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Cucumis sativus L. hydroethanolic extracts: chemical characterization, bioactive properties and application as functional ingredients

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Abstract(s)

There is a huge diversity of natural resources with potential to be used as bioactive agents/ingredients, for example in the food industry, since one of the current hot topics is the development of functional foods. Cucumber (Cucumis sativus L.) belongs to the Cucurbitaceae family that also includes melon, watermelon and pumpkin. It is widely consumed in European countries; however, underutilized in African regions. This fruit is 95% constituted of water and a rich source of vitamins K, B1 and C, biotin, carotenoids, potassium, copper, magnesium, manganese, phosphorus, silica, triterpenoids, flavonoids and molybdenum, having also high amounts of pantothenic acid and fibers. Moreover, the different parts of cucumber (fruits, peels and seeds) have also been described as having several bioactivities, such as anti-inflammatory, antioxidant and antibacterial properties. Therefore, in this dissertation, it was intended to study C. sativus fruits (entire fruits, pulp, peel and seeds) in terms of nutritional and chemical composition, and to perform a screening of the bioactive properties of its hydroethanolic extracts. Moreover, the most promising extract was incorporated in dark chocolate to obtain a differentiated product with strong biological properties. The obtained results demonstrated that the seeds presented the highest content in organic acids and tocopherols, as well as a valuable nutritional profile, due to the presence of proteins and carbohydrates as the most abundant macronutrients. This part of the fruit also revealed the strongest antioxidant activity, antitumor, anti- inflammatory and antimicrobial activities, being the selected one for incorporation in the dark chocolate. The developed chocolate formulation presented an increase in the sugars content, namely duo to the presence of fructose and glucose, provided by the extract, since these sugars were not detected in the control chocolate. Moreover, by screening the presence of antioxidants, it was observed that the incorporated chocolate presented a significant increase in these molecules, and it was evident that these molecules are stable and present in a high concentration in the final product. Overall, it was possible to obtain a differentiated product with a significant increase in its biological effects, conjugating an ingredient that is rarely appreciated with a high-consumed foodstuff.
Existe uma enorme diversidade de recursos naturais com potencial para serem utilizados como agentes/ingredientes bioativos, por exemplo, na indústria alimentar, uma vez que um dos tópicos atuais mais relevantes é o desenvolvimento de alimentos funcionais. O pepino (Cucumis sativus L.) pertence à família Cucurbitaceae, que inclui também o melão, a melancia e a abóbora. É amplamente consumido nos países europeus; no entanto, subutilizado nas regiões africanas. Cerca de 95% deste fruto é água, sendo também uma fonte rica em vitaminas (K, B1 e C), biotina, carotenoides, potássio, cobre, magnésio, manganês, fósforo, sílica, triterpenoides, flavonoides e molibdénio, assim como apresenta um elevado teor de ácido pantoténico e fibras. Além disso, as diferentes partes do pepino (polpa, cascas e sementes) também foram descritas como tendo várias bioatividades, como propriedades anti- inflamatórias, antioxidantes e antibacterianas. Nesta perspetiva, esta dissertação, focou-se no estudo do pepino e das suas diferentes partes (frutos inteiros, polpa, casca e sementes), quanto à sua composição nutricional e química. Foram ainda preparados extratos hidroetanólicos e avaliados quanto à capacidade bioativa. Dentre as amostras analisadas, o extrato mais promissor foi incorporado em chocolate negro, de forma a obter um produto diferenciado e com um aumento significativo nas suas propriedades. Os resultados obtidos demonstraram que as sementes apresentaram maiores conteúdos em ácidos orgânicos e tocoferóis, além de um perfil nutricional valioso, devido à presença de proteínas e hidratos de carbono como macronutrientes mais abundantes. Esta amostra foi também a que exerceu a maior capacidade bioativa, nos ensaios de atividade antioxidante, citotóxica, anti-inflamatória e antimicrobiana, tendo sido a amostra selecionada para incorporação no chocolate. O chocolate incorporado apresentou um aumento no teor de açúcares, devido à presença de frutose e glucose, proporcionadas pelo extrato, não tendo sido estes açúcares detetados no chocolate controlo. Pela análise dos antioxidantes presentes, observou-se que o chocolate incorporado apresentou um aumento significativo nessas moléculas, corroborando a integridade e a estabilidade no produto final. Em suma, foi possível obter um produto diferenciado com um aumento significativo dos seus efeitos biológicos, conjugando um ingrediente que raramente é apreciado com um alimento altamente consumido.

Description

Dupla diplomação com a Universite Libre de Tunis (ULT)

Keywords

Cucumis sativus L. Bioactive extracts Bioactivity Functional foods

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