Published September 21, 2023
| Version v1
Publication
Open
Green extraction of phenolics and flavonoids from black mulberry fruit using natural deep eutectic solvents: optimization and surface morphology
Creators
- 1. Ho Chi Minh City University of Technology
- 2. Vietnam National University Ho Chi Minh City
Description
Abstract This study deployed ultrasonic-assisted extraction (UAE), combined with natural deep eutectic solvents (NADES), to extract phenolics and flavonoids from the black mulberry fruit, and the antioxidant activity was examined. The extraction yields of NADES-based UAE were assessed based on the yields of phenolics and flavonoids extracted from the black mulberry fruit. This study selected the molar ratios of hydrogen bond acceptors (HBA) and hydrogen bond donors HBD at 1:2 from previous studies. Choline chloride-lactic acid showed the highest solubility with phenolics and flavonoids among NADES systems. One-factor experiments evaluated the effect of UAE conditions (liquid-to-solid ratio (LSR), water content in NADES, temperature, and time) on TPC, TFC, and antioxidant activity. The suitable NADES-based UAE conditions for extracting phenolics and flavonoids from the black mulberry fruit were 60 ml/g of LSR, 40% water content, 70 °C, and 15 min. Response surface methodology with the Box-Behnken design model optimized the NADES-based UAE process based on response (TPC, TFC, ABTS, OH, and DPPH). The optimal conditions for the NADES-based UAE process were 70 ml/g of LSR, 38.9% water content in NADES, 67.9 °C, and 24.2 min of extraction time. The predicted values of the Box-Behnken design were compatible with the experimental results. Moreover, scanning electron microscopy (SEM) was used to survey the surface of black mulberry fruit with and without sonication. SEM can assist in demonstrating the destructive effect of NADES and ultrasonic waves on material surfaces. SEM findings indicated the high surface destruction capacity of NADES, which partially contributed to a superior extraction yield of NADES than conventional organic solvents. The study proposes an efficient and green method for extracting bioactive compounds from black mulberry fruits. The black mulberry fruit extracts can be applied to meat preservation and beverages with high antioxidants.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نشرت هذه الدراسة الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية (الإمارات العربية المتحدة)، جنبًا إلى جنب مع المذيبات اليوتكتيكية العميقة الطبيعية (NADES)، لاستخراج الفينولات والفلافونويدات من ثمار التوت الأسود، وتم فحص النشاط المضاد للأكسدة. تم تقييم غلة استخراج الإمارات العربية المتحدة القائمة على NADES بناءً على غلة الفينولات والفلافونويدات المستخرجة من ثمار التوت الأسود. اختارت هذه الدراسة النسب المولية لمستقبلات رابطة الهيدروجين (HBA) ومتبرعي رابطة الهيدروجين HBD بنسبة 1:2 من الدراسات السابقة. أظهر حمض كلوريد الكولين اللاكتيك أعلى قابلية للذوبان مع الفينولات والفلافونويدات بين أنظمة NADES. قيمت التجارب أحادية العامل تأثير الظروف الإماراتية (نسبة السائل إلى الصلب (LSR)، ومحتوى الماء في NADES، ودرجة الحرارة، والوقت) على TPC، و TFC، ونشاط مضادات الأكسدة. كانت الظروف الإماراتية المناسبة القائمة على NADES لاستخراج الفينولات والفلافونويدات من ثمار التوت الأسود هي 60 مل/جم من LSR، و 40 ٪ من المحتوى المائي، و 70 درجة مئوية، و 15 دقيقة. حسنت منهجية سطح الاستجابة مع نموذج تصميم Box - Behnken عملية الإمارات العربية المتحدة القائمة على NADES بناءً على الاستجابة (TPC و TFC و ABTS و OH و DPPH). كانت الظروف المثلى لعملية الإمارات العربية المتحدة القائمة على NADES هي 70 مل/جم من LSR، و 38.9 ٪ من المحتوى المائي في NADES، و 67.9 درجة مئوية، و 24.2 دقيقة من وقت الاستخراج. كانت القيم المتوقعة لتصميم Box - Behnken متوافقة مع النتائج التجريبية. علاوة على ذلك، تم استخدام المسح المجهري الإلكتروني (SEM) لمسح سطح فاكهة التوت الأسود مع وبدون صوتنة. يمكن أن تساعد SEM في إظهار التأثير المدمر لـ NADES والموجات فوق الصوتية على أسطح المواد. أشارت نتائج SEM إلى قدرة التدمير السطحي العالية لـ NADES، والتي ساهمت جزئيًا في إنتاج استخراج متفوق لـ NADES من المذيبات العضوية التقليدية. تقترح الدراسة طريقة فعالة وخضراء لاستخراج المركبات النشطة بيولوجيًا من ثمار التوت الأسود. يمكن تطبيق مستخلصات فاكهة التوت الأسود على حفظ اللحوم والمشروبات ذات مضادات الأكسدة العالية.Translated Description (French)
Résumé Cette étude a déployé l'extraction assistée par ultrasons (eau), combinée à des solvants eutectiques profonds naturels (NADES), pour extraire les phénoliques et les flavonoïdes du mûrier noir, et l'activité antioxydante a été examinée. Les rendements d'extraction des eau à base de NADES ont été évalués en fonction des rendements en composés phénoliques et en flavonoïdes extraits du fruit du mûrier noir. Cette étude a sélectionné les rapports molaires des accepteurs de liaisons hydrogène (HBA) et des donneurs de liaisons hydrogène HBD à 1:2 des études précédentes. Le chlorure de choline-acide lactique a montré la solubilité la plus élevée avec les phénoliques et les flavonoïdes parmi les systèmes NADES. Des expériences à un facteur ont évalué l'effet des conditions des eau (rapport liquide-solide (LSR), teneur en eau dans NADES, température et temps) sur le TPC, le TFC et l'activité antioxydante. Les conditions appropriées des Émirats arabes unis basées sur NADES pour extraire les phénoliques et les flavonoïdes du fruit de mûrier noir étaient de 60 ml/g de LSR, 40 % de teneur en eau, 70 °C et 15 min. La méthodologie de surface de réponse avec le modèle de conception Box-Behnken a optimisé le processus UAE basé sur NADES en fonction de la réponse (TPC, TFC, ABTS, OH et DPPH). Les conditions optimales pour le processus UAE basé sur NADES étaient 70 ml/g de LSR, 38,9 % de teneur en eau dans NADES, 67,9 °C et 24,2 min de temps d'extraction. Les valeurs prédites du modèle Box-Behnken étaient compatibles avec les résultats expérimentaux. De plus, la microscopie électronique à balayage (MEB) a été utilisée pour étudier la surface du mûrier noir avec et sans sonication. Le MEB peut aider à démontrer l'effet destructeur du NADES et des ondes ultrasonores sur les surfaces matérielles. Les résultats du MEB ont indiqué la capacité élevée de destruction de surface de NADES, ce qui a partiellement contribué à un rendement d'extraction de NADES supérieur à celui des solvants organiques conventionnels. L'étude propose une méthode efficace et verte pour extraire les composés bioactifs des fruits de mûrier noir. Les extraits de fruits de mûrier noir peuvent être appliqués à la conservation de la viande et aux boissons riches en antioxydants.Translated Description (Spanish)
Resumen Este estudio implementó la extracción asistida por ultrasonidos (EAU), combinada con disolventes eutécticos profundos naturales (NADES), para extraer compuestos fenólicos y flavonoides de la morera negra, y se examinó la actividad antioxidante. Los rendimientos de extracción de los EAU basados en NADES se evaluaron en función de los rendimientos de compuestos fenólicos y flavonoides extraídos de la morera negra. Este estudio seleccionó las relaciones molares de aceptores de enlaces de hidrógeno (HBA) y donantes de enlaces de hidrógeno HBD a 1:2 de estudios anteriores. El cloruro de colina-ácido láctico mostró la mayor solubilidad con fenólicos y flavonoides entre los sistemas NADES. Los experimentos de un factor evaluaron el efecto de las condiciones de los EAU (relación