Oxidative stability of Echium plantagineum oil

Roschel, Gabriela Grassmann

The evidences about the cardioprotective effects of omega-3 fatty acids (n-3 FA), especially EPA (eicosapentaenoic acid) and DHA (docosahexaenoic acid), have increased the consumption of these fatty acids. Echium plantagineum is a plant from Boragenacea family, known as potential source of non-marine omega-3 fatty acids (n-3 FA). Echium seeds presents 12-16% of stearidonic acid (SDA), that can be converted to EPA and DHA at a more elevated rate than the conversion obtained from α-linolenic acid (ALA), present in several other vegetable oils. However, echium oil is highly susceptible to oxidation because it has a high proportion of polyunsaturated fatty acids. Thus, the objective of this study was to combine three natural strategies to inhibit the oxidative damage in echium oil. In the first step, a mixture containing hydrophilic (HM: synaptic + ascorbic + citric acids) or lipophilic (LM: α-tocopherol + ascorbyl palmitate + citric acid) antioxidants was applied in the flaxseed oil, kept at 40oC/ 15 days. The oxidative markers were compared with the oil added of TBHQ (120 ppm) and EDTA (75 ppm), both artificial compounds. The results showed that LM and HM had an oxidative protection similar to the artificial antioxidants and that, HM promoted a better protection than LM. Based on this result, HM was selected as a strategy to be applied in the next step. In the second part of this study, Echium oil was obtained by two process: continuous screew pressing (PRESS) and extraction using hexane (SOLV). Both samples were added of HM combined with a high oleic sunflower oil and kept at different temperatures during storage.

Two conditions were analyzed:

6 months into sealed flasks and 30 days into opened flasks. Oxidation reaction was followed by measuring the concentration of hydroperoxide, malondialdehyde, tocopherol and volatile compounds. In general, results showed that temperature reduction was enough to keep the oils stability during storage. Thus, the focus of the strategy's combination was directed toward samples after exposition to oxygen. In this context, better results were obtained by blending 20% of high oleic sunflower oil and the hydrophilic antioxidant mixture (500 ppm of synaptic acid, 250 ppm of ascorbic acid and 150 ppm of citric acid). In this condition it was observed 37-41% reduction in the hydroperoxide values and 40-75% in the malondialdehyde concentration in the samples prepared according to the optimized condition, when compared with the standard conditions by which the oil is currently extracted and processed

As evidências do efeito cardioprotetor dos ácidos graxos ômega 3 (AG n-3), principalmente do ácido eicosapentenoico (EPA) e docosahexaenoico (DHA), tem aumentado o consumo desses ácidos graxos. Echium plantagineum é uma planta da família Boragenacea, conhecida como uma fonte potencial AG n-3 de origem não marinha. As sementes de Echium apresentam 12-16% de ácido estearidônico (SDA), que pode ser convertido em EPA e DHA a uma maior taxa que a obtida através do consumo do ácido alfa linolênico (ALA), presente em diversos óleos vegetais. Porém, o óleo de echium é extremamente suscetível à oxidação, por ter um alto teor de ácidos graxos poli-insaturados. Portanto, o objetivo desse estudo foi combinar três estratégias naturais para inibir a oxidação no óleo de echium. Na primeira parte do estudo, misturas contendo antioxidantes hidrofílicos (HM: ácido sinápico + ácido ascórbico + ácido cítrico) ou lipofílicos (LM: alfa-tocoferol + palmitado de ascobila + ácido cítrico) foram aplicados no óleo de linhaça, e mantidos a 40oC por 15 dias.

Os marcadores de oxidação foram comparados com óleo de linhaça no qual foram adicionados compostos artificiais:

TBHQ (120 ppm) e EDTA (75 ppm). Os resultados mostraram que LM e HM apresentaram uma proteção antioxidante similar ao efeito apresentado pelos compostos artificiais, e que a mistura HM promoveu uma melhor proteção antioxidante que a mistura LM. A partir desse resultado, a mistura HM foi selecionada como estratégia a ser aplicada na etapa seguinte. Assim, na segunda parte do estudo, o óleo de echium foi obtido por dois processos de extração: prensagem mecânica continua (PRESS) e extração usando hexano (SOLV). A mistura HM e o óleo de girassol alto oleico foram selecionados como estratégias antioxidantes, além da redução de temperatura de estocagem.

Duas condições foram analisadas:

6 meses em frascos fechados e 30 dias em frascos abertos. A oxidação foi quantificada através da determinação das concentrações de hidroperóxido, malonaldeído, tocoferol e compostos voláteis. No geral, os resultados mostraram que a redução de temperatura foi suficiente para manter a estabilidade do óleo durante o estoque. Portanto, objetivou-se combinar estratégias para aumentar a estabilidade oxidativa das amostras expostas ao oxigênio. Neste contexto, os melhores resultados foram obtidos quando 20% de óleo de girassol alto oleico foi combinado com a mistura hidrofílica de antioxidantes naturais (500 ppm de ácido sinápico, 250 ppm de ácido ascórbico e 150 ppm de ácido cítrico). Nessa condição, foi observada uma redução de 37-41% nos valores de hidroperóxidos e 40-75% na concentração de malonaldeído, quando comparado com a condição padrão