Investigate the Antioxidant Properties of Orange Peel Essential Oil (Citrus sinesis) on the Stability of Soybean Oil During Storage Conditions

Subject Areas : Microbiology

B. Dehghan ¹ , R. Esmaeilzadeh Kenari ² , Z. Raftani Amiri ³

1 - M. Sc. Student of Food Science and Technology, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
2 - Associate Professor of the Department of Food Science and Technology, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
3 - Associate Professor of the Department of Food Science and Technology, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

Received: 2019-07-02 Accepted : 2019-07-02 Published : 2019-06-22

Keywords: Antioxidant Activity, Orange Peel Essential Oil, Soybean Oil, TBHQ,

Abstract :

Introduction: The aim of this study is to investigate the type and amount of phenolic compounds in orange peel essential oil as a source of natural antioxidant and its effect on the oxidative stability of soybean oil. Materials and Methods: The compounds in orange peel essential oil were determined using GC / MS. The antioxidant activity was evaluated by the method of iron regeneration test and DPPHand then the essential oil in four different concentrations (2%, 5%, 10% and 20%) and the synthetic antioxidant TBHQ in the permissible range (0.01%) were added to soybean oil. Finally, the peroxide and thiobarbituric acid and conjugate diene values were determined. Results: D-Limonene was the predominant compound in orange peel essential oil. One gram of essential oil of orange peel contains 0.16 mg phenolic compounds based on dry galic acid. According to DPPH and regenerative power, orange peel essential oil showed antioxidant activity, although it was less active than TBHQ. Based on the oven test results as the concentration of essential oil is increased, higher antioxidant activity was observed. There was no significant difference between 5% and 10% concentrations based on the statistical tests, but with an increase in concentration up to 20%, the essential oil was acting as pro-oxidant (P <0.05). The result indicated that essential oil had the highest antioxidant activity at 5% concentration. Conclusion: The result indicated that the essential oil of orange peel had stabilising effect on soybean oil during thermal conditions as compared to control sample (P <0.05). Therefore, it might be employed as a natural antioxidant in foods, particularly those containing edible oils.

References:

امینی، ب.، کرامت، ج.، حجت الاسلامی، م.، جهادی، م. و محمودیان، ک. (1394). ارزیابی اثرات آنتی اکسیدانی گیاه مرزه زراعی در روغن کلزا و روغن ماهی کیلکا، علوم غذایی و تغذیه، سال دوازدهم، شماره 3، 38-29.

جعفرپور، س. ع. (1395). برآورد مقایسه‌ای پارامترهای L*a*b* از داده‌های RGB عکس دیجیتالی با استفاده از دستگاه سنجش رنگ IMG-Pardazesh، نشریه پژوهش‌های علوم و صنایع غذایی ایران، سال دوازدهم، شماره 5، صفحات 564-556.

حسینی، س.، قراچورلو، م.، غیاثی طرزی، ب. و قوامی، م. (1393). مروری بر روش‌های تعیین ظرفیت آنتی‌اکسیدانی (اساس واکنش، روش کار، نقاط قوت و ضعف)، علوم غذایی و تغذیه، سال یازدهم، شماره 4، 112-89.

حقیقت خرازی، س.، اسماعیل زاده کناری، ر. و رفتنی امیری، ز. (1392). اثر تیمار حرارتی بر تغییرات شیمیایی و پایداری اکسایشی روغن زیتون بکر ارقام رایج ایرانی منطقه رودبار: مطالعه ای بر زرد، ماری وفیشمی. نشریه پژوهش‌های علوم و صنایع غذایی ایران، سال نهم، شماره 4، صفحات 339-330.

شهسواری، ن.، برزگر، م.، سحری، م.ح. و نقدی بادی، ح. (1387). بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی اسانس گیاه آویشن شیرازی (Zataria multiflora Boiss.) در روغن سویا. فصلنامه گیاهان دارویی، سال هفتم، شماره 4، صفحات 68-56.

صداقت بروجنی، ل.، حجت الاسلامی، م.، کرامت، ج. و قاسمی پیربلوطی، ع. (1393). مقایسه فعالیت آنتی اکسیدانی اسانس برگ مورد (Myrtus communis) و آنتی‌اکسیدان‌های سنتزی بر خواص فیزیکوشیمیایی چیپس سیب زمینی و روغن حاصل از آن طی زمان ماندگاری. نشریه نوآوری در علوم و فناوری غذایی، سال ششم، شماره 4، صفحات 74-68.

طاهانژاد، م.، برزگر، م.، سحری، م.ع. و نقدی بادی.ح. (1390). ارزیابی فعالیت ضداکسایشی اسطوخودوس (Lavandulaangustifolia) در سامانه روغن خام سویا. فصلنامه گیاهان دارویی، سال یازدهم، شماره 1، صفحات 140-127.

