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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84210| Tipo: | Tese |
| Título : | Tecnologias não térmicas para valorização de resíduos agroindustriais: influência das condições de processamento no perfil de compostos bioativos |
| Autor : | Decker, Betina Louise Angioletti |
| Tutor: | Rodrigues, Sueli |
| Co-asesor: | Fonteles, Thatyane Vidal |
| Palabras clave en portugués brasileño: | Compostos bioativos;Extração por solventes;Solventes verdes;Antocianinas;Compostos fenólicos;Agroindústria - Subprodutos |
| Palabras clave en inglés: | Bioactive compounds;Solvent extraction;Green solvents;Anthocyanins;Phenolic compounds;Agricultural industries - By-products |
| Áreas de Conocimiento - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
| Fecha de publicación : | 2025 |
| Citación : | DECKER, Betina Louise Angioletti. Tecnologias não térmicas para valorização de resíduos agroindustriais: influência das condições de processamento no perfil de compostos bioativos. 2025. 145 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumen en portugués brasileño: | Resíduos agroindustriais são ricos em compostos bioativos, como compostos fenólicos, e apresentam elevado potencial para reaproveitamento. Nessa perspectiva, o presente trabalho objetivou estudar a influência de parâmetros de processamento das tecnologias não térmicas ultrassom e campo elétrico pulsado (CEP) - isoladas e/ou combinadas - na extração de compostos bioativos do bagaço da uva e da casca da laranja, utilizando solventes verdes, e contribuindo assim para a valorização desses resíduos agroindustriais. Inicialmente, no capítulo 3, estudou-se a extração de antocianinas do bagaço da uva (seco em estufa e liofilizado) utilizando-se extração assistida por ultrassom (EAU) e água acidificada como solvente. As condições de extração densidade de potência (8.3 - 16,7 W/mL), intervalo de pulso (0 - 2 s) e tempo de extração (1 - 5 min), foram otimizadas para antocianinas totais. A partir dos resultados obtidos para o teor de antocianinas totais nos extratos, optou-se por continuar trabalhando com bagaço seco em estufa. As antocianinas específicas foram também quantificadas e otimizadas por espectroscopia por ressonância magnética nuclear (RMN) e identificadas por cromatografia líquida-espectrometria de massa (LC-MS). Os resultados demonstraram que diferentes condições de processamento favorecem a extração de diferentes antocianinas. As antocianinas totais e a malvidina monoglicosídeo tiveram máxima concentração nos extratos obtidos utilizando-se densidade de potência = 16,7 W/mL, pulso = 2 s e tempo de extração = 5 min, já a condição ótima para a extração de malvidina diglicosídeo foi em densidade de potência = 11,7 W/mL, pulso = 0,9 s e tempo de extração = 4 min. A partir dos resultados, escolheu-se a condição com maior teor de antocianinas totais para dar continuidade aos estudos. Assim, no capítulo 4, estudou-se a influência da temperatura de entrada do ar de secagem (120, 130, 140, 150, 160 e 170 °C) na obtenção de um extrato de antocianinas em pó por spray drying. O ar de secagem 140 °C resultou na maior retenção de antocianinas, além de adequados teores de umidade e atividade de água (a w ), o que promove a estabilidade e segurança do produto. O pó rico em antocianinas apresentou baixa fluidez em todas as condições testadas. Por fim, no capítulo 5, os estudos de extração foram estendidos para uma nova matriz alimentar e novas tecnologias não térmicas. Avaliou-se a aplicação de CEP como pré-tratamento para EAU dos compostos bioativos da casca da laranja utilizando água como solvente. As variáveis de processo estudadas foram intensidade do campo elétrico (0,6 - 1,2 kV/cm) e número de pulsos (200 - 400) para CEP, e amplitude (40 - 80%) e duração do pulso (0,4 - 0,8 s) para EAU. Os resultados demonstram que a aplicação de CEP, principalmente na maior intensidade de campo elétrico e 400 pulsos, promoveram a desintegração celular, e aumentaram o teor de compostos fenólicos no extrato obtido. Além disso, 15 compostos foram identificados por LC-MS, divididos em 5 classes, que foram otimizadas na sequência, com diferentes condições de processamento favorecendo diferentes classes de compostos. De forma geral, os resultados desse trabalho demonstram que EAU, assim como a combinação de CEP e EAU são tecnologias não térmicas promissoras para a extração de compostos bioativos utilizando solventes verdes. A otimização da extração, assim como estudo da variação dos perfis de compostos específicos, aumenta o conhecimento do processo e dos produtos obtidos, proporcionando produtos de acordo com cada necessidade industrial, o que promove a valorização dos resíduos agroindustriais. |
