Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232850.pdf: 2459512 bytes, checksum: 4f9faa8ffab88f7e40b401ccbf6fa325 (MD5) / Da mesma forma que os processos de extração utilizando dióxido de carbono (CO2) supercrítico, os processos de separação com membranas vêm despertando grande interesse industrial nos setores de alimentos, cosméticos, perfumarias e farmacêutico. Os óleos essenciais normalmente são extraídos através de processos que utilizam solventes orgânicos ou por hidrodestilação. Em algumas extrações podem ocorrer, a degradação térmica de certos componentes ou a contaminação do óleo essencial com solventes orgânicos, ocorrendo também, em alguns casos, a co-extração de outros produtos indesejáveis que não contribuem para as propriedades ou o aroma do óleo. Como efeitos, obtêm-se produtos de menor qualidade e baixo valor comercial. O presente trabalho propõe o enriquecimento da fração de linalol presente no óleo essencial de manjericão de cheiro (Ocimum basilicum) com a sua retenção, através da extração direta do óleo essencial pelo processo de extração supercrítica seguida do processo de separação com membranas de osmose inversa com o reciclo do solvente. Em que, a denominação dada ao acoplamento destes dois processos foi de "processo acoplado" com reciclo de CO2. A matriz vegetal previamente preparada foi utilizada diretamente no processo acoplado onde o óleo essencial era extraído e o solvente recirculado no extrator permitindo uma redução na emissão do CO2 para o ambiente. O fracionamento do óleo foi realizado com um sistema de membranas disposto em série. Trabalhos prévios indicam que a membrana de osmose inversa, modelo SG (Osmonics, EUA) apresenta uma maior capacidade de retenção do óleo essencial e permite a alteração no fluxo de CO2 aplicando diferentes gradientes de pressão transmembrana. Os mecanismos de transporte envolvidos no processo de separação do óleo essencial de manjericão com CO2 supercrítico foram avaliados através das análises de cromatografia a gás acoplado a espectrometria de massa. O planejamento experimental fatorial foi adotado para minimizar o número de ensaios experimentais. As condições experimentais variaram na temperatura e pressão dos processos de extração, bem como os gradientes de pressão para cobrir uma determinada faixa de valores de viscosidade e de massa específica do CO2 denso. Também foram testados sentidos de fluxo concorrente e contracorrente no processo de separação com membranas e verificou-se que existe uma diferença significativa no fracionamento do óleo cujos índices de retenção do composto, linalol, ficaram próximos de 90%. A diferença entre se utilizar uma amostra moída e outra picada em pequenos pedaços não foi observada durante os experimentos. A análise fenomenológica apresentada leva a uma descrição do processo baseada na abordagem da termodinâmica do processo irreversível, cujo modelo apresentado foi otimizado através dos experimentos realizados. A membrana de osmose inversa de acetato de celulose apresentou melhores resultados que a membrana osmose inversa de poliamida no fracionamento do óleo essencial de manjericão de cheiro, levando a um processo de separação que não necessita de uma etapa de despressurização e alteração de fase do CO2. Fato que permitirá uma economia energética nas etapas de recompressão e reciclo do solvente no processo de extração do óleo essencial da matriz vegetal de manjericão de cheiro.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T12:05:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246723.pdf: 2292722 bytes, checksum: ccb01b22f0cb75f03e04786990eb28cd (MD5) / O processo de extração de pigmentos naturais pode ser feito através da utilização de solventes orgânicos, porém, a presença de resíduos de solvente e a instabilidade do composto obtido são fatores que limitam a sua aplicação. Uma das técnicas mais promissoras é a extração supercrítica que vem sendo considerada uma técnica atrativa, principalmente no que diz respeito ao meio ambiente e à qualidade dos produtos obtidos. Neste contexto, e com o intuito de aumentar o valor do produto não apenas em aspectos econômicos, mas também nutricionais este estudo vem trazer como perspectiva a adição de pigmentos às rações de pescados através de fontes naturais. Para isso, foi estudada a extração de pigmentos carotenoídicos das biomassas Phaffia rhodozyma, Haematococcus pluvialis e Chlorella vulgaris por extração convencional por solventes e extração supercrítca. Estudos com a incorporação da levedura Phaffia rhodozyma e da microalga Chlorella vulgaris in natura em rações para crustáceos também foram desenvolvidos, com o intuito de estudar-se a possível inclusão destes aos alimentos de maneira menos dispendiosa e sem que estes fossem previamente tratados. Dentro dos estudos de extração, a extração supercrítica mostrou-se de alta eficiência quanto à extração de compostos carotenoídicos. Já dentro da extração com solventes orgânicos, o método desenvolvido por BONFIN, 1998 demonstrou melhor rendimento quanto a extração de carotenóides. Nos experimentos para a incorporação de pigmentos naturais a alimentação de crustáceos, as iomassas naturais, Phaffia rhodozyma e Chlorella vulgaris mostraram-se eficientes quanto à coloração dos