Actividad antioxidante del complejo de inclusión del extracto de semilla de Bixa orellana en ß-ciclodextrina obtenido por CO2 supercrítico / Antioxidant activity of the inclusion complex of Bixa orellana seeds extract in ß-cyclodextrin obtained by supercritical CO2

RESUMEN

Antecedentes los extractos de Bixa orellana son utilizados como colorante de alimentos, y presentan una actividad antioxidante de importancia farmacéutica. Su uso puede limitarse por su inestabilidad, donde el proceso de inclusión en ß-ciclodextrina (ß-CD) por fluido supercrítico con CO2 (FSC-CO2) es una alternativa para mediar esta desventaja. Objetivos: comparar diferentes condiciones de temperatura y presión de extracción por FSC-CO2, para determinar cuál de estas permite obtener un extracto de Bixa orellana con mayor actividad antioxidante, y evaluar el efecto de la inclusión en ß-CD, en dicha capacidad antioxidante. Métodos: se obtuvieron extractos por FSC-CO2 variando condiciones de presión y temperatura (I) 3583 psi, 35°C, (II) 1413 psi, 35°C, (III) 2184 psi, 45°C, (IV) 5076 psi, 45°C, y (V) 2300 psi, 40°C. Se evaluó la actividad antioxidante de los extractos obtenidos mediante el método DPPH, determinando su IC50. Se realizó el complejo de inclusión en ß-CD del extracto que presentó la mayor actividad antioxidante, por el método FSC-CO2, y fue caracterizado por IR, DSC y RMN. Mediante análisis comparativo de los espectros de la ß-CD, extracto libre y el complejo extracto/ß-CD, se verificó el acomplejamiento, y se evaluó la capacidad antioxidante del complejo de inclusión. Resultados: el extracto con mayor actividad antioxidante se obtuvo bajo la condición de extracción IV, con un IC50 de 23,55 µg/ mL, seguido del extracto II (28,76 µg/mL), del extracto III (37,23 µg/mL), del extracto V (81,09 µg/mL) y del extracto I (193,82 µg/mL), los cuales presentaron diferencias significativas (P<0,01). Los espectros obtenidos por IR, DSC y RMN presentaron desplazamientos propios del proceso de encapsulamiento. El valor IC50 del complejo extracto/ß-CD fue de 104,84 µg/mL, siendo significativamente mayor al valor obtenido para el extracto puro (23,55 µg/mL). Conclusión: el extracto de Bixa orellana con una actividad antioxidante mayor se obtuvo por fluido supercrítico a 5076 psi de presión y 45°C de temperatura. Las variaciones de los espectros IR, DSC y RMN demuestran la inclusión del extracto en la ß-CD, y los valores de IC50 indican el efecto protector de la ß-CD ante la reacción con el radical DPPH.

ABSTRACT

Background: Bixa orellana extracts are used to food coloring and it is important in pharmaceutical industry as a potential source of antioxidant activity. The application may be limited because it is unstable, but the process of inclusion in ß-cyclodextrin (ß-CD) by supercritical fluid CO2 (FSC-CO2) is an alternative to mediate this disadvantage. Objectives: we compared different conditions of temperature and pressure of FSC-CO2 extraction, to obtain a Bixa orellana extract with excellent antioxidant activity, and we evaluated the effect of inclusion in ß-CD in the antioxidant capacity. Methods: extracts were obtained by FSC-CO2 with different conditions of pressure and temperature (I) 3583 psi, 35°C, (II) 1413 psi, 35°C, (III) 2184 psi, 45°C, (IV) 5076 psi, 45°C, and (V) 2300 psi, 40°C. The antioxidant activity by DPPH assay was determined and the IC50 was evaluated. We performed the inclusion complex in ß-CD with the highest antioxidant activity extract. The extract/ß-CD complex was characterized by IR, DSC and NMR. This complexation was verified by comparative analysis of the spectra of the ß-CD, free extract and ß-CD/extract complex. The antioxidant capacity of this inclusion complex was evaluated. Results: the extract with highest antioxidant activity was obtained under the extraction condition IV, with an IC50 of 23.55 µg/mL, followed extract II (28.76 µg/mL), extract III (37.23 µg/mL), extract V (81.09 µg/mL) and extract I (193.82 µg/mL). Analysis showed significant differences (P<0.01) between these extracts. The spectra obtained by IR, DSC and NMR evidence the encapsulation process. The IC50 value of the extract/ß-CD complex (104.84 µg/mL) was significantly higher than the value obtained for the pure extract (23.55 µg/mL). Conclusions: the highest antioxidant activity of Bixa orellana extracts was obtained by supercritical fluid pressure at 5076 psi and temperature of 45°C. Variations in IR, DSC and NMR spectra showed the inclusion of the ß-CD/extract, and the IC50 values indicated the protective effect of ß-CD to the reaction with DPPH radical.