عیوقی، ف.، برزگر، م.، سحری، م. ع. و نقدی بادی، ح. (1388). بررسی فعالیت آنتی‌اکسیدانی اسانس شوید (Anethumgraveolens) در روغن سویا و مقایسه آن با آنتی اکسیدان های شیمیایی. فصلنامه گیاهان دارویی، سال دوم، شماره 30، صفحات 83-71.

قره خانی، م.، قربانی، م.، ابراهیم زاده، م.ع.، جعفری، س.م. و صادقی ماهونک، ع. (1388). اثر عصاره برگ گیاه گزنه (Urtica dioica) در جلوگیری  از اکسیداسیون روغن سویا. مجله الکترونیک فرآوری و نگهداری مواد غذایی، سال اول، شماره 2، صفحات 102-85.

کبیری، س. و سیدالنگی، س. ز. (1394). مقایسه ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی عصاره‌های مختلف برگ گیاه بادرنجبویه (Melissaofficinalis) حاصل از دو روش استخراج غرقابی و استخراج به کمک امواج مایکرویو و تاثیر آن بر پایداری اکسایشی روغن سویا. فصلنامه فناوری‌های نوین غذایی، سال دوم، شماره 8، صفحات 38-23.

محمدی، ر. فاضل، م. و خسروی، ا. (1395). بررسی اثر آنتی‌اکسیدانی عصاره گیاه بیلهر (Dorema aucheri) بر پایداری روغن سویا، علوم غذایی و تغذیه، سال چهاردهم، شماره 1، 88-77.

محمدی، ع. و عربشاهی دلویی، س. (1396). ارزیابی ترکیبات موثره و فعالیت آنتی‌اکسیدانی اسانس الئوگم رزین کندر (Boswellia serrata)، علوم و صنایع غذایی، سال

چهاردهم، شماره 63، 117-107.

مظاهری کلهرودی، م.، بصیری، ع. و جلالی، ح. (1393). بررسی اثر ضداکسایشی عصاره دانه رازیانه (Foeniculum vulgare) در روغن سویا و مقایسه آن با ضداکساینده های سنتزی BHA وBHT. فصلنامه علوم و فناوری های نوین غذایی، سال اول، شماره 3، صفحات 27-15.

منصوری اطمینان، س.، الهامی راد، ا.ح. و حداد خداپرست، م. ح. (1395). ارزیابی خواص آنتی‌اکسیدانی عصاره‌ متانولی برگ گیاه پنج انگشت (Vitexagnuscastus) بر پایداری اکسیداتیو روغن سویا طی نگهداری. نشریه نوآوری در علوم و فناوری غذایی، سال هشتم، شماره 2، صفحات 34-22.

میرزا، م. و باهرنیک، ز. (1385). نقش ترپن زدایی در ترکیب اسانس پوست پرتقال. فصلنامه علمی- پژوهشی گیاهان معطر و دارویی، سال بیست و دوم، شماره 3، صفحات 255-250.

هاشمی، ز.، حجتی، م. وطاهانژاد، م. (1393). بررسی فعالیت ضداکسیدانی اسانس برگ نارنج (Citrus aurantium L.) در مقایسه با ضد اکسیدان سنتزی TBHQ در روغن خوراکی، فصلنامه فناوری­های نوین غذایی، سال دوم، شماره 6، صفحه 57-43.

Aberomand Aazar, P., Nekoei, M., Larijani, K. & Bahraminasab, B. (2011). Chemical composition of the essential oils of Citrus sinensis cv. Valencia and a quantitative structure–retention relationship study for the prediction of retention indices by multiple linear regression, Journal of the Serbian Chemical Society, 76 (12), 1627–1637.

Al- Juhaimi, F. & Ghafoor, K.) 2013). Bioactive compounds, antioxidant and physico-chemical properties of juice from lemon, mandarin and orange fruits cultivated in Saudi arabia, Pakistan Journal of Botany., 45(4): 1193-1196.

AOAC. (2005). Official methods of Analysis, 15th Edition. Association of official analytical chemist.

AOCS. (2007). Official methods and recommended practices of the American Oil Chemist’s Society (7th ed). Champaign: American Oil Chemists-Society.

Arawande, J. O., & Kom olafe, E. A. (2010). Antioxidative potentials of banana and plantain peel extracts on crude palm oil. Ethnobotanical Leaflets, 14, 559–569.

Arawande, J. O. & Ogunyemi, O. Y. (2012). Effect of methanol and water extracts of African lettuce (Lactuca taraxacifolia) on staility of refined palm kernel oil. Nigerian Food Journal, 30(2), 1–7.