animais, e não houve diferenças significativas em relação às outras fontes de carotenóides já comumente inseridas na alimentação destes animais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-10T03:07:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335956.pdf: 3150220 bytes, checksum: bbb3e3a0d5b95fca60f4c6c509b2eb69 (MD5) Previous issue date: 2015 / O Brasil é o maior produtor e consumidor mundial de maracujá amarelo (Passiflora edulis f. flavicarpa) fresco e processado. Uma grande quantidade de sementes de maracujá ainda é subutilizada pelas indústrias de suco. Uma parte desse subproduto tem sido utilizada para produzir óleo devido ao seu alto teor de ácidos graxos insaturados. O novo resíduo gerado após a produção de óleo por prensagem a frio, a torta de semente, pode ainda ser uma fonte potencial de compostos bioativos (e.g., antioxidantes e antimicrobianos), porém a exposição à luz, ao oxigênio e ao calor pode causar sua degradação. A coprecipitação com polímeros biocompatíveis e biodegradáveis, como por exemplo o poli (D,L-lactídeo-co-glicolídeo) (PLGA), pode ser usada para preservar compostos importantes. Este estudo pode ser dividido em duas partes principais. Na primeira, diferentes métodos de extração foram aplicadas às sementes e à torta de sementes de maracujá avaliando seu desempenho em termos de rendimento global de processo, teor de compostos fenólicos total (método de Folin-Ciocalteau), atividade antioxidante (metodologias DPPH, ABTS e ß-caroteno/ácido linoleico) e concentrações mínimas inibitória e bactericida dos extratos (CMI e CMB, respectivamente) contra Escherichia coli e Listeria innocua. Os métodos de extração utilizados foram: extração supercrítica (ESC) com CO2 puro (SC-CO2) a 40 °C e 50 °C, pressões até 300 bar e 8 g CO2/min; ESC com adição de 5 % de etanol (EtOH) ao CO2 a 40 °C, 250 e 300 bar; e técnicas à baixa pressão ? maceração (MAC) e extração assistida por ultrassom (UE) ? com diferentes solventes orgânicos. Com base nos resultados de rendimento e de atividades biológicas, dois extratos (SC-CO2/ 150 bar/40 °C de semente e MAC/EtOH-H2O de torta) foram selecionados para a continuidade deste trabalho. Com intuito de proteger esses extratos de resíduos de maracujá (semente e torta) selecionados e preservar sua bioatividade, a segunda etapa visou a síntese de partículas de PLGA com os extratos por duas técnicas diferentes: emulsificação/evaporação do solvente (ESE, do inglês emulsion/solvent evaporation) e com antissolvente supercrítico (SAS, do inglês Supercritical AntiSolvent). Para os ensaios de SAS foram utilizados o extrato SC-CO2/ 150 bar/40 °C de semente e o polímero PLGA 50:50 (razão lactídeo:glicolídeo). Seis condições operacionais foram selecionadas para a realização desses experimentos com base no estudo do comportamento de equilíbrio de fases dos sistemas contendo aqueles componentes com diclorometano como solvente e CO2 como antissolvente. Nos experimentos de formação de partícula por ESE,foram utilizados os dois extratos selecionados na primeira parte assim como duas composições diferentes de PLGA, com razão lactídeo:glicolídeo de 50:50 e de 65:35. Todas as amostras de partículas (SAS e ESE) foram analisadas em termos de tamanho por difusão dinâmica da luz (DLS), morfologia por microscopia eletrônica de transmissão (MET) ou microscopia eletrônica de varredura (MEV), perfil térmico por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e ação antimicrobiana (CMI e CMB). Além disso, a eficiência de encapsulamento e o comportamento de liberação in vitro foram determinados espectrofotometricamente correlacionando as absorbâncias das partículas a 294 nm às curvas analíticas de concentrações dos extratos. Essas análises indicaram a ocorrência efetiva de encapsulamento, liberação controlada e formato esférico na maior parte das amostras de partículas obtidas tanto por ESE quanto por SAS. Os tamanhos de partículas variaram entre 355 e 1498 nm, e a eficiência de encapsulamento entre 23,8 e 91 % para todos os ensaios. Por uma combinação entre os resultados de tamanho e morfologia de partículas e eficiência de processo, a temperatura de 35 °C parece ser mais indicada que 45 °C para a precipitação de extrato supercrítico de semente de maracujá com PLGA 50:50 por SAS. Enquanto os resultados da técnica ESE parecem indicar o PLGA 65:35 como mais adequado para a formação de partículas de extrato de semente de maracujá. Para o extrato de torta obtido por MAC/EtOH-H2O a eficiência de encapsulamento foi bastante inferior ao do extrato supercrítico de semente, provavelmente por ser menos hidrofóbico e interagir menos com o PLGA. A inibição do crescimento dos microorganismos testados foi notadamente ampliada para ambos os extratos pelo encapsulamento por ESE comos dois tipos de PLGA (50:50 e 65:35), enquanto as amostras precipitadas por SAS não apresentaram atividade antimicrobiana nas concentrações testadas, provavelmente devido à baixa solubilidade em meio aquoso.