| Abstract: | Agroindustrial wastes are rich sources of bioactive compounds, such as phenolic compounds, and have a high potential for reuse. In this perspective, this work aimed to study the influence of processing parameters of ultrasound and pulsed electric field (PEF), non-thermal technologies, on the extraction of bioactive compounds from grape pomace and orange peel, two important agroindustrial wastes, using green solvents and thus promoting their valorization. Initially (chapter 3), the extraction of anthocyanins from grape pomace (oven-dried and freeze-dried) was studied using ultrasound-assisted extraction (UAE) with acidified water as a solvent. Extraction conditions, power density (8.3 - 16.7 W/mL), pulse interval (0 - 2 s), and extraction time (1 - 5 min), were optimized for total anthocyanins. Based on the results for total anthocyanins, oven-dried pomace was selected for further studies. Specific anthocyanins were also quantified and optimized by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and identified by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). Results showed that different processing conditions favored the extraction of different anthocyanins. Total anthocyanins and malvidin monoglucoside had maximum contents when power density = 16,7 W/mL, pulse = 2 s, and extraction time = 5 min. In comparison, the optimal condition for the extraction of malvidin diglucoside was at power density = 11.7 W/mL, pulse = 0.9 s, and extraction time = 4 min. The condition with the highest total anthocyanin content was chosen for spray drying of the extract (chapter 4). The influence of the inlet air temperature (120, 130, 140, 150, 160, and 170 °C) on anthocyanin extract drying was then studied. Spray drying at 140 °C resulted in the highest anthocyanin recovery, as well as adequate moisture content and water activity, promoting product stability and safety. For all the temperatures tested, the powder showed poor flowability. Finally, in chapter 5, extraction studies were extended to another food matrix and new non-thermal technologies. The combination of PEF and UAE for extracting bioactive compounds from orange peel using water as a solvent was evaluated. The process variables studied were electric field strength (0.6 - 1.2 kW/cm2) and number of pulses (200 - 400) for PEF; and amplitude (40 - 80%) and pulse duration (0.4 - 0.8 s) for UAE. The results demonstrate that the application of CEP, especially with higher electric field intensity and 400 pulses, promoted cell disintegration and increased the content of phenolic compounds in the extract obtained. In addition, 15 compounds were identified by LC- MS, divided into 5 classes, which were optimized. Different processing conditions favored different classes. In general, the results of this work demonstrate that UAE, as well as the combination of PEF and UAE, are promising non-thermal technologies for the extraction of bioactive compounds using green solvents. Optimization of extraction, as well as the study of the changes on compound profiles, increases the knowledge of the process and the products, thus ensuring the obtaining of the product according to each industrial need, promoting the valorization of agroindustrial residues. |
| Descripción en portugués brasileño : | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI : | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84210 |
| ORCID del autor: | https://orcid.org/0000-0002-4013-8165 |
| Lattes del autor: | http://lattes.cnpq.br/2092333988130984 |
| ORCID del tutor: | https://orcid.org/0000-0002-3725-2274 |
| Lattes del tutor: | http://lattes.cnpq.br/5599017990318989 |
| ORCID del co-asesor: | https://orcid.org/0000-0001-6857-675X |
| Lattes del co-asesor: | http://lattes.cnpq.br/7561349756380406 |
| Derechos de acceso: | Acesso Aberto |
| Aparece en las colecciones: | DEQ - Teses defendidas na UFC |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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