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Multi-target response surface optimization of the aqueous extraction of Macauba kernel oil
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Resumo
RESUMEN: La macauba (Acrocomia aculeata) es una prometedora palma tropical para la producción
de aceite vegetal para los sectores alimenticio y no alimentario. En este trabajo, una optimización de superficie
de respuesta de múltiples objetivos en la extracción acuosa de aceite de semilla de macauba tuvo como objetivo
maximizar el rendimiento del aceite y minimizar el valor de acidez libre y peróxidos. Se logró un alto rendimiento
a pH alto, tiempos prolongados y temperaturas moderadas, pero estas condiciones contribuyeron a elevar el índice
de peróxido del aceite. Por otro lado, el pH presentó como único efecto significativo sobre la acidez del aceite, la
disminución con el aumento del pH en el medio acuoso. Por lo tanto, la optimización de la superficie de respuesta
de múltiples objetivos basada en un enfoque de idoneidad mostró que se prefería pH 11, temperatura ambiente
(25 °C) y un tiempo de agitación de 60 minutos para obtener un alto rendimiento y bajos valores de acidez libre
y peróxido. Estas condiciones dieron como resultado un rendimiento del 30% (63,1% del rendimiento obtenido
por extracción con disolvente), un 0,3% de acidez libre y un índice de peróxido de 2,9 meqO2
/kg. El aceite de la
extracción acuosa optimizada tenía un mayor contenido de ácidos grasos saturados en comparación con el de la
extracción con solventes, especialmente de ácidos grasos con <14 átomos de carbono, lo que puede hacer que el
aceite sea más duro y útil para producir grasas especiales para aplicaciones alimentarias específicas.
Abstract
Macauba (Acrocomia aculeata) is a promising tropical palm for the production of vegetable oil for both the food and non-food sectors. In this work, a multi-target response surface optimization of the aqueous extraction of Macauba kernel oil aimed to maximize the oil yield and minimize the free acidy and peroxide value. High yield was achieved at a high pH, long extraction periods and moderate temperatures, but these conditions contributed to elevating the peroxide value of the oil. On the other hand, pH presented the only significant effect on the oil’s acidity, which decreased with the increase in pH in the aqueous medium. Therefore, the multi-target response surface optimization based on a desirability approach showed that pH 11, room temperature (25 °C) and a 60 min agitation time was preferred to obtain high yield and low free acidity and peroxide values. These conditions resulted in 30% yield (63.1% of the yield obtained by solvent extraction), 0.3% free acidity, and a peroxide value of 2.9 meqO2/kg. The oil from the optimized aqueous extraction had a higher saturated fatty acid content compared to that from solvent extraction, especially fatty acids with < 14 carbon atoms, which can make the oil harder and more useful for producing special fats for specific food applications.
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MAGALHÃES, K. T. Multi-target response surface optimization of the aqueous extraction of Macauba kernel oil. Grasas y Aceites, Sevilla, v. 71, n. 4, e377, 2020. DOI: 10.3989/gya.0788191.
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