<br> / Abstract : Brazil is the world´s largest producer and consumer of fresh and processed yellow passion fruit (Passiflora edulis f. flavicarpa). Large amounts of passion fruit seeds are still underutilized by juice industries. Part of it has been used to produce seed oil due to its high content of unsaturated fatty acids. The seed cake is the residue derived from the cold press of the seeds from oil production can still be a potential source of bioactive compounds such as antioxidants and antimicrobials. But exposure to oxygen, heat and light can cause loss or reduction of extracts bioactivities. Co-precipitation with biocompatible and biodegradable polymers, such as poly (DL-lactide-co-glycolide) (PLGA), may be used to preserve important compounds. This study can be divided in two main parts. The first one applied different extraction techniques on passion fruit seeds and seed cake to evaluate their performances in terms of process global yield, total phenolic content (TPC) (Folin-Ciocalteau method), antioxidant activity (DPPH, ABTS, and ß-carotene/linoleic acid bleaching methods) and minimum inhibitory and bactericidal concentrations of extracts (MIC and MBC, respectively) against Escherichia coli and Listeria innocua. the extraction methods used were: supercritical fluid extraction (SFE) with pure CO2 (SC-CO2), conducted at 40 °C and 50 °C with pressures up to 300 bar and 0.5 kgCO2/h; SFE with CO2 added with 5 % ethanol (EtOH) at 40 °C, 250 and 300 bar and low pressure techniques (LPE) - cold maceration (MAC) and ultrasonic assisted extraction (UE) - using different organic solvents. Based on process global yield and extracts biological activities results combined, two extracts were selected to continue this study: the seed SC-CO2/150 bar/40 °C and the cake MAC/EtOH-H2O. The second part focused on the synthesis of PLGA particles of passion fruit by-products (seed and cake) extracts using two different thecniques: the emulsion/solvent evaporation method (ESE) and the Supercritical AntiSolvent process (SAS). The SAS assays were performed with the seed SC-CO2/150 bar/40 °C and the PLGA with a lactide to glycolide ratio of 50:50. Six conditions were selected to proceed these assays based on the phase equilibria behavior study of the systems containing those components with dichlorometane as solvent and CO2 as antisolvent. On the ESE assays, the two extracts selected were used as well as two different lactide to glycolide (50:50 and 65:35) ratios on PLGA composition. All particles samples (SAS and ESE) were analyzed in terms of mean size using dinamic light scattering (DLS), morphology by scanning electronic microscope (SEM) or transmissionelectron microscopy (TEM), thermal profile by differential scanning calorimetry (DSC) and antimicrobial efficiency (MIC and MBC). Also, their entrapment efficiency (EE) and release behavior were determined spectrophotometrically correlating the particles solutions absorbances at 294 nm to an analytical curve of the extract concentrations.These analysis indicated the effective occurence of encapsulation, controlled release and spherical shape in most of the particles samples obtained by ESE and SAS. The particles size ranged from 355 to 1498 nm and the EE from 23.8 to 91 %. Combining the size, morphology and entrapment efficiency results, the temperature of 35 °C seems to be more suitable than 45 °C to the precipitation of the supercritical passion fruit seed extract with PLGA 50:50 by SAS. While the ESE results suggest the PLGA 65:35 as more suitable to the encapsulation of the passion fruit seed extract. For the MAC/EtOH-H2O seed cake extract, the EE was much lower than the supercritical passion fruit seed extract, probably because it is less hydrophobic what reduces the interaction with PLGA. The ESE encapsulation with both PLGA enhanced the antimicrobial activity of both extracts, while the SAS particles did not inhibit the microorganism growth on the tested concentrations, what can be related to its low solubility in aqueous solutions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:11:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326706.pdf: 2195044 bytes, checksum: fa7974d76e8803b2948c7dccbf3b69eb (MD5) Previous issue date: 2014 / A torta de noz pecã é um subproduto da extração do óleo de nozes e é normalmente utilizada como ração animal. O objetivo do presente trabalho foi determinar a atividade antioxidante e o perfil de ácidos graxos dos extratos de torta de noz pecã obtidos por extração supercrítica, comparando os resultados com técnicas de extração a baixa pressão. Dois tipos de torta foram testadas, a da variedade Mahan (Torta 1) e a mistura das variedades Barton e Desirable (Torta 2). As condições de extração supercrítica (ESC) aplicadas variaram de 100 bar a 300 bar e de 40 a 50 °C. Também foram realizadas extrações com adição de cossolvente etanol em ESC sequencial (ESC-S). As extrações a baixa pressão (EBP) selecionadas foram em Soxhlet e com Ultrassom, utilizando etanol, acetona e hexano como solventes. A atividade antioxidante (AA) dos extratos obtidos foi determinada pelas técnicas de captura do radical DPPH, descoloração do sistema ß-caroteno/ácido-linoleico e inibição do radical ABTS. O teor de compostos fenólicos totais foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteau e o teor de taninos condensados pelo ensaio de vanilina. O perfil de ácidos graxos dos extratos foi determinado por cromatografia gasosa. A Torta 1 e Torta 2 apresentaram óleo residual de 59,4 ± 0,1% e 36 ± 