líquido-sólido (LSR), contenido de agua en NADES, temperatura y tiempo) en TPC, TFc y actividad antioxidante. Las condiciones adecuadas de los EAU basadas en NADES para extraer compuestos fenólicos y flavonoides de la fruta de morera negra fueron 60 ml/g de LSR, 40% de contenido de agua, 70 °C y 15 min. La metodología de superficie de respuesta con el modelo de diseño Box-Behnken optimizó el proceso de EAU basado en NADES en función de la respuesta (TPC, TFc, ABTS, OH y DPPH). Las condiciones óptimas para el proceso de EAU basado en NADES fueron 70 ml/g de LSR, 38.9% de contenido de agua en NADES, 67.9 °C y 24.2 min de tiempo de extracción. Los valores previstos del diseño Box-Behnken fueron compatibles con los resultados experimentales. Además, se utilizó microscopía electrónica de barrido (SEM) para inspeccionar la superficie de la morera negra con y sin sonicación. SEM puede ayudar a demostrar el efecto destructivo de NADES y las ondas ultrasónicas en las superficies de los materiales. Los hallazgos de SEM indicaron la alta capacidad de destrucción superficial de NADES, lo que contribuyó parcialmente a un rendimiento de extracción superior de NADES que los disolventes orgánicos convencionales. El estudio propone un método eficiente y verde para extraer compuestos bioactivos de las moras negras. Los extractos de fruta de morera negra se pueden aplicar a conservas de carne y bebidas con alto contenido de antioxidantes.Files
s13065-023-01041-x.pdf
Files
(2.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6461d6bae58689c73ad957487bc0210b
|
2.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الاستخلاص الأخضر للفينوليات والفلافونويدات من فاكهة التوت الأسود باستخدام المذيبات اليوتكتيكية العميقة الطبيعية: التحسين والتشكيل السطحي
- Translated title (French)
- Extraction verte des phénoliques et des flavonoïdes du mûrier noir à l'aide de solvants naturels eutectiques profonds : optimisation et morphologie de surface
- Translated title (Spanish)
- Extracción verde de fenólicos y flavonoides de la morera negra utilizando disolventes eutécticos profundos naturales: optimización y morfología de la superficie
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4386932154
- DOI
- 10.1186/s13065-023-01041-x
References
- https://openalex.org/W113010172
- https://openalex.org/W1561902563
- https://openalex.org/W1967016386
- https://openalex.org/W1971588616
- https://openalex.org/W1985730402
- https://openalex.org/W2013372160
- https://openalex.org/W2043887761
- https://openalex.org/W2048869030
- https://openalex.org/W2056427819
- https://openalex.org/W2089763940
- https://openalex.org/W2480456285
- https://openalex.org/W2521574223
- https://openalex.org/W2565023632
- https://openalex.org/W2800779227
- https://openalex.org/W2801172935
- https://openalex.org/W2915803278
- https://openalex.org/W2945346850
- https://openalex.org/W2966293237
- https://openalex.org/W2971123463
- https://openalex.org/W3003381283
- https://openalex.org/W3011373776
- https://openalex.org/W3021102829
- https://openalex.org/W3060865040
- https://openalex.org/W3081632915
- https://openalex.org/W3135252788
- https://openalex.org/W3137530901
- https://openalex.org/W3152055274
- https://openalex.org/W3158776978
- https://openalex.org/W3167035351
- https://openalex.org/W3199976847
- https://openalex.org/W3209440905
- https://openalex.org/W4207013532
- https://openalex.org/W4210322481
- https://openalex.org/W4210642708
- https://openalex.org/W4221059275
- https://openalex.org/W4223632155
- https://openalex.org/W4229334410
- https://openalex.org/W4291172876
- https://openalex.org/W4293254344
- https://openalex.org/W4362510923
- https://openalex.org/W852864826