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Type: TESE DIGITAL
Title: Aplicação de tecnologias limpas para o aproveitamento integral das sementes de urucum (Bixa orellana L.) de reduzido teor lipídico = Clean technologies application for integral use of semi-defatted annatto seeds (Bixa orellana L.)
Title Alternative: Aplicação de tecnologias limpas para o aproveitamento integral das sementes de urucum (Bixa orellana L.) de reduzido teor lipídico
Author: Alcázar Alay, Sylvia, 1978-
Advisor: Petenate, Maria Angela de Almeida Meireles, 1953-
Abstract: Resumo: As sementes de urucum (Bixa orellana L.) são amplamente exploradas a nível industrial para obtenção do pigmento que possui aplicações em produtos alimentícios, cosméticos, têxteis, etc. Atualmente em escala industrial são utilizadas técnicas rudimentares e ineficientes para o aproveitamento sustentável das sementes de urucum. A extração com fluido supercrítico (SFE) usando CO2 como solvente foi usada para separar a fração lipídica rica em tocotrienóis das sementes de urucum, processo do qual foi obtida a matéria-prima desta pesquisa. Nesta tese foi estudada a influência de processos que envolvem tecnologias limpas na composição desta matéria-prima residuária, que apresenta potencial para usos futuros. Inicialmente foi realizada a hidrólise ácida sobre as sementes de urucum in natura e sobre os resíduos dos processos de extração (SFE e Soxhlet) das sementes, junto com outras matérias primas (ginseng brasileiro e fibra de palma prensada) com o objetivo de se estudar a influência desses processos na estrutura dessas matérias primas para a produção de açúcares. A comparação morfológica dos materiais vegetais foi observada mediante a técnica de microscopia eletrônica; por meio da hidrólise foi verificada a influência da concentração de ácido na concentração resultante de açúcares obtidos em função do tempo de reação. As técnicas de extração servem como um pré-tratamento para a modificação da estrutura vegetal por favorecer a exposição de substratos para processos de conversão da biomassa lignocelulósica. A aplicação da tecnologia de extração com líquidos pressurizados foi estudada paralelamente para a obtenção de antocianinas usando como matéria-prima a polpa congelada de açaí. Extratos com maior concentração de antocianinas foram atribuídos à mistura de etanol e água, e a presença de ácido cítrico. Foi verificado que a temperatura e a pressão estudadas não exerceram influência relevante na concentração de antocianinas. Os resultados obtidos sugerem trabalhos futuros que aumentem a proporção de água no solvente. As sementes foram moídas e separadas em função do diâmetro de partícula (dp) para estudos destinados a quantificação de bixina e dos polímeros presentes. Da fração das partículas de menor tamanho (dp ? 300 µm) foi verificada uma concentração relevante de bixina, fazendo com que estas partículas fossem direcionadas para a obtenção de extratos com maior pureza deste pigmento a partir da extração com etanol a baixa pressão. Dos resultados obtidos com as partículas maiores (dp ? 300 µm) foi verificado que essas partículas mantêm um conteúdo não relevante de bixina, mas sim uma concentração importante de amido, proteína e material lignocelulósico; fazendo com que estas partículas fossem destinadas a tratamento hidrotérmico modificando a estrutura da matéria-prima visando aplicações na indústria. A aplicação das tecnologias limpas utilizadas neste trabalho conduz ao total aproveitamento das sementes de urucum residuária da extração com CO2 supercrítico, por contribuir com a obtenção de novos produtos que podem ser incorporados para aplicações futuras

Abstract: Annatto seeds (Bixa orellana L.) are widely used industrially for obtaining a pigment with application in food, cosmetics and textiles, among others. Currently in an industrial scale are used rudimentary and inefficient techniques that do not allow the sustainable use of annatto seeds. Supercritical fluid extraction (SFE) was used to obtain the raw material in this study. The lipid fraction rich in tocotrienols from annatto seeds was extracted using SFE and CO2 as a solvent. This thesis studied the influence in the composition of this residual material of processes that involves the use of clean technologies in order to create a potential use for this material. Initially the acid hydrolysis of annatto seeds and its residue from extraction processes (SFE and Soxhlet) was performed, together with other raw materials (Brazilian ginseng and palm pressed fiber) for the purpose of studying the influence of extraction processes in the structure of these raw materials for the production of sugars. Morphological comparison of plant materials was observed by electron microscopy technique; by acid hydrolysis was evaluated the influence of acid concentration in the production of sugars obtained as a function of reaction time. The extraction technique serves as a pretreatment to modify the plant structure, enabling the exposure of substrate for lignocellulosic conversion. The application of pressurized liquid extraction (PLE) technology was studied in parallel for obtaining anthocyanins extracts from frozen pulp of acai. Extracts with higher concentration of anthocyanins were produced using a mixture of ethanol and water, without use of citric acid. Temperature and pressure did not exert a significant influence in the concentration of anthocyanins. The results suggest further studies increasing the proportion of water in the solvent. The seeds were milled and separated according to the diameter of particle (dp) for studies to quantify of bixin and polymers present. On the fraction of small particles size (dp ? 300 µm) was observed a significant concentration of bixin. These particles were directed to obtain extracts with higher purity from this pigment using the low pressure solvent extraction (LPSE) with ethanol. On the results obtained with larger particles (dp ? 300 µm), it was observed that these particles have not a bixin relevant content, but a significant concentration of starch, protein and lignocellulosic material; destining these particles to an hydrothermal treatment designed to modify the vegetal structure of raw material aiming applications in industry. The application of clean technologies used in this work leads to the total use of semi-defatted annatto seeds, residue from supercritical extraction with CO2, for contributing to obtain new products that can be incorporated for future applications
Subject: Bixina
Extração por solventes
Tratamento hidrotérmico
Hidrólise ácida
Residuos agroindustriais
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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