Repositorio
Institucional

Merino-Gergichevich, Cristian

Antioxidant and Physico-Structural Insights of Walnut (Juglans regia) and Hazelnut (Corylus avellana L.) Shells: Implications for Southern Chile By-Product Valorization

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RESOURCES-BASEL

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Considerable amounts of agro-industrial by-products are discarded every year. Moreover, these represent an interesting source of phenolics, cellulose and lignin, in addition to useful compounds such as antioxidants. However, these compounds may be affected by external factors such as genotype, locality and productive season, increasing or decreasing the antioxidant potential of by-products. In this study, hazelnut (Corylus avellana L.) and walnut (Juglans regia L.) nutshells were investigated for their fiber content and antioxidant capacity as valorized by-products in this industry. The determination of oxygen radical absorbance capacity (ORAC), total phenolic content (TPC) and color difference was performed using hazelnut and walnut shells collected from orchards located in Southern Chile during three consecutive seasons (2020/21, 2021/22 and 2022/23). The ORAC in nutshells showed the highest values in both species for the season 2020/21 (3217 and 4663 mu mol TE g DW-1 for hazelnut and walnut), whereas the variability in consecutive seasons was lower for hazelnut than for walnut. The TPC in hazelnut shells was positively correlated with L* (R: 0.883) and Delta E (r = 0.924) during the 2020/21 season and with L* for 2022/23 (r = 0.907). On the other hand, the ORAC was negatively correlated with L* (r = 0.922) in 2021/22. In addition, the morphological and structural features of both nutshells examined by scavenging electron microscopy (VP-SEM) and confocal scavenging laser microscopy (CSLM) revealed differential tissue distribution and accumulation patterns of both cellulose and lignin. In addition, photo-colorimetric values were determined for both shells and corresponding seasons, and non-significant differences were found for both shells and among seasons. Finally, our results provide new insights into the physicochemical characteristics of these two types of nutshells as valorized by-products, considering their antioxidant properties as residual materials derived from this agroindustry.Cada año se desechan cantidades considerables de subproductos agroindustriales. Estos representan una fuente interesante de compuestos fenólicos, celulosa y lignina, además de compuestos útiles como los antioxidantes. Sin embargo, estos compuestos pueden verse afectados por factores externos como el genotipo, la localidad y la temporada productiva, lo que aumenta o disminuye el potencial antioxidante de los subproductos. En este estudio, se investigó el contenido de fibra y la capacidad antioxidante de las cáscaras de avellana (Corylus avellana L.) y nuez (Juglans regia L.) como subproductos valorizados en esta industria. Se determinó la capacidad de absorción de radicales de oxígeno (ORAC), el contenido total de fenoles (TPC) y la diferencia de color utilizando cáscaras de avellana y nuez recolectadas en huertos ubicados en el sur de Chile durante tres temporadas consecutivas (2020/21, 2021/22 y 2022/23). El ORAC en las cáscaras de nuez mostró los valores más altos en ambas especies para la temporada 2020/21 (3217 y 4663 mu mol TE g DW-1 para avellana y nuez), mientras que la variabilidad en temporadas consecutivas fue menor para la avellana que para la nuez. El TPC en las cáscaras de avellana se correlacionó positivamente con L* (R: 0,883) y Delta E (r = 0,924) durante la temporada 2020/21 y con L* para 2022/23 (r = 0,907). Por otro lado, el ORAC se correlacionó negativamente con L* (r = 0,922) en 2021/22. Además, las características morfológicas y estructurales de ambas cáscaras de nuez examinadas por microscopía electrónica de barrido (VP-SEM) y microscopía láser confocal de barrido (CSLM) revelaron patrones diferenciales de distribución y acumulación de tejido tanto de celulosa como de lignina. Además, se determinaron valores fotocolorimétricos para ambas cáscaras y las estaciones correspondientes, y no se encontraron diferencias significativas ni entre las cáscaras ni entre las estaciones. Finalmente, nuestros resultados aportan nuevos conocimientos sobre las características fisicoquímicas de estos dos tipos de cáscaras de nuez como subproductos valorizados, considerando sus propiedades antioxidantes como materiales residuales derivados de esta agroindustria.

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hard-shelled seeds

nutshells

shell features

valued material

waste material

10.3390/resources14050082

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PECAN NUTSHELL

COLOR

DEGRADATION

KINETICS

PECAN NUTSHELL

COLOR

DEGRADATION

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WOS:001496054500001

Antioxidant and Physico-Structural Insights of Walnut (Juglans regia) and Hazelnut (Corylus avellana L.) Shells: Implications for Southern Chile By-Product Valorization

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Green & Sustainable Science & Technology

Environmental Sciences

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Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID)#Corporacion de Fomento de la Produccion (CORFO)#Direccion de Investigacion#Doctoral Program in Science of Natural Resources#Scientific and Technological Bioresource Nucleus (BIOREN-UFRO) from Universidad de La Frontera#Grant KOROLID#Czech Academy of Sciences(Czech Academy of Sciences)##

Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID) [Fondecyt 11160762]

Corporacion de Fomento de la Produccion (CORFO) [CORFO-16PTECFS-66647]

Direccion de Investigacion

Doctoral Program in Science of Natural Resources

Scientific and Technological Bioresource Nucleus (BIOREN-UFRO) from Universidad de La Frontera

Grant KOROLID [CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000336]

Czech Academy of Sciences [RVO 60077344]

[Fondef VIU20P0027]

[DIUFRO DI22-0045]

[DI22-2001]

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