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Research Article

Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from bitter melon (Momordica charantia) using response surface methodology

Optimización de la extracción asistida por ultrasonidos de compuestos fenólicos del melón amargo (Momordica charantia) mediante la metodología de superficie de respuesta

&
Pages 721-728 | Received 27 Apr 2021, Accepted 20 Aug 2021, Published online: 16 Sep 2021

Figures & data

Table 1. Yield, total polyphenol content (TPC) and antioxidant activity of extract obtained from bitter melons by extraction conditions based on central composite design.

Tabla 1. Rendimiento, contenido total de polifenoles (TPC) y actividad antioxidante del extracto de polifenoles del melón amargo según las condiciones de extracción basadas en el diseño central compuesto

Table 2. Regression coefficient, coefficient of determination (R2) and F-test values of the predicted second-order polynomial models for the yield, total polyphenol content (TPC), and antioxidant activity of bitter melons.

Tabla 2. Coeficiente de regresión, coeficiente de determinación (R2) y valores de la prueba F de los modelos polinomiales de segundo orden previstos para el rendimiento, el contenido total de polifenoles (TPC) y la actividad antioxidante del melón amargo

Figure 1. Response surface plots of independent variables of bitter melon extract on yield by UAE. (a) Ethanol concentration and ultrasonic power (time 20 min); (b) ethanol concentration and extraction time (ultrasonic power 240 W); (c) ultrasonic power and extraction time (ethanol extraction 60%).

Figura 1. Gráficos de superficie de respuesta de las variables independientes del extracto de melón amargo sobre el rendimiento por UAE. (a) Concentración de etanol y potencia de ultrasonidos (tiempo 20 minutos); (b) concentración de etanol y tiempo de extracción (potencia de ultrasonidos 240 W); (c) potencia de ultrasonidos y tiempo de extracción (extracción de etanol 60%)

Figure 1. Response surface plots of independent variables of bitter melon extract on yield by UAE. (a) Ethanol concentration and ultrasonic power (time 20 min); (b) ethanol concentration and extraction time (ultrasonic power 240 W); (c) ultrasonic power and extraction time (ethanol extraction 60%).Figura 1. Gráficos de superficie de respuesta de las variables independientes del extracto de melón amargo sobre el rendimiento por UAE. (a) Concentración de etanol y potencia de ultrasonidos (tiempo 20 minutos); (b) concentración de etanol y tiempo de extracción (potencia de ultrasonidos 240 W); (c) potencia de ultrasonidos y tiempo de extracción (extracción de etanol 60%)

Figure 2. Response surface plots of independent variables of bitter melon extract on total polyphenol content by UAE. (a) Ethanol concentration and ultrasonic power (time 20 min); (b) ethanol concentration and extraction time (ultrasonic power 240 W); (c) ultrasonic power and extraction time (ethanol extraction 60%).

Figura 2. Gráficos de superficie de respuesta de las variables independientes del extracto de melón amargo sobre el contenido total de polifenoles por UAE. (a) Concentración de etanol y potencia ultrasónica (tiempo 20 minutos); (b) concentración de etanol y tiempo de extracción (potencia ultrasónica 240 W); (c) potencia ultrasónica y tiempo de extracción (extracción de etanol 60%)

Figure 2. Response surface plots of independent variables of bitter melon extract on total polyphenol content by UAE. (a) Ethanol concentration and ultrasonic power (time 20 min); (b) ethanol concentration and extraction time (ultrasonic power 240 W); (c) ultrasonic power and extraction time (ethanol extraction 60%).Figura 2. Gráficos de superficie de respuesta de las variables independientes del extracto de melón amargo sobre el contenido total de polifenoles por UAE. (a) Concentración de etanol y potencia ultrasónica (tiempo 20 minutos); (b) concentración de etanol y tiempo de extracción (potencia ultrasónica 240 W); (c) potencia ultrasónica y tiempo de extracción (extracción de etanol 60%)

Figure 3. Response surface plots of independent variables of bitter melon extract on DPPH antioxidant activity by UAE. (a) Ethanol concentration and ultrasonic power (time 20 min); (b) ethanol concentration and extraction time (ultrasonic power 240 W); (c) ultrasonic power and extraction time (ethanol extraction 60%).

Figura 3. Gráficos de superficie de respuesta de las variables independientes del extracto de melón amargo sobre la actividad antioxidante del DPPH por la UAE. (a) Concentración de etanol y potencia ultrasónica (tiempo 20 minutos); (b) concentración de etanol y tiempo de extracción (potencia ultrasónica 240 W); (c) potencia ultrasónica y tiempo de extracción (extracción de etanol 60%)

Figure 3. Response surface plots of independent variables of bitter melon extract on DPPH antioxidant activity by UAE. (a) Ethanol concentration and ultrasonic power (time 20 min); (b) ethanol concentration and extraction time (ultrasonic power 240 W); (c) ultrasonic power and extraction time (ethanol extraction 60%).Figura 3. Gráficos de superficie de respuesta de las variables independientes del extracto de melón amargo sobre la actividad antioxidante del DPPH por la UAE. (a) Concentración de etanol y potencia ultrasónica (tiempo 20 minutos); (b) concentración de etanol y tiempo de extracción (potencia ultrasónica 240 W); (c) potencia ultrasónica y tiempo de extracción (extracción de etanol 60%)

Table 3. Experimental data of the validation of predicted values at optimal extraction.

Tabla 3. Datos experimentales de la validación de los valores previstos en la extracción óptima

Table 4. Yield, total polyphenol content, phenolic content, and antioxidant activity of bitter melon extract by optimization conditions of ultrasound assisted extraction (UAE) and ethanol extraction (EE).

Tabla 4. Rendimiento, contenido total de polifenoles, contenido fenólico y actividad antioxidante del extracto de melón amargo mediante la optimización de las condiciones de extracción asistida por ultrasonidos (UAE) y extracción con etanol (EE)