Solventes eutéticos naturais profundos (NADES): uma plataforma de extração eficiente e sustentável para compostos de alto valor agregado da casca do maracujá

Abstract

This study describes the development and evaluation of a green extraction method for high-value phenolic compounds from the agro-industrial residue of Passiflora edulis Sims (sour passion fruit) peel, using natural deep eutectic solvents (NADES) as a sustainable alternative to conventional organic solvents. Based on the principles of Green Chemistry and Circular Economy, nine NADES formulations were tested, with the malic acid:choline chloride mixture (1:1, m/m) showing the highest efficiency. The extraction, carried out by dynamic maceration, was optimized using a 2³ central composite design (CCD), resulting in optimal conditions of 60 °C, 40 min, and a concentration of 100 g·L⁻¹. The extracts were analyzed by high-performance liquid chromatography with diode-array detection (HPLC-DAD) and electrospray ionization ion-trap mass spectrometry (LC-ESI-IT-MS), enabling the identification of five major flavonoids: vicenin-2, tri-hydroxyflavone-C-hexoside-pentoside, orientin, kaempferitrin, and isovitexin. Comparison with the most efficient conventional method (methanol:water 7:3, v/v) demonstrated superior performance of the optimized approach, with a total peak area of target compounds of 856.0×10³ mAU, compared to 172.1×10³ mAU for the methanolic extract. The sustainability of both approaches was assessed using the GAPI and AGREE metrics, revealing better performance for the NADES composed of malic acid:choline chloride (1:1, m/m), which achieved a global index of 0.74, indicating lower environmental impact and reduced occupational risk. The results demonstrate that the use of NADES represents an effective and environmentally responsible strategy for the valorization of plant residues, reinforcing the potential of these solvents as green substitutes for toxic solvents in analytical and industrial applications.

Este trabalho descreve o desenvolvimento e a avaliação de um método de extração verde de compostos fenólicos de alto valor agregado a partir do resíduo agroindustrial da casca de Passiflora edulis (maracujá-azedo), utilizando solventes eutéticos naturais profundos (NADES) como alternativa sustentável aos solventes orgânicos convencionais. Fundamentado nos princípios da Química Verde e da Economia Circular, foram testadas nove formulações de NADES, destacando-se a mistura ácido málico:cloreto de colina (1:1, m/m) como a mais eficiente. A extração, conduzida por maceração dinâmica, foi otimizada por planejamento experimental (CCD 2³), resultando em condições ideais de 60 °C, 40 min e concentração de 100 g·L⁻¹. Os extratos foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de fotodiodos (CLAE-DAD) e espectrometria de massas (LC-ESIIT-MS), permitindo a identificação de cinco flavonoides majoritários: vicenina-2, trihidroxiflavona-C-hexosídeo-pentosídeo, orientina, kaempferitrina e isovitexina. A comparação com o método convencional mais eficiente (metanol:água 7:3, v/v) evidenciou desempenho superior do método otimizado, com área total dos picos dos compostos-alvo de 856,0×10³ mAU, frente a 172,1×10³ mAU para o extrato metanólico. A sustentabilidade das abordagens foi avaliada pelas métricas GAPI e AGREE, revelando melhor desempenho do método com NADES composto por ácido málico:cloreto de colina (1:1, m/m) apresentou o índice global = 0,74 com menor impacto ambiental e risco ocupacional. Os resultados demonstram que o uso de NADES constitui uma alternativa eficaz e ambientalmente responsável para a valorização de resíduos vegetais, reforçando o potencial desses solventes na substituição de solventes tóxicos em aplicações analíticas e industriais.