Research Article

Characterization of two Moroccan watermelon seeds oil varieties by three different extraction methods^☆

Caractérisation de deux variétés d’huile de graines de pastèque marocaine par trois méthodes d’extraction différentes

Laboratory of Spectroscopy, Molecular Modeling, Materials, Nanomaterials, Water and Environment, CERNE2D, Faculty of Sciences, Mohammed V University in Rabat, Av Ibn Battouta, BP1014, Agdal, Morocco

^* Correspondence: souad.elhajjaji@um5.ac.ma

Received: 5 December 2019
Accepted: 4 March 2020

Abstract

The purpose of this study is to assess and evaluate the physicochemical properties of the seed oils of two Moroccan varieties of watermelon “Citrullus lanatus” extracted by three different techniques, a mechanical process using cold press, and two chemical processes using a Soxhlet apparatus and a sonotrode ultrasound assisted extraction (UAE) using n-hexane. The total phenolic compounds (TPC) and antioxidant properties against the DPPH radicals (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) were also studied. The seed oils of both varieties of watermelon exhibited high concentrations of unsaturated fatty acids with the predominance of linoleic and oleic fatty acids. The primary sterol was β-sitosterol, and high levels of total tocopherols were observed. Ɣ-tocopherol was the predominant tocopherol in all tested oils. The Citrullus lanatus var. lanatus variety seeds oil exhibited the highest TPC value (89.5 ± 0.06 mg EGA/100 g; EGA: gallic acid equivalent), with 82.4 ± 0.03% DPPH free radical inhibition efficiency. Nevertheless, all tested seeds oils showed a significant amount of total phenolic compounds and a good inhibition against DPPH radicals ranging from 51.1 ± 0.1% to 84.8 ± 0.04%. In addition, the influence of the ultrasonic extraction parameters was studied using two different solvents (n-hexane and the methanol-chloroform mixture), with different particle sizes (500–300 µm), duration (10 and 20 minutes), cycle (1–0.5), amplitude (80–100%) and solvent/seed ratios (1:5 and 1:10), and the seed roasting parameter was also studied. The oil yield was mainly affected by the extraction solvent, then the solvent/seed ratio and the duration, respectively.

Résumé

L’objectif de cette étude est d’évaluer les propriétés physico-chimiques d’huiles de graines de deux variétés marocaines de pastèques Citrullus lanatus extraites par trois techniques différentes, un procédé mécanique utilisant la presse à froid, et deux procédés chimiques utilisant un appareil de Soxhlet et une sonotrode d’extraction assistée par ultrasons (EAU) utilisant le n-hexane. Les composés phénoliques totaux (TPC) et les propriétés anti-oxydantes contre les radicaux DPPH (2,2-diphényl-1-picrylhydrazyl) ont également été étudiés. Les huiles de graines des deux variétés de pastèques présentaient des concentrations élevées d’acides gras insaturés, avec une prédominance d’acides gras linoléiques et oléiques. Le stérol le plus abondant était le β-sitostérol, et des niveaux élevés de tocophérols totaux ont été observés. Ɣ-tocophérol était le tocophérol prédominant dans toutes les huiles testées. L’huile de graines de la variété Citrullus lanatus var. lanatus s’est avérée la plus riche en PTC (89,5 ± 0,06 mg EGA/100 g ; EGA : gallic acid equivalent), avec une efficacité d’inhibition des radicaux libres de 82,4 ± 0,03 % DPPH. Toutes les huiles de graines testées contenaient une quantité significative de composés phénoliques totaux et une bonne capacité d’inhibition contre les radicaux DPPH (de 51,1 ± 0,1 % à 84,8 ± 0,04 %). En outre, l’influence des paramètres d’extraction par ultrasons a été étudiée en utilisant deux solvants différents (le n-hexane et le mélange méthanol-chloroforme), avec des tailles de particules de graines (500–300 µm), des durées (10 et 20 minutes), des cycles (1–0,5), des amplitudes (80–100 %) et des rapports solvant/graines (1:5 et 1:10) différents, et le paramètre de torréfaction des graines a également été étudié. Le rendement d’extraction de l’huile a été principalement affecté par le solvant d’extraction, puis par le rapport solvant sur graines et la durée, respectivement.