Obtención de compuestos bioactivos de cáscara de naranja (Citrus sinensis) mediante la extracción de CO2 supercrítico

Abstract

Los flavonoides cítricos constituyen uno de los grupos de compuestos bioactivos más destacados, por su importante actividad biológica y baja toxicidad. El objetivo de este trabajo fue obtener extractos con flavonoides de cáscara de naranja Citrus sinensis con la técnica de extracción supercrítica, y optimizar las condiciones de extracción de flavonoides identificados con potencial de aplicación. En el proceso de extracción supercrítica se empleó un diseño compuesto centrado rotatorio (DCCR) para estudiar los efectos de la presión de extracción (149-401 bar), temperatura de extracción (40-60 °C) y porcentaje de cosolvente (0-20 % de etanol), sobre el rendimiento de flavonoides de interés, recuperados de cáscara de naranja Citrus sinensis (mg de flavonoide obtenidos de 20 g de cáscara de naranja). El tiempo de extracción se fijó en 3 horas. Por su potencial farmacológico, las flavonas polimetoxiladas nobiletina y tangeretina se seleccionaron para optimizar su extracción. La interacción entre la presión de extracción y el porcentaje de cosolvente fue determinada por la metodología de superficie de respuesta (MSR), como el factor de mayor influencia en el rendimiento de extracción, tanto de nobiletina como de tangeretina (p= 0.001 y p= 0.035, respectivamente). El término cuadrático del porcentaje de cosolvente también tuvo un efecto significativo, aunque menor, en la obtención de estos compuestos (p = 0.016 para nobiletina y p = 0.033 para tangeretina). Mediante el análisis de regresión se ajustó un modelo cuadrático para rendimiento de nobiletina y otro para rendimiento de tangeretina. Las condiciones óptimas de extracción determinadas por los modelos de predicción fueron las mismas para nobiletina y tangeretina: 400 bar, 60 °C y 23.35 % de cosolvente. Bajo estas condiciones es posible extraer 57.66 mg de nobiletina y 3.65 mg de tangeretina por cada 20 g de cáscara de naranja. Con la técnica convencional de extracción con solventes orgánicos (metanol-DMSO, 1:1 v/v), se identificaron y cuantificaron los principales flavonoides presentes en la cáscara de naranja Citrus sinensis, variedad Valencia, de Guaymas, México. Los flavonoides detectados con esta técnica fueron las flavanonas glicosiladas: hesperidina y narirutina; y las flavonas polimetoxiladas: sinensetina, nobiletina, tangeretina y tetrametil escutellareina. La hesperidina fue el flavonoide más abundante. Por su parte, en todos los extractos supercríticos se encontraron presentes las flavonas polimetoxiladas: sinensetina, nobiletina, tangeretina y tetrametil escutellareina. Se detectaron pequeñas cantidades de hesperidina en los extractos supercríticos con mayor porcentaje de cosolvente. Los rendimientos de extracción de hesperidina fueron considerablemente menores con la técnica de extracción supercrítica, que con la técnica de extracción con solventes metanol-DMSO (1:1 v/v). La extracción supercrítica resultó altamente efectiva para la obtención de los flavonoides cítricos menos polares (flavonas polimetoxiladas), al recuperar, a condiciones de 275 bar, 50 °C y 23.35 % de etanol, más de dos veces la cantidad obtenida con la técnica de solventes metanol-DMSO (1:1 v/v). La cáscara de naranja recolectada para la presente investigación resultó una buena fuente de flavonas polimetoxiladas.