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Extraction and characterization of oils from selected exotic fruit seeds
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A alimentação é uma das necessidades básicas da humanidade e a exigência de alimentos aumenta paralelamente com o aumento da população que dá origem a um aumento da agricultura, produção alimentar e transformação de alimentos gerando uma elevada quantidade de resíduos e sub-produtos.
O aumento diário dos subprodutos alimentares tornou-se um dos principais fatores para o colapso do equilíbrio de sustentabilidade que deu origem a novas legislações de gestão de resíduos, permitindo assim encontrar novas técnicas para protocolos de gestão de resíduos rentáveis e valorizar o seu elevado potencial económico.
Embora a prevenção, redução, reciclagem, recuperação e reutilização dos subprodutos alimentares seja o principal objetivo da legislação da UE em termos de resíduos e plano de ação para a economia circular, a disponibilização de valores eco-conscientes cientificamente comprovados pelos subprodutos alimentares, estes atualmente são o principal alvo da valorização nas indústrias alimentares..
Os investigadores têm-se centrado na valorização verde dos subprodutos vegetais para obter várias vantagens, como a extração de produtos dietéticos, nutricionais, farmacêuticos e industrialmente valiosos, mercados verdes com novas oportunidades de emprego, uma alternativa aos combustíveis fósseis, redução das emissões de gases com efeito de estufa e redução do fosso entre a produção e consumo de alimentos.
As crescentes preocupações dos consumidores com a saúde tem provocado um aumento do consumo de frutas nas suas refeições diárias. A produção de frutas exóticas mostra um aumento contínuo com um crescimento anual previsto de 3% que será de 116 milhões de toneladas até ao ano 2024 devido às suas vantagens em termos de saúde e nutrição em relação aos frutos temperados, e os subprodutos de frutas exóticas têm sido preocupados devido à possibilidade de uma fácil recuperação de compostos bioativos benéficos, especialmente óleos saudáveis e gorduras que têm potencial a nível dietético, aplicações industriais e nutricionais, medicinais e farmacêuticas. O contributo das sementes de frutos exóticos é superior ao dos frutos produzidos em climas temperados, contendo uma grande parte significativa não utilizada que justifica o esforço de valorização.
Annona, manga e papaia estão entre as frutas exóticas mais consumidas globalmente e encontram-se numa fase de crescente produção devido à preferência demonstrada pelos consumidores mundiais. A fração do peso do fruto representada pelas sementes é de 13%, 10-85%, e de 6,5 a 20% para annona, manga e papaia, respetivamente. As sementes de annona, manga e papaia são ricas em ácidos gordos insaturados, aminoácidos e minerais.
O óleo de semente de annona é semi-seco à temperatura ambiente com aplicações funcionais e farmacológicas comprovadas. E é uma fonte potencial para a indústria do biodiesel. Por outro lado, o óleo de miolo de manga - um semissólido de cor amarela dourada a castanho à temperatura ambiente - é um óleo comestível com elevada estabilidade e propriedades antimicrobianas e anti-oxidantes que tem aplicações na indústria de cuidados cosméticos e de pessoal, indústria alimentar e de confeitaria, bem como na indústria de cuidados de saúde e farmacêuticos, bem como na indústria de biodiesel. Finalmente,o óleo de sementes de papaia – um cor castanho-avermelhado líquido à temperatura ambiente – é um óleo comestível com elevada palabilidade e com aplicações nas indústrias de plástico e biodiesel.
A extração de óleos é uma forma corrente de valorização das sementes oleosas. A introdução de novas técnicas de extração “verde” decom abordagens de refinaria e biorefina proporciona uma recuperação fácil e valiosa de compostos funcionais. O pré-tratamento das sementes, o método utilizado e a otimização dos parâmetros associados são factores-chave do rendimento e da qualidade dos óleos extraídos. O pré-tratamento pode ser conjugado com novas técnicas de tratamento, tais como ultrassons, micro-ondas e aplicações de pressão às sementes antes do processo de extração para uma extração mais exequível e valiosa. E ultrassom, micro-ondas e pressão podem ser associados á obtenção de melhores resultados. Mas o desenvolvimento, a escala e a comercialização da combinação destes métodos para um desempenho mais elevado e melhor ainda requerem mais pesquisas a serem realizadas. No processo de extração de solventes, devem ser tomados em consideração solventes solventes orgânicos solúveis, tais como clorofórmio, benzeno, acetona, hexano e cicloxexano para romper as paredes celulares e a solubilidade, ponto de ebulição, toxicidade, disponibilidade, custo, polaridade e reutilização do solvente adequados para escolher o solvente adequado.
Para impulsionar a economia circular, o conceito de desperdício zero, e o conceito eco verde, foi estudada a possibilidade de recuperar compostos bioativos através da extração de óleos de sementes de frutos exóticos selecionadas (annona, manga e papaia) com um rendimento razoável de forma rentável. Os óleos foram extraídos no aparelho Soxhlet utilizando éter de petróleo como solvente de acordo com o método AOAC 948.22 (AOAC 2000) e a extração foi efetuada durante 9 horas. Os rendimentos do óleo obtidos foram de 28,9 ± 1,6% para as sementes de annona, 5,0 ± 0,0% para as sementes de manga e 24,0% ± 0,9% para as sementes de papaia. Neste estudo, os rendimentos dos óleos das sementes de annona e papaia obtidos encontram-se na gama que foi relatado na literatura, mas o rendimento do óleo de semente de manga foi menor do que o mencionado por outros autores.