1%, respectivamente. Os maiores rendimentos foram obtidos com a Torta 1 (58 e 58,4%) utilizando as seguintes condições para a ESC: 300 bar, 50°C e 40ºC, respectivamente. A utilização de cossolvente na ESC-S possibilitou aumento nos rendimentos de extração nas condições estudadas. Para as EBP o maior rendimento foi obtido na extração em Soxhlet com etanol (61,5%). Os extratos das EBP com acetona e etanol apresentaram teores significativos de compostos fenólicos e taninos condensados e em alguns casos os extratos mostraram AA equivalente a antioxidantes como TBHQ e ácido gálico. Considerando os extratos supercríticos, a maior AA foi encontrada no extrato obtido a 150 bar e 50ºC. Todos os extratos avaliados apresentaram o ácido oleico como ácido graxo majoritário, seguido do ácido linoleico. A ESC mostrou ser uma alternativa segura e eficiente para extração de ácidos graxos da torta de noz pecã. <br> / Abstract : The pecan cake is a byproduct from pecan nut oil extraction that despite being rich in oil and antioxidants is so far used as animal feed. The objective of this study was to determine the antioxidant activity and the fatty acid profile of pecan cake extracts obtained by supercritical fluid extraction comparing the results with solvent extraction techniques. Two types of industrial cake were tested, one composed by the Mahan variety (Cake 1) and the other one by the mixture of varieties Barton and Desirable (Cake 2). The conditions for supercritical extraction (SFE) applied ranged from 100 bar to 300 bar and from 40 to 50 °C. Extractions with co-solvent were also performed in sequential supercritical fluid extraction (S-SFE). The extractions at low pressure (LPE) selected were in Soxhlet and with Ultrasound using ethanol, acetone and hexane as solvents. The antioxidant activity (AA) of the extracts was determined by the techniques of free radical scavenging activity (DPPH), ß-carotene bleaching test and ABTS radical scavenging assay. The total phenolic (TF) content was determined by the Folin-Ciocalteau method and content of condensed tannins (CT) by the vanillin assay. The fatty acids profile was determined by gas chromatography. Cake 1 and Cake 2 presented 59.4 ± 0.1 % and 36 ± 1% of residual oil, respectively. The highest yields were obtained with Cake 1 (58 and 58.4 %) using the following conditions for SFE: 300 bar, 50 °C and 40 °C, respectively. The use of co-solvent in S-SFE enabled increased yields of extraction. For LPE the highest yield was obtained in Soxhlet extraction with ethanol (61.5 %). The LPE with acetone and ethanol extracts showed significant levels of phenolics and condensed tannins and in some cases the extracts showed AA equivalent to antioxidants such as TBHQ and gallic acid. Considering just the supercritical extracts, the extract obtained at 150 bar and 50 °C presented the highest AA. All extracts showed oleic acid as the major fatty acid, followed by linoleic acid. The SFE has proven to be a safe and effective alternative for the extraction of fatty acids of pecan cake.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:09:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336256.pdf: 1942137 bytes, checksum: f93a3b95d85ec45f029bc3ac89db2fbd (MD5) Previous issue date: 2015 / O comércio de especiarias está em constante crescimento, e as pimentas figuram entre as mais apreciadas em todo mundo. A pimenta-do-reino (Piper nigrum L.) e a pimenta rosa (Schinus terebinthifolius R.) são objetos de estudo neste trabalho, pois além de serem produzidas e comercializadas no Brasil e em diversas partes do mundo, apresentam importantes atividades biológicas, tais como antitumoral, anti-inflamatória, antioxidante, entre outras. Assim, o objetivo deste trabalho foi empregar diferentes técnicas para a obtenção de extratos de pimenta-do-reino e de pimenta rosa, avaliando o potencial antioxidante de cada um, a fim de definir uma única matéria-prima de interesse para a qual ensaios de extração com propano subcrítico, estudo de equilíbrio de fases e encapsulamento em biopolímero fossem realizados. Nas extrações a baixa pressão os solventes hexano, etanol e acetato de etila foram utilizados. Na tecnologia supercrítica as condições de pressão variam de 150 a 300 bar, com temperaturas entre 35 °C e 55 °C. A atividade antioxidante dos extratos foi avaliada segundo os métodos DPPH e ABTS, bem como pelo teor de compostos fenólicos totais, determinado pela metodologia de Folin-Ciocalteu. Ao fim das etapas de extração e avaliação de atividade antioxidante, a pimenta rosa foi selecionada para dar continuidade ao trabalho, não somente pelos satisfatórios rendimentos de extração e potencial biológico, mas principalmente pela escassez de estudos que envolvam essa matéria-prima, contribuindo para o diferencial deste trabalho. Nas extrações com propano subcrítico obtiveram-se altos rendimentos, comparados à extração com CO2 supercrítico, porém os extratos não apresentaram forte potencial antioxidante, o que nos sugere um estudo que avalie outras atividades biológicas, ou ainda aplicações como aromatizantes, devido ao seu acentuado odor característico. O estudo do equilíbrio de fases do sistema composto por extrato de pimenta rosa + diclorometano + CO2 apresentou transições de fases do tipo líquido-vapor, bastante semelhantes às do sistema binário diclorometano + CO2 descrito na literatura. A síntese de partículas pela técnica de emulsificação e extração de solvente proporcionou a formação de partículas de tamanho micrométrico, com formato esférico e morfologia de microesferas. A eficiência do processo de encapsulamento de extrato de pimenta rosa em PLA variou de 34,3% a 74,1%.