Supercritical Fluid Extraction of Baobab Seed followed by Sequential Pressurized Liquid Extraction

Abstract

Supercritical fluid extraction method was optimized and applied to extract seed oil from baobab seed (Adansonia digitata L.). A full-factorial design was used to investigate the interaction influence of density and temperature in the range of 0.6-0.8 g/ml 40 to 77 °C, respectively, on the extracted amount of oil from crushed seeds. The results showed that density has a significant influence on the extracted amount of oil. The best extraction condition using neat CO2 was found at 0.8 g/ml and 77 °C, yielding 9-11w/w % ± 1.2w/w % oil. An extraction kinetics study revealed both a solubility-controlled extraction, as well as a desorption/diffusion-controlled extraction. GC analysis revealed that palmitic acid, oleic acid and linoleic acid were the most abundant in the baobab seed oil after derivatization. Pressurized liquid extraction was optimized and applied to extract phenolic compounds from baobab seed (Adansonia digitata L.). A full-factorial design was used to evaluate the percentage of water in ethanol (10, 30, 50%) and volumetric ratio between CO2 (0, 5, 10% CO2) and the extracting solvent. The optimized setting from both SFE and PLE were used to run sequential extraction with SFE followed by PLE using the same instrument. It showed promising results with repeatable extractions.

Popular Abstract (Swedish)

Baobabträdet är ett inhemskt träd i Afrika där bladen, fruktköttet och fröna från baobabfrukten är källor till kolhydrater, fibrer, fetter, proteiner och vitaminer, och konsumtion av dessa är vanlig i lokala samhällen. Efterfrågan på produkter tillverkade av baobabfrukt har ökat för konsumentvaror på de europeiska och amerikanska marknaderna och ett sådant område är den kosmetiska industrin där kärnolja från baobabfrukt kan användas som en ingrediens i formulering.

Hur kan då olja utvinnas på ett effektivt sätt som ger högt utbyte och korta utvinningstider? En teknik med potential att erbjuda detta är superkritisk vätskeextraktion och med denna studie vill man utveckla en extraktionsmetod baserad på superkritisk vätskeextraktion (SFE). Därutöver vore det av intresse att undersöka om ytterligare extraktion kan utföras på de avfettade baobab kärnorna genom att i en sekvens med SFE följa upp med trycksatt vätskeextraktion (PLE) på samma instrument. Detta för att extrahera mer polära ämnen exempelvis fenoler. För att bekräfta oljeextraktionen görs en fettsyraprofileringsanalys av den erhållna oljan med GC-FID och GC-MS, och den totala fenol mängden analyseras med HPLC.

SFE är en extraktionsmetod som använder superkritiska vätskor som är enfasvätskor där temperaturen och trycket befinner sig över den kritiska punkten. Superkritisk koldioxid är en vanlig superkritisk vätska som används vid extraktion och den vätske-liknande densiteten och gas-liknande viskositeten hos den superkritiska vätskan ger hög diffusivitet, vilket resulterar i en snabbare massöverföring. En superkritisk vätska har stor kompressabilitet som innebär att densiteten kan ändras genom att ändra på tryck och temperatur i extraktionen vilket resulterar i ändrad lösningsmedelskraft för den superkritiska vätskan. PLE är en extraktionsmetod där exempelvis vatten och etanol används som lösningsmedel och baseras på att lösningsmedlet ska befinna sig i flytande form över dess kokpunkt, vilket görs genom att utsätta vätskan för höga temperaturer och tryck.

• author: Gashi, Fatlinda
• supervisor: Charlotta Turner
• organization: Department of Chemistry
• course: KEMR30 20222
• year: 2023
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Chemistry
• keywords: analytical chemistry, baobab seed, extraction optimization, fatty acid composition, supercritical carbon dioxide extraction, pressurized liquid extraction, sequential extraction
• language: English
• id: 9117138
• date added to LUP: 2023-05-30 14:44:42
• date last changed: 2023-05-30 14:44:42