Otimização da extração de antocianinas de Hibiscus sabdariffa L. via solventes eutéticos profundos naturais (NADES) para a obtenção de um hidrogel de HPMC

dc.contributor.advisor1Sanches, Edgar Aparecido
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9217911214522756eng
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-1446-723Xeng
dc.contributor.referee2Felix, Pedro Henrique Campelo
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8873722325616141eng
dc.contributor.referee2orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5137-0162eng
dc.contributor.referee3Faria, Jerusa Araújo Quintão Arantes
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4094701424279023eng
dc.contributor.referee3orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7974-0295eng
dc.creatorSilva, Kalil Araujo da
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5218372425636945eng
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8142-9882eng
dc.date.issued2026-05-29
dc.description.abstractThe anthocyanins from Hibiscus sabdariffa L. are known for their antioxidant, anti-inflammatory, and antimicrobial activity, but their chemical instability in the presence of pH, temperature, and oxygen limits their application. The objective of this study was to optimize the extraction of these anthocyanins using Natural Deep Eutectic Solvents (NADES) and to employ them in the preparation, characterization, and safety evaluation of a hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) hydrogel as a delivery system. Seven eutectic systems were screened by ultrasound-assisted extraction, using total anthocyanin content as the selection criterion. The lactic acid:glycerol:citric acid (LAT:GLY:CIT) system exhibited the highest content (10.63 mg/mL) and high antioxidant activity, and was selected for optimization using Box-Behnken design and response surface methodology, in which sonication time was the most significant factor; the optimal condition (270 W, 20–50 °C, 15 min) yielded 6.52 mg/mL, with thermal robustness between 20 and 50 °C. Characterization by UPLC-QToF-MS/MS and HPLC-DAD identified delphinidin-3-O-sambubioside and cyanidin-3-O-sambubioside as the major anthocyanins, while FTIR revealed the integration of the pigments into the NADES hydrogen-bond network. The eutectic extract retained 72.6% of the anthocyanins after 28 days at room temperature, compared to 36.0% for the ethanolic extract. Four 3% HPMC hydrogels were developed, exhibiting a density close to that of water and spreadability compatible with topical formulations, in which the extract/NADES acted as a plasticizer. The formulations containing NADES exhibited a pH favorable for the stabilization of the flavyl cation, and the preliminary HET-CAM assay indicated no irritation from the gel formulations. The results demonstrate that the LAT:GLY:CIT system constitutes an efficient green platform for the extraction, stabilization, and topical delivery of anthocyanins in an HPMC matrix.eng
dc.description.resumoAs antocianinas de Hibiscus sabdariffa L. apresentam reconhecida atividade antioxidante, anti-inflamatória e antimicrobiana, mas sua instabilidade química frente a variações de pH, temperatura e oxigênio limita sua aplicação. Este trabalho teve por objetivo otimizar a extração dessas antocianinas por Solventes Eutéticos Profundos Naturais (NADES) e empregá-las na obtenção, caracterização e avaliação de segurança de um hidrogel de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) como sistema de liberação. Sete sistemas eutéticos foram triados por extração assistida por ultrassom, adotando-se o teor de antocianinas totais como critério de seleção. O sistema ácido lático:glicerol:ácido cítrico (LAT:GLY:CIT) apresentou o maior teor (10,63 mg/mL) e elevada atividade antioxidante, sendo selecionado para otimização por planejamento Box-Behnken e metodologia de superfície de resposta. A análise os dados revelaram que o tempo de sonicação foi o fator mais significativo; a condição ótima (270 W, 20–50 °C, 15 min) forneceu 6,52 mg/mL, com robustez térmica entre 20 e 50 °C. A caracterização por UPLC-QToF-MS/MS e HPLC-DAD identificou a delfinidina-3-O-sambubiosídeo e a cianidina-3-O-sambubiosídeo como antocianinas majoritárias, enquanto o FTIR evidenciou a integração dos pigmentos à rede de ligações de hidrogênio do NADES. O extrato eutético reteve 72,6% das antocianinas após 28 dias à temperatura ambiente, valor superior ao observado para a extração controle que obteve36,0%. Quatro hidrogéis de HPMC a 3% foram desenvolvidos, apresentando densidade próxima à da água e espalhabilidade compatível com formas tópicas, na qual o extrato/NADES atuou como plastificante. As formulações contendo NADES exibiram pH favorável à estabilização do cátion flavílio, e o ensaio preliminar HET-CAM indicou ausência de irritabilidade das formulações em gel. Os resultados demonstram que o sistema LAT:GLY:CIT apresenta como uma plataforma verde eficiente para a extração, estabilização e veiculação tópica de antocianinas em matriz de HPMC.eng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationSILVA, Kalil Araújo da. Otimização da extração de antocianinas de Hibiscus sabdariffa L. via solventes eutéticos profundos naturais (NADES) para a obtenção de um hidrogel de HPMC. 2026. 117 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2026.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11931
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentFaculdade de Tecnologiaeng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiaiseng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/por
dc.subjectHibiscus sabdariffapor
dc.subjectAntocianinaspor
dc.subjectNADESpor
dc.subjectHidrogelpor
dc.subjectHPMCpor
dc.subjectDrug deliverypor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAeng
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/97395/DISS_kalilSilva_PPGCEM.pdf.jpg*
dc.titleOtimização da extração de antocianinas de Hibiscus sabdariffa L. via solventes eutéticos profundos naturais (NADES) para a obtenção de um hidrogel de HPMCeng
dc.title.alternativeOptimization of anthocyanin extraction from Hibiscus sabdariffa L. using natural deep eutectic solvents (NADES) to produce an HPMC hydrogeleng
dc.typeDissertaçãoeng

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