Extraction of amazon oils for the development of oleogels and emulsion gels and their application in chocolate spreads

Abstract

Resumo: Devido à crescente demanda por soluções sustentáveis que promovam a bioeconomia, protejam o meio ambiente e incentivem dietas mais saudáveis através do consumo de gorduras saturadas e trans, as oleaginosas amazônicas têm se destacado como matérias-primas promissoras. Entre elas, a Castanha do-Brasil e o Tucumã-do-Amazonas se sobressaem pelo elevado teor de óleo, rico em ácidos graxos insaturados e nutrientes essenciais à saúde humana. No entanto, sua aplicação apresenta desafios, principalmente devido às limitações na extração, uma vez que processos convencionais, como prensagem mecânica, frequentemente apresentam baixos rendimentos, elevado consumo de energia e solventes, além da degradação de compostos sensíveis ao calor. Além disso, o uso desses óleos em alimentos como substitutos de gorduras saturadas e trans continua desafiador, pois essas gorduras sólidas são responsáveis por importantes características sensoriais. Nesse contexto, a extração assistida por Ultra-turrax foi investigada como uma alternativa sustentável e inovadora. O método proporcionou altos rendimentos de extração em tempos de processamento mais curtos, preservando a qualidade nutricional e físico-química dos óleos, quando comparado a métodos convencionais (Soxhlet) e não convencionais (propano comprimido). Utilizando esses óleos amazônicos, sistemas estruturados (oleogéis e géis de emulsão) foram desenvolvidos com sucesso em combinação com agentes gelificantes, apresentando comportamentos físicos e estruturais distintos. Notavelmente, os géis de emulsão à base de óleo de Castanha-do-Brasil mostraram grande potencial como fases contínuas capazes de substituir a fração lipídica em pastas de chocolate. Essa inovação possibilitou a formulação de produtos com concentrações significativamente reduzidas de ácidos graxos saturados e trans. De modo geral, esta pesquisa contribui para a bioeconomia amazônica e a preservação ambiental ao valorizar óleos regionais por meio da extração assistida por Ultra-turrax e explorar sua aplicação em sistemas estruturados, oferecendo alternativas mais saudáveis para os consumidores. Essa abordagem não apenas promove o uso sustentável dos recursos amazônicos, como também apoia o desenvolvimento de produtos alimentícios nutritivos e de menor impacto ambiental, beneficiando a saúde da população mundial

Abstract: Due to the increasing demand for sustainable solutions that foster the bioeconomy, protect the environment, and promote healthier diets with reduced levels of saturated and trans fats, Amazon oilseeds have emerged as promising raw materials. Among them, Brazil nut and Tucumã-do-Amazonas stand out for their high oil content, rich in unsaturated fatty acids and nutrients essential to human health. However, their application poses challenges, primarily due to limitations in extraction, as conventional processes, such as mechanical pressing methods, often involve low yields, high energy and solvent consumption, and the degradation of heat-sensitive compounds. Furthermore, their use in foods as substitutes for saturated and trans fats remains challenging to achieve, since these solid fats are responsible for key sensory properties. In this context, Ultra turrax-assisted extraction was investigated as a novel and sustainable alternative. The method provided high extraction yields in shorter processing times, while preserving the nutritional and physicochemical quality of the oils, in comparison with conventional (Soxhlet) and unconventional (compressed propane) methods. Using these Amazon oils, structured systems (oleogels and emulsion gels) were successfully developed in combination with gelling agents, displaying distinct physical and structural behaviors. Notably, emulsion gels based on Brazil nut oil exhibited strong potential as continuous phases capable of replacing the lipid fraction in chocolate spreads. This innovation enabled the formulation of spreads with significantly reduced concentrations of saturated and trans fatty acids. Overall, this research contributes to the Amazon bioeconomy and environmental preservation by valorizing regional oils through Ultra-turrax extraction, and by exploring their application in structured systems, offering healthier alternatives for consumers. This approach not only promotes the sustainable use of Amazon resources but also supports the development of nutritious, lower-impact food products that benefit population health worldwide