Armando, C., Maythe, S. & Beatriz, N. P. (1998). Antioxidant activity of Grapefruit seed extract on vegetable oils. Journal of the Science of Food and Agricalture, 77(4): 463-467.

Aryee, A. N. A., Simpson. B. K., Phillip, L.E. & Cue, R. l. (2011). Effect of Temperature and Time on the Stability of Salmon Skin Oil During Storage. Journal of the American Oil Chemistry^, Society, 45, 3244-3249.

Asikn, Y., Taira, I. K., Inafuku, S. A., Umi, H. S., Sawamura, M., Takara, K. & Wada, K. (2012). Volatile Aroma Components and Antioxidant Activities of the Flaveo Peel Exract of Unripe Shiikuwasha (Citrus depressa Hayata). Journal of Food Science, 77 (4), 469-475.

Bachari-Saleh, Z., Ezzatpanah, H., Aminafshar, M. & Safafar, H. (2013). The Effect of Refining Process on the Conjugated Dienes in Soybean Oil. Journal of Agricultural Science and Technology, 15: 1185-1193.

Beyki, M., Zhaveh, S., Khalili, S. T., Rahmani-Cherati, T., Abollahi, A., Bayat, M., Tabatabaei, M. & Mohsenifar, A. (2014). Encapsulation of Mentha piperita Essential Oils in Chitosan-cinnamic Acid Nanogel with Enhanced Antimicrobial Activity against Aspergillus flavus. Industrial crops and products, 54,310–319.

Bulmer, C., Margaritis, A. & Xenocostas, A. (2012). Production and Characterization of Novel Chitosan Nanoparticles for Controlled Release of rHu-Erythropoietin. Biochemical Engeering Journal, 68,61-69.

Cho, E. G., Holback, H., Liu, K. C., Abouelmagd, S. A., Park, J. & Yeo, Y. (2013). Nanoparticle Characterization: State of the Art, Challenges and Emerging Technologies. Molecular Pharmaceutics Journal, 10, 2093-2110.

Ebrahimzadeh, M. A., Nabavi, S. M., Nabavi, S. F., Bahramian, F. & Bekhradnia, A. R. (2010). Antioxidant and Free Radical Scavenging Activity of H. Officinalis L. Var. Angustifolius, V. Dorata, B. Hyrcana and C.

 

Speciosum, Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, 23(1), 29-34.

Esmaeilzadeh Kenari, R., Mohsenzadeh, F. & Raftani Amiri, Z. (2014). Antioxidant activity and total phenolic compounds of Dezful sesame cake extracts obtained by classical and ultrasound-assisted extraction methods. Food Science & Nutrition, 2(4), 426–435.

Espinosa-Pardoa, F. A., Nakajimab, V. M., Alves Macedob, G., Macedob, J. A. & Martíneza, J. (2016). Extraction of phenolic compounds from dry and fermented orange pomace using supercritical CO2 and co solvents. food and Bioproducts processing, 1-10.

Fazel, M., Sahari, M. A. & Barzegar. M. (2008). Determination of main tea seed oil antioxidant and their effects on common kilka oil. International Food Research Journal, 15, 209 - 217

Frassinetti, S., Caltavuturo, L., Cini, M. & Della Croce, C. M. (2011). Antibacterial and Antioxidant Activity of Essential Oils from Citrus spp, Journal of Essential Oil Research, 23, 27-31.

Gil, M. I., Tomás-Barberán, F. A., Hess-Pierce, B. & Kader, A. A. (2002). Antioxidant capacities, phenolic compounds, carotenoids and vitamin C contents of nectarine, peach, and plum cultivars from California. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 4976-4982. 

Jorge, N., Silva, C. D. & Aranha, C. P.  M. (2016). Antioxidant activity of oils extracted from orange (Citrus sinensis) seeds, Anais da Academia Brasileira de Ciências, 88(2), 951-958.

Kammal-Eldin, A. & Appelqvist, L. (1996). The chemistry and antioxidant properties of tocopherols and tocotrienols. Lipids; 31, 671– 701

Kammal, GH. M., Ashraf, M. Y., Hussain, A. I., Shahzadi, A. & Chughtal, M. I. (2013). Antioxidant potential of peel essential of three Pakistani citrus spcies: citrus reticulate, citrus sinensis and citrus paradisii, Pakistan Journal of Botany, 45(4), 1449-1454.

Khan, M. M., Iqbal, M., Hanif, M. A., Mahmood, M. S., Naqvi, S. A., Shahid, M. & Jaskani, M. J. (2012). Antioxidant and Anti Pathogenic Activities of Citrus Peel Oils, Journal of Essential Oil Bearing Plants, 15 (6), 972 – 979.