Os óleos extraídos foram esterficados e os perfis de ácidos gordos (FA) foram estudados através da cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GS-MS) equipada com uma coluna capilar. A GS-MS é uma ferramenta analítica multidimensional com elevada seletividade, sensibilidade e precisão que pode ser aplicada para analisar matrizes complexas e é amplamente utilizada na deteção e identificação de ácidos gordos. O teor total de ácidos gordos foi de 76,7%, 76,9% e 56,1% para as sementes de annona, manga e papaia, respectivamente. Os ácidos palmítico (17,68%), oleico (42,39%) e linoleico30,22%) foram os principais ácidos gordos no óleo de sementes de annona. Os ácidos linoleico (30,30%), oleico (25,00%), palmítico (22,01%) e esteleórico (14,62%) destacaram-se no óleo de manga, enquanto o ácido de oleico (66,52%) e o palmítico (15,2%) foram os ácidos gordos maioritários nas sementes de papaia.
O efeito da origem geográfica dos frutos e a presumível influência do solo e das condições climáticas, bem como o impacto do pré-processamento e as condições de pós-extração no rendimento de óleo, perfil de ácidos gordos e de componentes bioativos devem ser estudados mais detalhadamente. No entanto, a comercialização, aceitação pelos consumidores, a sustentabilidade do processo e os desafios práticos no processo não foram estudados, mas devem ser analisados experimentalmente para posterior eventual comercialização destes óleos com características especiais.
Food is one of the basic needs of humankind and the requirement of food increases parallelly with the increase of population, thus giving rise to an increase in agriculture, food production, and food processing generating a heap of wastes and byproducts. The daily increase of food byproducts has become one a major issue when striving for food processing sustainability, demanding “new” legislation related to wastes management as well as requiring the study and development of new or alternative techniques for costeffective waste management protocols, that recapture its economic value. To value this effort, the possibility of recapturing bioactive compounds by extraction of oils from Annona, mango, and papaya seeds at a reasonable yield level in a cost-effective manner have been studied. Oils were extracted in the Soxhlet apparatus using petroleum ether as the solvent according to AOAC 948.22 method (AOAC 2000) and extraction was carried out for 9 h. The oil yields obtained were 28.92% ± 1.6% for Annona seeds, 5.00 % ± 0.004% for mango seeds, and 24.85% ± 0.90% for papaya seeds. The oils have been esterified and fatty acid (FA) profiles have been obtained through Gas ChromatographyMass Spectrometry (GC-MS) equipped with a capillary column. The total fatty acid content was 76.67%, 76.99%, and 56.11% for Annona, mango, and papaya seeds, respectively. Palmitic (17.68%), oleic (42.39%), and linoleic (30.22%) acids were the main fatty acids in Annona seed oil. Linoleic (30.30%), oleic (25.00%), palmitic (22.01%), and stearic (14.62%) acids were prominent in mango seed oil, while oleic (66.52%), and palmitic (15.2%) acids were important in papaya seed oils. The effect of the geographical origin of the fruits, and putative influence of soil and climatic conditions as well as the impact of preprocessing extraction, and post-extraction conditions on the oil yield, fatty acids profile, and bioactive components should be studied further. Moreover, since the marketability, consumer acceptance, sustainability, and practical challenges in the process have not been studied, they should be addressed for further conclusions and eventual commercialization
Food is one of the basic needs of humankind and the requirement of food increases parallelly with the increase of population, thus giving rise to an increase in agriculture, food production, and food processing generating a heap of wastes and byproducts. The daily increase of food byproducts has become one a major issue when striving for food processing sustainability, demanding “new” legislation related to wastes management as well as requiring the study and development of new or alternative techniques for costeffective waste management protocols, that recapture its economic value. To value this effort, the possibility of recapturing bioactive compounds by extraction of oils from Annona, mango, and papaya seeds at a reasonable yield level in a cost-effective manner have been studied. Oils were extracted in the Soxhlet apparatus using petroleum ether as the solvent according to AOAC 948.22 method (AOAC 2000) and extraction was carried out for 9 h. The oil yields obtained were 28.92% ± 1.6% for Annona seeds, 5.00 % ± 0.004% for mango seeds, and 24.85% ± 0.90% for papaya seeds. The oils have been esterified and fatty acid (FA) profiles have been obtained through Gas ChromatographyMass Spectrometry (GC-MS) equipped with a capillary column. The total fatty acid content was 76.67%, 76.99%, and 56.11% for Annona, mango, and papaya seeds, respectively. Palmitic (17.68%), oleic (42.39%), and linoleic (30.22%) acids were the main fatty acids in Annona seed oil. Linoleic (30.30%), oleic (25.00%), palmitic (22.01%), and stearic (14.62%) acids were prominent in mango seed oil, while oleic (66.52%), and palmitic (15.2%) acids were important in papaya seed oils. The effect of the geographical origin of the fruits, and putative influence of soil and climatic conditions as well as the impact of preprocessing extraction, and post-extraction conditions on the oil yield, fatty acids profile, and bioactive components should be studied further. Moreover, since the marketability, consumer acceptance, sustainability, and practical challenges in the process have not been studied, they should be addressed for further conclusions and eventual commercialization
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Keywords
Sementes exóticas de frutas Annona Manga Papaia Extração de Óleo Perfis de ácidos gordos