Research Article

Stability of microemulsions containing red grape pomace extract obtained with a glycerol/sodium benzoate deep eutectic solvent^☆

Stabilité des microémulsions contenant un extrait de marc de raisin rouge obtenues avec le solvant eutectique profond aglycérol/benzoate de sodium

¹ Department of Wine, Vine & Beverage Sciences, University of West Attica, Ag. Spyridonos Str., Egaleo 12243, Athens, Greece
² Green Processes & Biorefinery Group, Department of Food Science & Nutrition, School of Agricultural Sciences, University of Thessaly, N. Temponera Street, Karditsa 43100, Greece

^* Correspondence: okaltsa@uth.gr

Received: 24 January 2022
Accepted: 22 June 2022

Abstract

The valorization of red grape pomace is significant as grape is one of the most cultivated fruits worldwide and generated by-product quantities are enormous. For this purpose, numerous encapsulation techniques have been developed. However, the studies on microemulsions composed with deep eutectic solvent extracts are very limited. In this study, red grape pomace extract (RGPE) was first prepared by deep eutectic solvent extraction and characterized by HPLC analysis. Rutin, quercetin, catechin and caftaric acid were identified as the main non-pigment phenolic compounds. The RGPE was further encapsulated in microemulsions (MEs) following a low-energy approach using a mixture of low molecular weight surfactants, and the pseudo-ternary phase diagram was constructed. The physical and antioxidant stability of MEs containing 3–15 wt% RGPE was investigated for a period of 30 days. MEs were stable at an ambient temperature of 25 or 37 °C. The radical scavenging activity of encapsulated RGPE was improved up to 13% compared to the free extract. Our results indicate that microemulsions provide protection of valuable phenolic constituents especially under elevated temperature conditions and can therefore be used as systems for applications in nutraceuticals or cosmetics.

Résumé

La valorisation du marc de raisin rouge est importante car le raisin est l’un des fruits les plus cultivés au monde et les quantités de sous-produits générés sont énormes. Dans cet objectif, de nombreuses techniques d’encapsulation ont été développées. Cependant, les études sur les microémulsions composées d’extraits de solvants eutectiques profonds restent très limitées. Dans cette étude, l’extrait de marc de raisin rouge a d’abord été préparé par extraction par un solvant eutectique profond et caractérisé par analyse HPLC. La rutine, la quercétine, la catéchine et l’acide caftarique ont été identifiés comme les principaux composés phénoliques non pigmentaires. L’extrait de marc de raisin rouge a ensuite été encapsulé dans des microémulsions (ME) selon une approche à faible énergie en utilisant un mélange de surfactants de faible poids moléculaire, et un diagramme de phase pseudo-ternaire a été construit. La stabilité physique et antioxydante des MEs contenant 3–15 % en poids d’extrait de marc de raisin rouge a été étudiée pendant une période de 30 jours. Les ME étaient stables à une température ambiante de 25 ou 37 °C. L’activité antiradicalaire de l’extrait de marc de raisin rouge encapsulé a été améliorée jusqu’à un maximum 13 % par rapport à l’extrait libre. Nos résultats indiquent que les microémulsions protègent les constituants phénoliques précieux, en particulier dans des conditions de température élevée, et peuvent donc être utilisées comme systèmes pour des applications dans le domaine des nutraceutiques ou des cosmétiques.