Publication
Valorisation of quince (Cydonia oblonga Mill.) peel as a source of nutrients and bioactive polyphenols
| datacite.subject.fos | Ciências Agrárias::Biotecnologia Agrária e Alimentar | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Pinela, José | |
| dc.contributor.advisor | Barros, Lillian | |
| dc.contributor.author | Othman, Souha | |
| dc.date.accessioned | 2022-01-27T16:27:43Z | |
| dc.date.available | 2023-01-27T01:30:15Z | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.description.abstract | Given the current and future needs of the human population and the finite resources our planet can provide, it is necessary to move from the current unsustainable food system to a circular and resource-efficient paradigm. Since the industrial production of quince-based foods generates a large amount of fruit by-products, this study was carried out to characterize the nutritional and chemical composition and bioactive properties of quince peel, following a “zero waste” approach. The proximate composition was estimated following official methods of food analysis, minerals were analysed by atomic absorption spectroscopy, free sugars and organic acids were analysed by high-performance liquid chromatography (HPLC) coupled to refractive index and photodiode array detectors, respectively, and fatty acids were identified by gas chromatography with flame ionization detection. Quince peel extracts obtained by dynamic hydroethanolic maceration and hot water extraction were investigated for their composition in phenolic compounds, by HPLC coupled to mass spectrometry, and antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial, and cytotoxic activities, using in vitro assays involving oxidizable cell substrates, foodborne microorganisms, lipopolysaccharide-stimulated macrophages, and tumour and non-tumour cell lines, respectively. The residues resulting from the extractions were also studied for fibre content. The peel dry powder was particularly rich in fibre, fructose, malic acid, and potassium. The hydroethanolic and aqueous extracts yielded 4.70 and 4.27 mg/g of phenolic compounds, respectively, with a prevalence of flavan-3-ols. The hydroethanolic extract was the most effective in inhibiting lipid peroxidation and oxidative haemolysis, and also showed better antimicrobial effects against foodborne pathogens, which agreed with the higher levels of flavan-3-os. The extracts were better than control food additives against some of the tested fungi and bacteria. On the other hand, no ability to inhibit nitric oxide production or toxicity to tumour and non-tumour cell lines was observed. Furthermore, the solid residues remaining after extraction were characterized as having 35–37 g/100 g of fibre. Overall, it was demonstrated that quince peel can be upcycled into fibre-rich and bioactive ingredients to endow the value chain with natural food fortifiers and preservatives. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Dadas as necessidades atuais e futuras da população humana e os recursos finitos que o nosso planeta pode fornecer, é necessário passar do atual sistema alimentar insustentável para um paradigma circular e eficiente em termos de recursos. Uma vez que a produção industrial de alimentos à base de marmelo gera uma grande quantidade de subprodutos, este estudo teve com o objetivo de caracterizar a composição nutricional e química e as propriedades bioativas da casca de marmelo, seguindo uma abordagem de “desperdício zero”. A composição centesimal foi estimada seguindo métodos oficiais de análise de alimentos, minerais foram analisados por espectroscopia de absorção atómica, açúcares livres e ácidos orgânicos por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) acoplada a detetores de índice de refração e fotodíodos, respetivamente, e ácidos gordos por cromatografia gasosa com deteção por ionização de chama. Extratos obtidos por maceração hidroetanólica e extração com água quente foram estudados quanto à sua composição em compostos fenólicos, por HPLC acoplada a espectrometria de massa, e atividade antioxidante, anti-inflamatória, antimicrobiana e citotóxica, utilizando ensaios in vitro envolvendo substratos celulares oxidáveis, microrganismos de origem alimentar, macrófagos estimulados com lipopolissacarídeos e linhas de células tumorais e não tumorais, respetivamente. Os resíduos resultantes das extrações também foram estudados quanto ao teor de fibra. O pó seco da casca foi particularmente rico em fibra, frutose, ácido málico e potássio. Os extratos hidroetanólico e aquoso renderam 4,70 e 4,27 mg/g de polifenóis, respetivamente, com predomínio de flavan-3-ois. O extrato hidroetanólico foi o mais eficaz em inibir a peroxidação lipídica e a hemólise oxidativa, e também apresentou melhores efeitos antimicrobianos contra os microrganismos de origem alimentar, o que concordou com os maiores teores de flavan-3-ois. Os extratos foram melhores do que os aditivos alimentares controle contra alguns dos fungos e bactérias testadas. Por outro lado, não foi observada capacidade de inibir a produção de óxido nítrico ou toxicidade para as linhas celulares tumorais e não tumorais. Além disso, os resíduos resultantes da extração apresentaram 35–37 g/100 g de fibra. Desta forma, foi demonstrado que a casca do marmelo pode ser transformada em ingredientes ricos em fibra e bioativos para dotar a cadeia de valor com fortificantes e conservantes naturais. | pt_PT |
| dc.description.sponsorship | This work was financially supported by European Regional Development Fund (ERDF)-Interreg España-Portugal programme through the project TRANSCoLAB 0612_TRANS_CO_LAB_2_P, and by ERDF through the Regional Operational Program North 2020, within the scope of Project GreenHealth – Digital strategies in biological assets to improve well-being and promote green health, Norte-01-0145-FEDER-000042. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202909450 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10198/24937 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.subject | By-products valorisation | pt_PT |
| dc.subject | Nutritional composition | pt_PT |
| dc.subject | Phenolic compounds | pt_PT |
| dc.subject | Flavan-3-ols | pt_PT |
| dc.subject | Antioxidant activity | pt_PT |
| dc.subject | Antimicrobial activity | pt_PT |
| dc.title | Valorisation of quince (Cydonia oblonga Mill.) peel as a source of nutrients and bioactive polyphenols | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Engenharia Biotecnológica | pt_PT |
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