<br> / Abstract : The spice commerce is constantly growing, and peppers are among the most appreciated worldwide. The black pepper (Piper nigrum L.) and pink pepper (Schinus terebinthifolius R.) are subjects of study in this work, because they are produced and marketed in Brazil and all over the world, and have important biological activities, such as antitumor, anti-inflammatory, antioxidant, among others. The objective of this work was to use different techniques for obtaining black pepper and pink pepper extracts, evaluating the antioxidant potential of each one, in order to define a single raw material of interest for which the extraction with subcritical propane, phase equilibrium study and encapsulation in biopolymer were performed. At low pressure techniques of extraction, hexane, ethanol and ethyl acetate were used as solvents. In supercritical fluid extraction pressure conditions ranged from 150 to 300 bar and temperatures between 35 °C and 55 °C. The antioxidant activity of the extracts was evaluated according to the DPPH and ABTS methods and the content of phenolic compounds, verified by the Folin-Ciocalteu method. After the stages of extraction and evaluation of antioxidant activity, pink pepper was selected to continue the work, not only for satisfactory yields of extraction and biological potential, but mainly by the scarcity of studies involving this raw material, contributing to the differential of this work. In the extractions with subcritical propane were obtained high yields compared to extraction with supercritical CO2, but the extracts did not show strong antioxidant potential, which suggests a study evaluating other biological activities, or as flavoring applications, due to its strong odor typical. The phase behavior of the system composed by pink pepper extract +dichloromethane + CO2 presented liquid-vapor phase transitions, very similar to the binary system dichloromethane + CO2, described in the literature. The synthesis of particles by the emulsification technique and solvent extraction led the formation of micrometer-sized particles with spherical shape and morphology of the microspheres. The encapsulation efficiency of pink pepper extract in PLA ranged from 34.3% to 74.1%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:05:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104624.pdf: 3263893 bytes, checksum: f75218010205075034b48ba102546ca5 (MD5) Previous issue date: 1996 / A extração supercrítica dos compostos voláteis de um carvão mineral da mina de Butiá-RS foi investigado empregando solventes doadores de hidrogênio (álcoois). Um planejamento fatorial de experimentos foi utilizado para avaliar os efeitos de temperatura, pressão e adição de co-solvente (água) sobre o rendimento e características dos produtos do processo: extrato e resíduo. Os experimentos foram realizados em temperaturas de até 698 K e em pressões de até 12,5 MPa. Foi observado que temperatura e pressão possuem efeitos positivo, enquanto o co-solvente efeito negativo, sobre o rendimento do processo. A análise elementar e fracionamento PLC-8 do extrato indicaram que com a elevação de temperatura aumenta a fração dos componentes mais leves, sendo a tendência contrária observada para a pressão. O poder calorífico e taxa de reatividade dos resíduos da extração indicam que o mesmo pode ser viável a um processo posterior de conversão.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319598.pdf: 1930151 bytes, checksum: c84cc0a0adae9b75feb9b7b586c203cc (MD5) Previous issue date: 2013 / O pequi (Caryocar coriaceum) é uma planta pertencente à família Caryocaraceae, encontrada na Chapada do Araripe nos estados do Ceará, Pernambuco e Piauí. É um fruto muito utilizado na culinária regional e o óleo extraído da sua polpa pode ser utilizado na culinária, na indústria de cosmético e na medicina popular o que tem levado ao estudo por processos alternativos à extração artesanal. Existem vários estudos que utilizam propano subcrítico como solvente de extração que demostram o seu grande poder de solvatação de óleos vegetais. