Optimizing Particle Size to Enhance Phenolic Compound Recovery From Pecan Shells for Bioactive Applications
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Tatiane Jéssica Siebeneichler
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Eduarda Caetano Peixoto
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Jessica Fernanda Hoffmann
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Cesar Valmor Rombaldi
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Alvaro Renato Guerra Dias
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[1] Universidade Federal de Pelotas
Universidade Federal de Pelotas
Brasil
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[2] Universidade do Vale do Rio dos Sinos
Universidade do Vale do Rio dos Sinos
Brasil
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- Localización: Agrociencia Uruguay, ISSN-e 2730-5066, Vol. 30, nro. Extra 1, 2026 (Ejemplar dedicado a: Investigaciones en pecán en Sudamérica)
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Otimização do tamanho de partícula para a extração de compostos fenólicos de cascas de pecã
- Optimización del tamaño de partícula para la extracción de compuestos fenólicos de cáscaras de pecán
- Enlaces
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Resumen
- español
La producción global de nueces pecán (Carya illinoinensis) está en expansión, lo que ha generado un creciente interés en la valorización de sus subproductos, especialmente la cáscara, reconocida como una fuente prometedora de compuestos bioactivos y antioxidantes naturales. Para apoyar su uso en aplicaciones alimentarias, nutracéuticas y farmacéuticas, es esencial optimizar las condiciones de extracción. En este estudio, las cáscaras fueron secadas, molidas y tamizadas en tres tamaños de partícula: gruesa (250-150 µm), mediana (150-100 µm) y fina (≤100 µm). Los compuestos fenólicos fueron extraídos mediante baño ultrasónico y cuantificados por el método de Folin-Ciocalteu. También se evaluaron el poder reductor y la capacidad de los extractos para eliminar radicales DPPH y ABTS. La técnica LC-MS/MS se utilizó para caracterizar el extracto más eficiente. Las partículas finas produjeron mayores rendimientos de extracto, mientras que las partículas medianas y finas generaron un mayor contenido fenólico total. Se identificaron doce compuestos fenólicos, incluidos los flavonoides galocatequina 3-O-galato, catequina, galocatequina, procianidina C1, procianidina B1, isoramnetina 3-glucurónido y taxifolina 3-O-ramnósido, así como metil clorogenato, ácido gálico 3-O-galato y ácido 3-cafeoilquínico. La actividad antioxidante aumentó con la reducción del tamaño de partícula hasta 100 µm, pero tamaños menores redujeron esta actividad. Los extractos de partículas medianas mostraron el mayor contenido fenólico (20,52 ± 0,08 mg GAE/g) y actividad antioxidante (58,81 ± 0,80 % para DPPH y 79,00 ± 0,96 % para ABTS). Estos resultados aportan información valiosa para optimizar la extracción de compuestos fenólicos de cáscaras de nuez pecán para aplicaciones en la industria alimentaria y de la salud.
- English
The global production of pecan nuts (Carya illinoinensis) is expanding, generating growing interest in the valorization of their by-products, particularly the shell, a promising source of bioactive compounds and natural antioxidants. To support its use in food, nutraceutical, and pharmaceutical applications, optimizing extraction conditions is essential. In this study, pecan shells were dried, ground, and sieved into three particle sizes: coarse (250-150 µm), medium (150-100 µm), and fine (≤100 µm). Phenolic compounds were extracted using an ultrasonic bath, and total phenolics were quantified by the Folin-Ciocalteu method. Reducing power and the ability of the extracts to scavenge DPPH and ABTS radicals were also assessed. LC-MS/MS was used to characterize the most efficient extract. Fine particles produced higher extract yields, while medium and fine particles resulted in greater total phenolic content. Twelve phenolic compounds were identified, including the flavonoids gallocatechin 3-O-gallate, catechin, gallocatechin, procyanidin C1, procyanidin B1, isorhamnetin 3-glucuronide, and taxifolin 3-O-rhamnoside, as well as methyl chlorogenate, gallic acid 3-O-gallate, and 3-caffeoylquinic acid. Antioxidant activity increased with particle size reduction down to 100 µm, but smaller sizes reduced this activity. Extracts obtained from medium particles showed the highest phenolic content (20.52 ± 0.08 mg GAE/g) and antioxidant activity (58.81 ± 0.80% for DPPH and 79.00 ± 0.96% for ABTS). These findings provide valuable insights into optimizing phenolic extraction from pecan shells for applications in food and health-related industries.
- português
A produção global de nozes-pecã (Carya illinoinensis) está em expansão, gerando crescente interesse na valorização de seus subprodutos, especialmente a casca, reconhecida como uma fonte promissora de compostos bioativos e antioxidantes naturais. Para ampliar seu uso em aplicações alimentícias, nutracêuticas e farmacêuticas, é essencial otimizar as condições de extração. Neste estudo, as cascas foram secas, moídas e peneiradas em três tamanhos de partícula: grosso (250-150 µm), médio (150-100 µm) e fino (≤100 µm). Os compostos fenólicos foram extraídos em banho ultrassônico e quantificados pelo método de Folin-Ciocalteu. Avaliaram-se também o poder redutor e a capacidade dos extratos de sequestrar radicais DPPH e ABTS. A técnica LC-MS/MS foi empregada para caracterizar o extrato mais eficiente. As partículas finas produziram maior rendimento de extrato, enquanto partículas médias e finas apresentaram maior teor fenólico total. Doze compostos fenólicos foram identificados, incluindo os flavonoides galocatequina 3-O-galato, catequina, galocatequina, procianidina C1, procianidina B1, isoramnetina 3-glucuronídeo e taxifolina 3-O-ramnosídeo, além de metil clorogenato, ácido gálico 3-O-galato e ácido 3-cafeoilquínico. A atividade antioxidante aumentou com a redução do tamanho de partícula até 100 µm, mas tamanhos menores reduziram essa atividade. Extratos de partículas médias apresentaram o maior teor fenólico (20,52 ± 0,08 mg GAE/g) e a maior atividade antioxidante (58,81 ± 0,80% para DPPH e 79,00 ± 0,96% para ABTS). Esses resultados fornecem informações relevantes para otimizar a extração de compostos fenólicos de cascas de noz-pecã nas indústrias alimentícia, nutracêutica e farmacêutica.
- español