Logani, M. K. & Davies, R. E. (1980). Lipid oxidation: biological effects and antioxidans. Journal of Lipids. Review, 15, 485- 495.

Matasyoh, J. C., Kiplimo, J. J., Karubiu, N. M. & Hailstorks, T. P. (2007). Chemical composition and antimicrobial activity of essential oil of Tarchonanthus camphorates. Food Chemistry,101, 1183-1187.  

Mercy Nisha Pauline. J, Nithyalakshmi. B. & Aadhithiya Lakshmi. R. (2015). Extraction of Orange Oil by Improved Steam Distillation and its Characterization Studies, International Journal of Engineering Technology, Management and Applied Sciences, 3(2), 198-205.

Mohammadi, A., Jafari, S. M., Esfanjani, A. F. & Akhavan, S. (2016). Application of nano-encapsulated olive leaf extract in controlling the oxidative stability of soybean oil, Food Chemistry, 190, 513-519.

Mostafa, D. M., Kassem, A. A., Asfour, M. H., Al Okbi, S. Y., Mohamed, D. A. & Hamed, T. E. S. (2015). Transdermal cumin essential oil Nano Emulsions with potent antioxidant and Hepato protective activities: In-vitro and in-vivo evaluation, Journal of Molecular Liquids, 212, 6–15.

Nikkhah, F., Sefidkon, F. & Sharifi Ashoorabadi, E. (2009). The effect of distillation methods and plant growth stages on the essential oil content and composition of Thymus vulgaris L. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 25(3), 309-320.

Ozkan, G., Simsek, B. & Kuleasan, H. (2007). Antioxidant activities of Satureja cilicica essentialoil in butter and in vitro. Journal of Food Engineerind, 79, 1391 - 6.

Rajaei, A., Barzegar, M. & Yamini, Y. (2005). Supercritical fluid extraction of tea seed oil and its comparison with solvent extraction. Eur. European Food Research and Technology, 220, 401 – 405.

Rehab, F. M. A. (2010). Improvement the stability of fried sunflower oil by using different levels of Pomposia (Syzyyium Cumini). Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemisrty, 9(2), 396–403.

Saguy, I. S., Shani, A., Weinberg, P. & Garti, N. (1996). Utilization of jojoba oil for deep-fat frying of food, LWT-Food Science and Technology, 29, 573-577.

Sahari, M. A., Ataii, D. & Hamedi, M. (2004). Characteristics of tea seed oil in comparison with sunflower and olive oils and its effect as a natural antioxidant. Journal of the American Oil Chemists’ Society، 81, 585 - 8.

Saricoban, C. & TahsinYilmaz, M., (2010), Modelling the Effects of Processing Factors on the Changes in Colour Parameters of Cooked Meatballs Using Response Surface Methodology, World Applied Sciences Journal, 9 (1), 14-22.

Sharma, N. & Tripathi, A. (2006). Fungi toxicity of the essential oil of Citrus sinensis on postharvest pathogens. World Journal Microbiology and Biotechnolology, 22, 587-593.

Singh, P., Shukla, R., Prakash, B., Kumar, A., Singh, S., Mishra, P. K. & Dubey, N. K. (2010). Chemical profile, antifungal, anti Aflatoxigenic and antioxidant activity of Citrus maxima Burm and Citrus sinensis (L.) Osbeck essential oils and their cyclic monoterpene, DL-limonene, Food and Chemical Toxicology, 48, 1734–1740.

Taghvaei, M., Jafari, S. M., Sadeghi Mahoonak, A. R., Mehregan Nikoo, A., Rahmanian, N. & Hajitabar, J. (2014). The effect of natural antioxidants extracted from plant and animal resources on the oxidative stability of soybean oil. LWT – Food Science and Technology, 56, 124–130.

Teixeira, M. I., Andrade, L. R., Farina, M. & Rocha-Leao, M. H. M. (2004). Characterization of short chain fatty acid microcapsules produced by spray drying. Materials Science and Engineering: C, 24, 653–658.

Trabelsi, D., Ammar, A. H., Bouabdallah, F. & Zagrouba, F. (2014). Antioxidant and Antimicrobial Activities of Essential Oils and Methanolic Extracts of Tunisian Citrus aurantium L., IOSR. Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology, 8(5), 18-27.

Yekrang, A. & Javanmard, M. (2009). Evaluation of antioxidant activity of grape fruit seed extract on the stability of anchovy oil. Journal of Food Technology and Nutrition, 9(1), 49-60.

Zhang, H, Feng, C. & Xi, W. (2006). Evaluation of antioxidant activity of parsley (Petroselinum crispum) essential oil and identification of its antioxidant constituents. Food Chemistry, 39, 833 - 9.