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi estudar o processo de extração do óleo da polpa de pequi, a qualidade dos extratos, cinética e modelagem de extração com propano subcrítico. Frutos de pequi foram despolpados e sua polpa foi seca e triturada. O óleo extraído com propano subcrítico foi obtido numa faixa de pressão de 5 a 15 MPa e temperatura de 30, 45 e 60 ºC com densidade do solvente variando de 0,446 a 0,521 g?cm-3. O maior rendimento (43,69%) foi obtido para a condição de extração de 15 MPa e 60 ºC. O etanol e o acetato de etila foram utilizados nas concentrações de 10 e 25% em volume como solventes modificadores na extração com propano pressurizado proporcionando rendimentos de até 44,99%. Extrações soxhlet e com ultrassom foram realizadas utilizando os solventes etanol e hexano e o melhor rendimento (52,78%) foi obtido com o uso do etanol na extração soxhlet. O perfil de ácidos graxos foi determinado nas amostras de óleo extraído e os resultados mostraram que não houve alterações quanto ao teor de ácidos graxos em diferentes condições experimentais. Os ácidos graxos encontrados em maior proporção foram o palmítico (35,44%) e o oleico (60,56%). O conteúdo de compostos fenólicos presente nos extratos foi determinado através do método de Folin-Ciocalteau e também não apresentou diferença significativa em função do método de extração utilizado. Diferentes modelos de transferência de massa foram empregados para a descrição da cinética de extração com propano subcrítico. O modelo de Martínez et al. (2003) foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. <br> / Abstract : The pequi (Caryocar coriaceum) is a plant belonging to the family Caryocaraceae, found in the states of Ceará, Pernambuco and Piauí. The fruit is widely used in the regional cuisine and the oil extracted from its pulp can be used in cooking, in the cosmetic industry and in popular medicine which has led to the study of alternative processes to conventional extraction. There are several studies using subcritical propane as solvent extraction which demonstrate its great solvation power of vegetable oils. In this context, the aim of this work was to study the process of extracting the oil from the pequi pulp, the quality of the extracts, kinetic and modeling using subcritical propane extraction. Pequi fruits were pulped and the pulp was dried and crushed. The extracted oil was obtained with propane subcritical pressure in the range of 5 to 15 MPa and temperature of 30, 45 and 60 °C with solvent density ranging from 0.446 to 0.521 g-cm-3.The highest yield (43.69%) was obtained for the extraction condition 15 MPa and 60 °C. Ethanol and ethyl acetate were used as modifiers cosolvent in concentrations of 10 to 25% by volume in the extraction with pressurized propane providing yield of 44.99%. Soxhlet and ultrasound extractions were performed using the solvents ethanol and hexane and the best yield (52.78%) was obtained with the use of ethanol in soxhlet extraction. The fatty acid profile was determined in samples of oil extracted and the results showed that there were no changes in the content of fatty acids in different experimental conditions. The fatty acids found in greater proportion were palmitic (35.44%) and oleic (60.56%). The phenolic compounds content in the extracts was determined using the Folin-Ciocalteau method and also showed no significant difference according to the extraction method used. Different mass transfer models were used to describe the extraction kinetics with subcritical propane. Martínez et al. model was the best fit to the experimental data.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:08:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340676.pdf: 4176426 bytes, checksum: a84b0bed905ec982c25ed2b9702f3838 (MD5) Previous issue date: 2016 / O objetivo deste trabalho foi estudar a produção dos ésteres alquílicos de ácidos graxos obtidos a partir da reação do óleo da polpa de macaúba com álcoois em condições supercríticas. Os álcoois usados nas reações foram metanol e etanol. Diversas amostras de óleo de macaúba foram analisadas e caracterizadas físico-quimicamente, sendo verificado que o elevado teor de acidez é uma característica comum entre eles. Portanto, a produção dos ésteres seria devida a dois principais mecanismos de reação, a transesterificação de glicerídeos e a esterificação de ácidos graxos livres. Mediante ensaios para determinar a máxima conversão de ésteres foi verificado que a presença de impurezas nos óleos afeta o rendimento dos ésteres. Assim, apesar do óleo da polpa de macaúba possuir mais de 90% em peso de compostos esterificáveis, o máximo rendimento que poderia ser atingido foi de 80%. A produção dos ésteres a partir do óleo de macaúba foi estudada em três sistemas reacionais que dependeram do álcool de reação usado: metanol, etanol e etanol com adição de 10% de água. As condições de reação avaliadas foram a temperatura, a pressão, a razão mássica de óleo para álcool e a vazão de alimentação da mistura reacional ao reator. Ao avaliar as condições de reação foi verificado que as principais variáveis que afetam a produção dos ésteres são a temperatura e o tempo de reação. Tratamentos prolongados a elevadas temperaturas poderiam diminuir o rendimento de ésteres devido à decomposição térmica dos compostos da reação. Foi proposto um modelo matemático para descrever a cinética de reação do óleo da polpa de macaúba com álcoois em condições supercríticas o qual consiste na solução de um sistema de equações diferenciais ordinárias não lineares de primeira ordem. O modelo cinético foi concebido para representar a produção de ésteres devido às reações reversíveis e simultâneas da transesterificação de triacilglicerídeos e esterificação de ácidos graxos livres. Portanto, as três variáveis do modelo foram as concentrações molares de triacilglicerídeos, de ácidos graxos livres e dos ésteres produzidos. O ajuste do modelo aos dados experimentais foi avaliado em função do erro médio quadrático. Os parâmetros cinéticos dos três sistemas reacionais foram calculados. A seguir, as cinéticas de reação com melhor ajuste dos dados experimentais foram empregadas para simular o processo de produção de ésteres em larga escala e estimar os custos de manufatura. O critério de aumento de escala dos dados experimentais foi que os rendimentos de ésteres seriam similares se a razão entre o óleo de macaúba e o álcoolda reação fosse mantida constante. O programa SuperPro Designer foi usado para realizar as simulações dos três sistemas reacionais estudados. Nenhum dos três sistemas avaliados seria rentável. Os menores custos de manufatura foram obtidos para o sistema que usa metanol como álcool de reação.