Optimization of the Extraction of Antioxidant Compounds from Roselle Hibiscus Calyxes (Hibiscus sabdariffa), as a Source of Nutraceutical Beverages

Abstract

Secondary metabolites from Hibiscus sabdariffa have been used to prevent different diseases. Roselle Hibiscus is known for being rich in phenolic bioactive compounds. The extraction conditions are directly related to the chemical composition and then to the overall bioactivity of the extract. In this study, a Box-Behnken experimental design has been used to optimize the antioxidant activity, considering four variables: ethanol:water ratio, temperature, extraction time, and solvent:solid ratio. The experiment comprises 27 experiments and 3 repetitions at the central point. The results are described by surface response analysis and a second-degree polynomial equation. The model explains 87% of the variation in the response. The maximum antioxidant activity is yielded when 1% solids are extracted in 35.5% ethanol at 60 ◦C for 33 min. Finally, a nutritional functional supplement of 495 μmol Trolox Equivalent (TE) antioxidant capacity was prepared with the optimized extract.

Los metabolitos secundarios de Hibiscus sabdariffa se han utilizado para prevenir diferentes enfermedades. Roselle Hibiscus es conocida por ser rica en compuestos bioactivos fenólicos. Las condiciones de extracción están directamente relacionadas con la composición química y luego con la bioactividad general del extracto. En este estudio se ha utilizado un diseño experimental de Box-Behnken para optimizar la actividad antioxidante, considerando cuatro variables: relación etanol:agua, temperatura, tiempo de extracción y relación solvente:sólido. El experimento consta de 27 experimentos y 3 repeticiones en el punto central. Los resultados se describen mediante análisis de respuesta de superficie y una ecuación polinomial de segundo grado. El modelo explica el 87% de la variación en la respuesta. La máxima actividad antioxidante se obtiene cuando se extrae el 1% de sólidos en etanol al 35,5% a 60 ◦C durante 33 min. Finalmente, con el extracto optimizado se preparó un suplemento nutricional funcional de 495 μmol Trolox Equivalent (TE) de capacidad antioxidante.