Optimization of microwave-assisted extraction of antioxidants from potato peels

• Main Author: Singh, Ashutosh
• Other Authors: G S Vijaya Raghavan (Internal/Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2010
• Subjects: Agriculture - Food Science and Technology
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=95252

Potato processing by industries generates large volumes of potato peels which are a low-value by-product. They have been shown to contain significant levels of phenolic antioxidants with high antioxidant capacity. In the present study, effect of microwave-assisted extraction (MAE) on recovery of phenolic compounds from potato peels was investigated. Operational parameters of MAE were optimized using response surface methodology individually based on total phenolics, ascorbic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, ferulic acid, DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging activity. The independent extraction parameters for MAE such as extraction time, solvent concentration and microwave-power level were evaluated using a central composite design to access their effects and interactions on the extraction of phenolics from potato peels. Optimal predicted contents for total phenolics [3.94 mg g-1 dry weight (DW)] was obtained with a solvent concentration of 67.3% (v/v), an extraction time of 15 min and a microwave power level of 14.7% (102 W). Maximum ascorbic acid (1.44 mg g-1 DW), caffeic acid (1.33 mg g-1 DW) and ferulic acid (0.50 mg g-1 DW) contents were obtained with a solvent concentration of 100% (v/v), extraction time of 15 min, and power level of 10% (63W), while the maximum chlorogenic acid content (1.35 mg g-1DW) was obtained at a solvent concentration of 100% (v/v), an extraction time of 5 min, and a power level of 10% (63W). The radical scavenging activity of the extract was evaluated by using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and optimum antioxidant activity (74%) was obtained at a solvent concentration of 100% (v/v), an extraction time of 5 min, and a power level of 10% (63W). MAE was able to extract higher level of antioxidants compared to traditional methods of extraction in less time and with lower solvent consumption. In the second part of the study effect of dielectric properties of solvent-water mixture used in MAE on extraction o === Le grand volume de pelures de pomme de terre issues de la transformation des pommes de terre par l'industrie alimentaire, représente un sous-produit de faible valeur. Cependant, ces pelures contiennent une importante quantité de composés phénoliques à haute activité antioxydante. Lors de la présente étude, l'effet d'une extraction assistée par micro-ondes (EAM) sur la récupération de composés phénoliques des pelures de pomme de terre fut étudié. Les paramètres opérationnels de l'EAM furent optimisés par une méthode de surface réponse pour les phénoliques totaux, l'acide ascorbique, l'acide chlorogénique, l'acide caféique, l'acide férulique, ainsi que l'activité d'intercepteur radical évalué avec DPPH [hydrazyle(diphényl picryl)]. L'importance des paramètres de transformation de la EAM, tels la durée d'extraction, la concentration du solvant (méthanol), et le niveau de puissance des micro-ondes, sur l'extraction de composés phénoliques des pelures de pomme de terre, fut évaluée grâce à un plan central composé. Un contenu optimal en composés phénoliques totaux [3.94 mg g-1 poids sec (p.s.)] fut obtenu avec une concentration du solvant de 67.3% (v/v), une durée d'extraction de 15 min et un niveau de puissance des micro-ondes de 14.7% (102 W). Les niveaux maximum d'acide ascorbique acid (1.44 mg g-1 p.s.), d'acide caféique acid (1.33 mg g-1 p.s) et d'acide férulique furent obtenus avec une concentration du solvant de 100% (v/v), une durée d'extraction de 15 min et un niveau de puissance des micro-ondes de 10% (63W), tandis que le niveau maximum d'acide chlorogénique (1.35 mg g-1 p.s.) fut obtenu avec une concentration du solvant de 100% (v/v), une durée d'extraction de 5 min et un niveau de puissance des micro-ondes de 10% (63 W). L'activité d'intercepteur radical de l'extrait fut évalue avec un dosage par DPPH, et atteignit un maximum de 74% pour une concentration du solvant de 100% (v/v), une durée d'extraction de 5$