Valorisation du β-carotène à partir des écorces du fruit de Citrus sinensis (Oranger) pour des applications pharmaceutiques

Abstract

Abstract This study focuses on the valorization of Citrus sinensis peels through the extraction of natural β-carotene and its incorporation into pharmaceutical and food preparations, particularly an effervescent powder formulation. The study began with a physicochemical characterization of the raw material to determine its main properties, especially moisture and ash contents. Carotenoids were then extracted using organic solvents and purified by thin-layer chromatography. Their chemical and physical stability was also evaluated. Subsequently, the obtained extract was incorporated into an effervescent powder formulation. The quality of the final product was assessed by studying its stability as a function of temperature and moisture content during storage. Microbiological analyses were also carried out to ensure product safety, including the detection of total aerobic mesophilic flora (TAMF), yeasts, and molds. The characterization results revealed a high moisture content of 77.66 ± 0.49%, while the ash content reached 12.25 ± 3.0%. Chromatographic analysis showed a retention factor (Rf) value of 0.90 attributed to β-carotene. The β-carotene extraction yield obtained by liquid–liquid extraction was 1.91%, confirmed by a maximum absorbance at a wavelength of 450 nm. Stability studies demonstrated that the effervescent powder maintained its physicochemical characteristics, with a moisture content of 2.85 ± 0.5%. Storage at 4°C ensured the best β-carotene stability (99% then 97%), followed by 25°C (97% then 94%), whereas storage at 40°C resulted in the greatest decrease (92% then 85%). From a microbiological perspective, the obtained results complied with regulatory standards. The total aerobic mesophilic flora (TAMF) was estimated at 7 × 10³ CFU/g, with a complete absence of yeasts and molds. Solubility tests also demonstrated that the powder possessed excellent effervescent properties, facilitating its use as a nutritional supplement. This study highlights the technical, economic, and environmental value of orange peels as a natural and sustainable source of bioactive compounds, thereby contributing to the valorization of agro-industrial residues.

Résumé Cette étude porte sur la valorisation des pelures de Citrus sinensis à travers l’extraction du β-carotène naturel et son incorporation dans des préparations pharmaceutiques et alimentaires, notamment une poudre effervescente. L’étude a débuté par une caractérisation physicochimique de la matière première afin de déterminer ses principales propriétés, notamment la teneur en eau et la teneur en cendres. Les caroténoïdes ont ensuite été extraits à l’aide de solvants organiques puis purifiés par chromatographie sur couche mince. Leur stabilité chimique et physique a également été évaluée. Par la suite, l’extrait obtenu a été incorporé dans une formulation de poudre effervescente. La qualité du produit fini a été évaluée à travers l’étude de sa stabilité en fonction de la température et de la teneur en eau au cours de la conservation. Des analyses microbiologiques ont également été réalisées afin d’assurer l’innocuité du produit, notamment la recherche de la flore totale aérobie mésophile (FTAM), des levures et des moisissures. Les résultats de la caractérisation ont révélé une teneur en eau élevée de 77,66 ± 0,49 %, tandis que la teneur en cendres était de 12,25 ± 3,0 %. L’analyse chromatographique a mis en évidence une valeur du rapport frontal (Rf) de 0,90 attribuée au β-carotène. Le rendement d’extraction du β-carotène obtenu par extraction liquide/liquide était de 1,91 %, confirmé par une absorption maximale à une longueur d’onde de 450 nm. Les essais de stabilité ont montré que la poudre effervescente conservait ses caractéristiques physicochimiques, avec une teneur en eau de 2,85 ± 0,5 %. La conservation à 4 °C a assuré la meilleure stabilité du β-carotène (99 % puis 97 %), suivie de 25 °C (97 % puis 94 %), tandis qu’une conservation à 40 °C a entraîné la diminution la plus importante (92 % puis 85 %). Sur le plan microbiologique, les résultats obtenus étaient conformes aux normes réglementaires. La flore totale aérobie mésophile (FTAM) a été estimée à 7 × 10³ UFC/g, avec une absence totale de levures et de moisissures. Les essais de solubilité ont également démontré que la poudre possédait d’excellentes propriétés effervescentes, facilitant son utilisation en tant que complément nutritionnel. Cette étude met en évidence l’intérêt technique, économique et environnemental des pelures d’orange comme source naturelle et durable de composés bioactifs, contribuant ainsi à la valorisation des résidus agroalimentaires.

Résumé/Abstract/ملخص الملخص تتناول هذه الدراسة تثمين قشور Citrus sinensis من خلال استخلاص البيتا كاروتين الطبيعي وإدماجه في - مستحضرات صيدلانية وغذائية، لاسيما في شكل مسحوق فوّار. بدأت الدراسة بإجراء توصيف فيزيائي كيميائي للمادة - الأولية بهدف تحديد خصائصها الرئيسية، خاصة محتوى الرطوبة ومحتوى الرماد. بعد ذلك، تم استخلاص الكاروتينات باستعمال مذيبات عضوية ثم تنقيتها بواسطة كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة. كما تم تقييم استقرارها الكيميائي والفيزيائي . لاحقًا، تم إدماج المستخلص المتحصل عليه في تركيبة مسحوق فوّار. وتم تقييم جودة المنتج النهائي من خلال دراسة ثباته تبعًا لدرجة الحرارة ومحتوى الرطوبة أثناء التخزين. كما أجُريت تحاليل ميكروبيولوجية لضمان سلامة المنتج، شملت الكشف عن الفلورا الهوائية المتوسطة المحبة للحرارة (FTAM) ، والخمائر، والعفن . أظهرت نتائج التوصيف ارتفاع محتوى الرطوبة بنسبة 77.66 ± 0.49 ٪، في حين بلغ محتوى الرماد 12.25 ± 3.0 .٪ كما أظهر التحليل الكروماتوغرافي قيمة معامل الانتقال (Rf) تساوي 0.90 والمنسوبة إلى البيتا كاروتين - . بلغ مردود استخلاص البيتا كاروتين بطريقة الاستخلاص سائل/سائل نسبة - 1.91 ٪، وتم تأكيد ذلك من خلال تسجيل أقصى امتصاص عند طول موجي قدره 450 نانومتر. كما بينت اختبارات الثبات أن المسحوق الفوّار حافظ على خصائصه الفيزيائية والكيميائية، حيث بلغ محتوى الرطوبة 2.85 ± 0.5 ٪. وقد أظهر التخزين عند 4 درجات مئوية أفضل استقرار للبيتا كاروتين ) - 99٪ ثم 97 ٪(، يليه التخزين عند 25 درجة مئوية ) 97٪ ثم 94 ٪(، بينما أدى التخزين عند 40 درجة مئوية إلى أكبر انخفاض ) 92 ٪ ثم 85 ٪ ( . ومن الناحية الميكروبيولوجية، كانت النتائج المتحصل عليها مطابقة للمعايير التنظيمية. وقد قُ د رت الفلورا الهوائية المتوسطة المحبة للحرارة (FTAM) ب 7 × 10³ وحدة مك ونة للمستعمرات/غ، مع غياب تام للخمائر والعفن. كما أثبتت اختبارات الذوبانية أن المسحوق يتمتع بخصائص فوّارة ممتازة، مما يسهّل استخدامه كمكمّل غذائي . تبُرز هذه الدراسة الأهمية التقنية والاقتصادية والبيئية لقشور البرتقال كمصدر طبيعي ومستدام للمركبات النشطة حيويًا، مما يساهم في تثمين المخلفات الزراعية الغذائية .