<br> / Abstract : The objective of this work was to study the production of fatty acids alkyl esters obtained from the reaction of macauba pulp oil with alcohols in supercritical conditions. The alcohols used in the reactions were methanol and ethanol. Several macauba oil samples were analyzed and characterized. It was found that a common feature among these oils is their high acid value. Therefore, the ester production was due to two main reaction mechanisms, the transesterification of glycerides and the esterification of free fatty acids. By determining the maximum ester conversion it was found that the presence of impurities in the oil would affect esters yield. Thus, although oil macauba pulp contains more than 90% weight of compounds that could become esters, the maximum throughput that could be achieved would be 80%. The production of esters from macauba oil was studied in three reaction systems which depended on the alcohol used: methanol, ethanol, and ethanol with the addition of 10% water. The reaction conditions evaluated were temperature, pressure, mass rate of oil to alcohol and feed flow of reaction mixture. After evaluate the reaction conditions it was found that the main variables affecting ester production are temperature and reaction time. Prolonged treatments at high temperatures could reduce the yield of ester due to thermal decomposition of the reaction compounds. It was proposed a mathematical model to describe reaction kinetics of macauba pulp oil with alcohols under supercritical conditions which consists in solving a nonlinear, first-order, ordinary differential system of equations. The kinetic model was designed to represent the ester production due to reversible transesterification of triacylglycerides and esterification of free fatty acids occurring simultaneously. Hence, the three model variables are the molar concentrations of triacylglycerides, free fatty acids and esters produced. The suitability of the model to the experimental data was evaluated using the root mean square error. The kinetic parameters for the three reaction systems were calculated. Next, the reaction kinetics with the best fit of experimental data were used to simulate the ester production process on a large scale and estimate the costs of manufacturing. The criterion for scaling-up the experimental data was to keep constant the ratio between macauba pulp oil and the reaction alcohol; consequently similar ester yields would be obtained. The software SuperPro Designer was used to perform the simulations of the three reaction systems studied. None of the threesystems studied was found profitable. The lower costs of manufacturing were obtained for the system that uses methanol as reaction alcohol.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338283.pdf: 2119442 bytes, checksum: f0f72bc761bedd354c65d902a7dff0d2 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho objetivou o estudo das variáveis que interferem na síntese de acetato de eugenila em sistema livre de solvente. Óleo essencial de cravo-da-índia e anidrido acético foram usados como substratos para a reação catalisada por diferentes catalisadores enzimáticos (Novozym 435, Lipozyme RM IM e Lipozyme TL IM) e químicos heterogêneos (peneira molecular de 4 Å e Amberlite XAD-16). Na síntese enzimática foi selecionado o melhor catalisador, este foi empregado na avaliação e otimização das variáveis que interferem no processo. Já a síntese química heterogênea foram empregados ambos os catalisadores. Dos ésteres obtidos, o que apresentou a melhor relação custo/baixo impacto ambiental foi avaliado em relação à atividade antimicrobiana, encapsulamento pela técnica SEDS e ensaios de liberação em isopropanol e acetato de etila. A partir dos planejamentos experimentais obteve-se a maior conversão para a síntese enzimática (83,5%) nas condições razão molar de substratos de 1:5, 5% de enzima e 70 ºC, sendo que as mesmas condições foram obtidas no estudo cinético, no qual foi alcançada uma conversão próxima de 90% em 1 h de reação. Para a síntese química heterogênea, as maiores conversões obtidas foram de aproximadamente 100% para os dois catalisadores. A reutilização dos catalisadores também foi estudada. O reuso enzimático com Lipozyme TL IM apresentou uma conversão de 94,3% no primeiro ciclo, 75,2% no segundo e 53,2% no terceiro e último ciclo. Após 10 ciclos, a peneira molecular 4 Å não apresentou perda da atividade catalítica, já o uso da Amberlite XAD-16 levou a uma queda acentuada da conversão em éster após 3 ciclos de uso. Na atividade