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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2022.tde-12072022-151732
Document
Author
Full name
Bianca Ferraz Teixeira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2022
Supervisor
Committee
Vieira, Thais Maria Ferreira de Souza (President)
Dias, Fernanda Furlan Gonçalves
Ribeiro, Ana Paula Badan
Title in English
Recovery of active compounds from avocado oil residues: sustainable alternatives for obtaining new ingredients
Keywords in English
Antioxidant capacity
Avocado oil
Optimization
Response surface
Waste
Abstract in English
During the fruit oil processing, such as the avocado oil, only the pulp is used, while the peel, seed and the solid fraction of the pulp (pomace) are generally discarded as waste. However, these residues are promising sources of bioactive compounds, with potential application as functional ingredients in the food and cosmetics industry, due to the high content of phenolic compounds and the high antioxidant capacity. Therefore, the obtention of compounds of interest should be studied in a holistic way, in which all stages of the process of obtaining bioactive ingredients are efficient and friendly to the environment. Thus, this dissertation aimed to optimize the process for the recovery of bioactive compounds, such as phenolic compounds, from the residues of avocado oil extraction, adding value to discarded materials. Hence, in Chapter 1, a review is presented on the processing of avocado oil, the main residues generated during processing, the potential for reuse of these residues as a source of bioactive compounds and the possible applications of these compounds in the food and cosmetics industries. Chapter 2 presents the optimization of obtaining bioactive compounds from avocado oil production, of the Breda variety, through ultrasound-assisted extraction. The response surface methodology with a central composite rotatable design (CCRD) was used to optimize the experimental variables (ethanol concentration (%), temperature (°C) and solid/solvent ratio (g/mL)). The extraction of phenolic compounds and tannins was significantly (p < 0.05) influenced by the ethanol concentration and the solid/solvent ratio. Temperature did not significantly influence the extraction yield, so the temperature of 30°C was chosen for energy-saving reasons. The extracts obtained under optimized conditions were characterized as the content of total phenolic compounds (TPC), antioxidant activity (DPPH, ABTS, and FRAP), antimicrobial activity and phenolic compounds (3,4-dihydroxybenzoic, 4-hydroxybenzoic, caffeic, syringic acid and catechin). For the peel, the optimal concentration of ethanol was 40%, temperature of 30°C and the ratio of solid/solvent of 0.225 g/mL. For the seed, the optimal conditions were 20% ethanol, 30°C and a ratio of solid/solvent of 0.5 g/mL. Both extracts showed high antioxidant activities, however, they were not effective in inhibiting the microorganisms studied. In addition, it was possible to identify high concentrations of phenolic compounds in the optimized extracts. Thus, the results indicate that the extracts obtained can be considered a good sustainable bioactive source for food and cosmetic purposes.
Title in Portuguese
Recuperação de compostos ativos de resíduos de óleo de abacate: alternativas sustentáveis para obtenção de novos ingredientes
Keywords in Portuguese
Capacidade antioxidante
Óleo de abacate
Otimização
Resíduos
Superfície de resposta
Abstract in Portuguese
Durante o processamento do óleo de frutos, como o de abacate, somente a polpa é utilizada, enquanto a casca, a semente e a fração sólida da polpa, geralmente, são descartadas como resíduos. Entretanto, esses resíduos são fontes promissoras de compostos bioativos, com potencial de aplicação como ingredientes funcionais na indústria alimentícia e cosmética, devido ao alto teor de compostos fenólicos e à alta capacidade antioxidante. Para tanto, a obtenção desses compostos de interesse deve ser estudada de forma holística, em que todas as etapas do processo de obtenção de ingredientes bioativos sejam eficientes e amigáveis ao meio ambiente. Com isso, essa dissertação teve como objetivo otimizar o processo para a recuperação de compostos bioativos, como os compostos fenólicos, a partir do resíduo da extração do óleo de abacate, agregando valor aos materiais descartados. Para tanto, no Capítulo 1, é apresentada uma revisão sobre o processamento do óleo de abacate, os principais resíduos gerados durante o processamento, o potencial de reutilização desses resíduos como fonte de compostos bioativos e as possíveis aplicações desses compostos nas indústrias alimentícias e cosméticas. No Capítulo 2, apresenta-se a otimização da obtenção dos compostos bioativos de resíduos da produção do óleo de abacate da variedade Breda, por meio da extração assistida por ultrassom. A metodologia de superfície de resposta com um arranjo experimental do tipo planejamento composto central rotacional foi utilizada para otimizar as variáveis experimentais (concentração de etanol (%), a temperatura (°C) e a razão entre amostra/solvente (g/mL)). A extração dos compostos fenólicos e dos taninos foi significativamente (p < 0,05) influenciada pela concentração do etanol e pela proporção entre amostra/solvente. A temperatura não influenciou significativamente no rendimento da extração, definindo-se, portanto, 30°C como a temperatura usada, devido à sua proximidade com a temperatura ambiente, implicando em um menor gasto energético. Os extratos obtidos em condições otimizadas foram caracterizados quanto ao teor de compostos fenólicos totais (CFT), atividade antioxidante (DPPH, ABTS e FRAP), atividade antimicrobiana e compostos fenólicos (ácido 3,4-dihidroxibenzoico, 4-hidroxibenzoico, cafeico, siríngico e catequina). Para a casca, a concentração ótima de etanol foi de 40%, temperatura de 30°C e a proporção de amostra/solvente de 0.225 g/mL. Para a semente, as condições ótimas foram 20% de etanol, 30°C e proporção de amostra/solvente de 0.5 g/mL. Ambos os extratos apresentaram altas atividades antioxidantes, entretanto, não foram capazes de inibir os microrganismos estudados. Além disso, foi possível identificar altas concentrações de compostos fenólicos nos extratos otimizados. Com isso, os resultados indicam que os extratos obtidos podem ser considerados uma boa fonte bioativa sustentável para fins alimentícios e cosméticos.
 
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Release Date
2024-05-06
Publishing Date
2022-07-15
 
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