Research Article

Evaluation of green extraction methods on the chemical and nutritional aspects of roselle seed (Hibiscus sabdariffa L.) oil^☆

Évaluation de méthodes d’extraction vertes sur les caractéristiques chimiques et nutritionnelles de l’huile de graines d’Hibiscus (Hibiscus sabdariffa L.)

¹ Fellow Nutrition and Food science of Ain Shams University Specialized Hospital, Ain Shams University, Cairo, Egypt
² Fats and Oils Department, National Research Centre, Dokki 12622, Cairo, Egypt

^* Correspondence: minarmahmoud@gmail.com

Received: 8 April 2019
Accepted: 13 June 2019

Abstract

Roselle is one of the valuable plants grown in some regions of Egypt, which is used to make juices or as natural food color additive. Roselle seeds are waste, which can be used as a source of non-traditional oil, nutritious or functional compound. The evaluation of green extraction methods including supercritical CO₂ (SC-CO₂), screw, hydraulic press comparing to traditional method on oil yield, total phenolics, antioxidant activity (DPPH) and oxidative stability of roselle seeds oil were investigated. Fatty acid composition and tocopherol of the oil were also determined. The results showed that the roselle seeds oil extracted by solvent gave the highest oil content and extraction rate (17.98 and 98.34%, respectively) and the lowest peroxide and acid value. SC-CO₂ gave the higher content of alpha, gamma, and delta tocopherol comparing to the other extraction methods. Fatty acid showed that linoleic acid, an essential fatty acid, was dominant followed by oleic and palmitic acids. These fatty acids were higher amounts in oil extracted by SC-CO₂, followed by cold-press comparing to solvent extraction. The maximum stability (20 h), higher TPC (22.18 mg GAE/g) and antioxidant activity (DPPH, 65.15) were observed in oil extracted by SC-CO₂ followed by hydraulic-press, solvent extraction and finally screw-press. The results revealed that SC-CO₂ method is more efficient in determination of total tocopherol, oxidative stability, TPC and radical scavenging activity than the other extraction methods. Cold press extraction methods gave higher oil yield than SC-CO₂ and more economically than other methods.

Résumé

L’hibiscus constitue l’une des plantes d’intérêt cultivées dans certaines régions d’Égypte, utilisée pour fabriquer des jus ou comme source de colorant alimentaire. Les graines d’hibiscus étant inutilisées dans ces filières, elles peuvent être employées comme source d’huile non traditionnelle, de composés nutritionnels ou fonctionnels. Les méthodes d’extraction vertes, parmi lesquelles l’extraction au CO₂ supercritique (SC-CO₂), la presse à vis et la presse hydraulique, ont été comparées à la méthode traditionnelle en termes de rendement en huile, de teneurs en composés phénoliques totaux, d’activité anti-oxydante (DPPH) et de stabilité à l’oxydation de l’huile de graines d’hibiscus. Les résultats montrent que l’huile de graines d’hibiscus extraite par solvant donne les plus grands rendement et taux d’extraction (17,98 et 98,34 %, respectivement), et les plus faibles indices d’acide et de peroxyde. L’extraction au SC-CO₂ conduit aux teneurs les plus élevées en tocophérols alpha, gamma et delta par rapport aux autres méthodes d’extraction. En termes de profil en acides gras, l’acide linoléique, un acide gras essentiel, se révèle prédominant, suivi par les acides oléique et palmitique. Ces acides gras présentent des teneurs plus élevées dans l’huile extraite par SC-CO₂, puis dans l’huile produite par pression à froid, par rapport à l’extraction par solvant. La stabilité maximale (20 h), la plus haute teneur en TPC (22,18 ± 1,13 mg EAG/g), et l’activité anti-oxydante la plus élevée (DPPH, 65,15 ± 2,08 %) sont observées dans l’huile extraite par SC-CO₂ suivie par la presse hydraulique, l’extraction par solvant et enfin la presse à vis. Les résultats révèlent ainsi que l’extraction au SC-CO₂ constitue la méthode la plus performante quant aux teneurs en tocophérols totaux, la stabilité oxydative, la teneur en TPC et la neutralisation des radicaux par rapport aux autres méthodes d’extraction. Les méthodes d’extraction à froid conduisent quant à elles à des rendements en huile plus élevés que l’extraction SC-CO₂ et s’avèrent plus économiques que les autres méthodes.