antimicrobiana não foi observada diferença na média dos halos de inibição entre bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. A eficiência máxima de encapsulamento foi de 58,04%, para experimento contendo 5 mg.mL-1 de acetato e 20 mg. mL-1 de PHBV, a 80 bar e 35 ºC. A morfologia das partículas encapsuladas para a maior parte dos ensaios foi esférica e o tamanho destas variou de 0,061 a 0,276 µm. Em relação à liberação nos solventes acetato de etila e isopropanol percebe-se que quanto maior a afinidade do éster encapsulado pelo solvente, mais rápido ocorre seu pico de liberação. Estes resultados demonstram a importância da reação de esterificação do óleo essencial de cravo-da-índia e encapsulamento do éster pela técnica SEDS para que possa ser aplicado como antimicrobiano natural em alimentos e bebidas.<br> / Abstract : This work aimed to study the variables that affect the synthesis of eugenil acetate in solvent-free system. Essential clove oil and acetic anhydride were used as substrates for the reaction catalyzed by different enzymatic catalysts (Novozym 435, Lipozyme RM IM and Lipozyme TL IM) and heterogeneous chemical (molecular sieve 4 Å and Amberlite XAD -16). In enzymatic synthesis was selected the best catalyst, this was used in the evaluation and optimization of the variables that interfere in the process. In the heterogeneous chemical synthesis both catalysts were employed in this step. Of esters obtained, which showed the best cost / low environmental impact was evaluated for antimicrobial activity, encapsulation by SEDS technique and release assays in isopropanol and ethyl acetate. Since the experimental design was obtained the highest conversion for enzymatic synthesis (83.5%) under the conditions of substrates molar ratio of 1: 5 5% enzyme and 70 ° C, and the same conditions were obtained from the kinetic study in which one has achieved a near 90% conversion in 1 h of reaction. For heterogeneous chemical synthesis, higher conversions were obtained of approximately 100% for both catalysts. The antimicrobial activity was not observed difference in the average of the inhibition halos of Gram-negative and Gram-positive. The highest encapsulation efficiency was 58.04% for experiment with 5 mg.mL-1 acetate, and 20 mg. mL-1 PHBV, 80 bar and 35 ° C. The morphology of the encapsulated particles most of the trials was spherical, and the size of these ranged from 0.061 to 0.276 micrometers. Concerning release in ethyl acetate and isopropanol solvents notice that the higher the affinity of the encapsulated estersolvent, its peak occurs faster release. These results demonstrate the importance of essential oil esterification reaction clove and encapsulation of the ester so that it can be applied as a natural antimicrobial in foods and beverages.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-21T20:36:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 207494.pdf: 3181644 bytes, checksum: a9365798f97d347ac0e581d8579b8aa6 (MD5) / Plantas têm sido tradicionalmente utilizadas por populações de todos os continentes no controle de diversas doenças e pragas. O mercado atual de fitofármacos e fitoterápicos é da ordem de US$ 9 a 11 bilhões/ano, sendo que mais de 13.000 plantas são mundialmente usadas como fármacos ou fonte de fármacos. A extração supercrítica é uma alternativa atraente para obtenção de extratos de plantas e vegetais de alta qualidade. Dentre as inúmeras espécies não completamente investigadas sob o aspecto fitoterápico, citamos a carqueja (Baccharis trimera Less). Esta planta apresenta utilidades fitoterápicas. É considerada tônica, estomacal, útil em doenças do fígado, enfermidades da bexiga, entre outras. O presente teve como objetivos, o estudo do rendimento global de extrato (X0) do sistema extrato de carqueja + CO2 nas condições de operação de 3o e 40 ºC, com pressão variando de 100 a 300 bar, densidade de CO2 variando de 0,629 a 0,949 g/cm3, vazão de 3,33 g/min e tempo total de extração de 6 horas. O rendimento global de extrato (0,897% g/g) foi obtido a 40ºC e 250 bar. A influência da técnica de extração (supercrítica e convencional) foi avaliada em termos de rendimento e composição do óleo, constatou-se que tanto o rendimento quanto à composição variam de acordo com a técnica de extração utilizada, foram identificados 14 compostos presentes tanto no extrato obtido através da ESC como o obtido através da extração convencional, único composto presente nos diferentes extratos foi o ácido palmítico. Para descrição da cinética de extração do sistema óleo de carqueja + CO2 foi empregado o modelo de SOVOVÁ (1994) em função do X0 empregado na descrição do sistema, I) (X0)exp determinado em função da temperatura e pressão; ii) (X0)máx =0,879 maior valor de rendimento de extrato entre todas as condições de processo estudadas; iii) (X0)est determinado a partir da curva de extração que foi modelada. Os resultados mostraram que o modelo descrito por SOVOVÁ (1994) ajustou bem os dados experimentais na etapa CER para todas as condições de extração estudadas e para condição de 40 ºC, 300 bar e 8,33 g/min apresentou um ajuste satisfatório também na etapa FER, portanto este modelo de transferência de massa foi adequado para descrição do sistema óleo de carqueja/CO2