Bioactive compounds in aqueous extracts of lemon balm (Melissa officinalis) cultivated in Mexico

Abstract

Lemon balm (Melissa officinalis) is a plant in the family of Lamiaceae. In Mexican traditional medicine it is used to alleviate gastrointestinal and hepatic problems. Studies carried out mainly in ethanolic and methanolic extracts, have revealed the presence of diverse compounds to which those medicinal properties are attributed. The objective of this research work was to extract in aqueous solution the antioxidants present in lemon balm and identify them through HPLC-MS. A Box-Behnken design was applied to determine the physical conditions of antioxidant extraction, where the analyzed variables were time, temperature and sample quantity. The antioxidant activity was determined through methodologies of DPPH*, FRAP and total phenolics. The aqueous solution with the highest antioxidant activity was analyzed through HPLC-MS. The results showed that the interaction temperature-time has a positive influence on the liberation of antioxidants. The best condition for a conventional extraction of antioxidants was 90°C, 15 min and 2 g of sample. Higher correlations were observed at r2>0.6 between determined antioxidant activity by DPPH* (or FRAP) vs Total phenolics; this would indicate that such activity could be attributed to phenolic compounds whose presence was confirmed through an analysis by HPLC-MS.El toronjil (Melissa officinalis) es una planta de la familia Lamiaceae. En la medicina tradicional mexicana es utilizado para aliviar problemas gastrointestinales y hepáticos. Algunos estudios realizados con extractos etanólicos y metanólicos de dicha planta, han revelado la presencia de diversos compuestos a los que se les atribuye sus propiedades medicinales. El objetivo de esta investigación fue extraer en solución acuosa los antioxidantes presentes en el toronjil e identificarlos a través de HPLC-MS. Para ello, se aplicó un diseño de experimentos Box-Behnken a fin de determinar las condiciones físicas de extracción de antioxidantes; las variables analizadas fueron tiempo, temperatura y cantidad de muestra. La actividad antioxidante fue determinada a través de las metodologías de DPPH*, FRAP y fenoles totales. El extracto acuoso con la mayor actividad antioxidante fue analizado mediante HPLCMS. Los resultados mostraron que la interacción tiempotemperatura tuvo una influencia positiva en la liberación de antioxidantes. La mejor condición para la extracción de antioxidantes presentes en el toronjil fue 90°C, 15 min y 2 g de muestra. Correlaciones superiores a r2>0.6 fueron determinadas entre la actividad antioxidante medida por DPPH* (o FRAP) vs Fenoles totales; esto podría indicar que la actividad antioxidante encontrada podría atribuirse a compuestos de tipo fenólico cuya presencia fue confirmada por el análisis en HPLC-MS.