técnica.
Descrição
Citação
MARTINS, Paula Larangeira Garcia. Aplicação de líquidos iônicos na extração de carotenoides provenientes do tomate para uso em alimentos como ingrediente bioativo. 2016. 148 f. Tese (Doutorado Interdisciplinar em Ciências da Saúde) - Instituto de Saúde e Sociedade, Universidade Federal de São Paulo, Santos, 2016.