Resumo: Nos últimos anos, um dos desafios da sociedade baseia-se no conceito de bioeconomia. Este termo refere-se à produção e conversão sustentável de biomassa em uma variedade de compostos benéficos à saúde, produtos industriais e energia. No entanto, para atingir este desafio, novas políticas serão necessárias para produzir bioprodutos de acordo com a disponibilidade de biomassa em cada área, assim como também a pesquisa deve estar focada em alcançar o desenvolvimento de processos ambientalmente corretos, procurando oportunidades em novas matérias-primas e a utilização de solventes limpos. A palha de cana-de-açúcar é uma excelente fonte de matéria prima, devido a sua grande produção e alto conteúdo de material lignocelulósico, o que a torna uma potencial fonte para produção de biocombustíveis. Além da cana-de-açúcar, outro setor que merece destaque no mercado agroindustrial brasileiro é o da produção de citrus, sendo a laranja a principal representante. A grande quantidade de subprodutos gerados no processamento desta fruta apresenta propriedades bioativas interessantes, que vem sendo utilizadas em inúmeras aplicações nas indústrias de alimentos, saúde, farmacêutica e de cosméticos. Contudo, novos processos ambientalmente corretos que visem a obtenção de compostos bioativos e conversão para plataformas químicas são necessários, sendo um exemplo o processo hidrotérmico proposto neste trabalho, que visa desenvolver a extração de compostos bioativos e conversão sustentável e eficiente da biomassa em produtos químicos com alto valor agregado para a indústria utilizando água como solvente ou meio de reação. Esta tecnologia é uma alternativa promissora para realizar o fracionamento da biomassa, pois o meio permite a transformação das diferentes frações de biomassa através da alteração de parâmetros apropriados como temperatura, pressão e vazão. Além disso, a água é um solvente limpo, seguro e ambientalmente correto. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a palha de cana-de-açúcar e casca de laranja para produção de produtos de maior valor agregado por meio do processo hidrotérmico através dos seguintes métodos: extração com água subcrítica (SWE), hidrólise com água subcrítica (SCW), e processo sequencial extraçãohidrólise.Os resultados obtidos na hidrólise da palha de cana-de-açúcar com água subcrítica mostraram que na temperatura de 200 °C os principais açúcares encontrados nos hidrolisados foram a glicose e açúcares hemicelulósicos, além de subprodutos menores (HMF e furfural), considerados inibidores da fermentação. Os maiores rendimentos foram encontrados para açúcares redutores totais (ART) e conteúdo de glicose, sendo 32,1% (m/m) e 2,1% (m/m) respectivamente. Além disso, análises Termogravimétricas (TGA) e Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) evidenciaram informações relevantes sobre a formação de "biochar" em temperaturas superiores a 200 °C. Os resultados obtidos na extração com água subcrítica da casca de laranja desengordurada (resíduo polar pós extração com CO2 supercrítico) mostraram a recuperação de flavanonas como hesperidina e narirutina. A melhor condição de extração foi obtida a 150 °C e 10 mL/min, resultando em rendimento global de extração igual a 10,63% (m/m), e de flavanonas (hesperidina e narirutina) igual a 210 mg/g de extrato. Os extratos apresentaram alta capacidade antioxidante e a existência de uma correlação elevada e positiva com o conteúdo de fenólicos totais e de hesperidina e narirutina. Quando comparado com técnicas de extração a baixa pressão, o processo com água subcrítica mostrou melhor desempenho. Por fim, ensaios de aproveitamento integral dos resíduos utilizando um processo sequencial extração-hidrólise em água subcrítica para obter frações concentradas de compostos bioativos e açúcares C5 C6 utilizando casca de laranja foram testados. Os resultados mostraram que foi possível recuperar na temperatura de extração (150 °C) flavanonas e compostos solúveis (açúcares livres) com rendimentos de 24.4 mg/g Orange Peel (OP) e 24 mg/g OP respectivamente, e sequencialmente produzir nas temperaturas de hidrólise (200, 225 e 250 °C) açúcares C5 e C6 com baixa quantidade de inibidores. As análises de TGA e FT-IR providenciaram informações sobre a extração de pectina a temperaturas maiores de 200 °C Ver menos

Abstract: In the last years, the challenge is a society based on the concept of bioeconomy. This term refers to the sustainable production and conversion of biomass into a variety of compounds, beneficial to health, or industrial products and energy. In order to accomplish this challenge, new policies will be necessary to develop a decentralized local-scale production to produce bio-products according to the biomass availability in each area, as well as researches must be focused on achieving the development of environmental compatible processes, searching opportunities among new raw materials and by using clean solvents as water or carbon dioxide. Sugarcane straw is an excellent source of raw material, due to its large production and high content of lignocellulosic material, which makes it a potential source for the production of biofuels. In addition to sugarcane, another sector that deserves to be highlighted in the Brazilian agroindustrial market is citrus production, being orange the main representative. The large amount of byproducts generated in the processing of this fruit shows interesting bioactive properties that have been used in numerous applications in the food, health, pharmaceutical and cosmetic industries. The hydrothermal process has been proposed to develop sustainable and efficient conversion of biomass into bioactive compounds beneficial to health and chemicals with high value-added for the industry. It is a promising technology to perform the fractionation of biomass because the reaction medium allows the transformation of the different fractions of biomass by choosing the appropriate conditions. Furthermore, water is a clean, safe and environmentally solvent. The use of the semicontinuos reactor has been proposed to study the behaviour of hydrothermal processes being the results obtained "acceptable" compared to the results found in the literature. This study aimed to study sugarcane straw and orange peel for the production of higher value-added products by hydrothermal process using the following methods: subcritical water extraction (SWE), subcritical water hydrolysis (SCW), and sequential extraction-hydrolysis process. The results obtained in subcritical water hydrolysis of sugarcane straw showed that the main sugars found in the hydrolysates were glucose, xylose, arabinose, and galactose in addition to 5- hydroxymethylfurfural and furfural as minorbyproducts at the temperature of 200 °C. The highest yields were found for total reducing sugars (ART) and glucose content, being 32,1% (w/w) and 2,1% (w/w), respectively. Fourier transform infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis provided additional information on the surface and bulk composition of the residual biomass at temperatures higher than 200 °C. The results obtained in subcritical water extraction (SWE) of flavanones from defatted orange peel (residue from supercritical CO2 extraction) showed that the recovery of phenolic compounds as flavanones: hesperidin and narirutine. The maximum yields of hesperidin (188.74?±?0.51?mg/g extract) and narirutin (21.98?±?1.39?mg/g extract) were obtained at 150?°C and 10?mL/min. These yields accounted for approximately 21% of the total amount of these flavanones in the extracts, leading to the purest extracts. SWE was compared with three conventional extraction methods and the results demonstrated that, compared to conventional extractions, SWE is a highly efficient method for the recovery bioactive compounds with high antioxidant activity. Finally, tests using a sequential extraction-hydrolysis process in subcritical water to obtain concentrated fractions of bioactive compounds and C5 and C6 sugars from orange peel was used. The results showed that it was possible to recover at the extraction temperature (150 °C) flavanones and soluble compounds (free sugars) with yields of 24.4 mg / g OP and 24 mg / g OP respectively, and sequentially produce at the hydrolysis temperatures (200, 225 and 250 °C) C5 and C6 sugars with low inhibitors yields. The TGA and FT-IR analyzes provided information on the extraction of pectin at temperatures higher than 200 °C Ver menos