Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:24:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252102.pdf: 6406134 bytes, checksum: bdb023e12d05278446c1074a4f3fd00f (MD5) / O fracionamento do óleo essencial de patchouli [Pogostemon cablin (Blanco) Benth.] extraído com dióxido de carbono supercrítico (CO2_SC) foi estudado. Este óleo essencial é muito usado pela indústria de cosméticos e perfumaria como excelente fixador de aromas. Adotando-se pressão e temperatura de trabalho em 100 bar e 32°C, respectivamente, foram estudados alguns parâmetros nunca antes averiguados para o patchouli. O trabalho se dividiu em quatro frentes de estudo: aumento de rendimento variando o tempo de extração e tempo estático; análise do tamanho ideal de partícula; épocas de colheita; composição química do óleo essencial. O tempo estático combinado com o tempo de coleta de amostras foi estudado com o objetivo de aumentar o rendimento do processo, resultando em um tempo ideal de 20 minutos de tempo estático e de tempo para coleta de amostras. Três tamanhos "médios" de partículas foram estudados à duas diferentes vazões de solvente. O tamanho de partícula ideal para a extração supercrítica do óleo essencial de patchouli foi de 0,346 mm à vazão de 1,2 L/min de CO2. Lotes de folhas de patchouli colhidas em diferentes épocas do ano foram usados para extração de seu óleo essencial. A época do ano nas quais se obtiveram melhores rendimentos foi no inverno. A composição química do óleo essencial de patchouli foi estudada com a intenção de saber a que tempo de processo os principais compostos de interesse (patchoulol e a-bulneseno) são extraídos. As amostras de óleo essencial analisadas forneceram resultados suficientes para se traçar o perfil de concentração destes compostos com o tempo de extração. Sabendo-se o tempo ideal de coleta de amostras, pode-se estabelecer um método de fracionamento para óleo essencial de patchouli. The fractionation of the essential oil of patchouli [Pogostemon cablin (Blanco) Benth.] extracted with supercritical carbon dioxide (CO2_SC) was studied. This oil is widely used by industries of cosmetics and fragrances. Bringing up of work pressure and temperature at 100 bar and 32 ° C, respectively, were studied some parameters never before investigated for the patchouli. The work was divided into four subjects of study: increasing yield varying the static period and the total time of extraction; analysis of the optimal particle size; harvest period; chemical composition of the essential oil. The static period combined with the time of collection of samples was studied with the objective of increasing the yield of the process, resulting in an ideal time of 20 minutes of static period and time for collection of samples. Three "averages" particles sizes were studied for two different flows of solvent. The ideal particle size for the supercritical extraction of essential oil of patchouli was 0.346 mm, at flow rate of 1.2 L / min of CO2. Lots of patchouli leaves harvested at different times of the year were used for extraction of its essential oil. The time of the year which it was obtained better yield is the winter. The chemical composition of the essential oil of patchouli was studied with the intention of knowing that process time the main compounds (patchoulol and a-bulnesene) are extracted. Samples of essential oil analyzed results provided sufficient to trace the profile of concentration of these compounds. Knowing the perfect time of collection of samples, can be possible to establish a method for the fractionation of patchouli essential oil.

A importância dos estudos sobre as espécies de Valeriana brasileiras tem sido estimulada para se obter quantidades viáveis de compostos fitoterápicos que possam ser economicamente explorados. Neste trabalho procedeu-se ao estudo da composição química de dos óleos voláteis obtidos por aparelho modificado de Clevenger de sete espécies de Valeriana (V. chamaedryfolia, V. eichleriana, V. eupatoria, V. glechomifolia, V. salicariifolia, V. scandens e V. tajuvensis.) usando-se a Cromatografia Gasosa (com detectores de ionização por chama e espectrometria de massas) aliada ao uso de padrões e dos Índices de Retenção de Kovatz. Foram identificados 243 compostos. Três espécies de Valeriana tiveram mais de 92 % dos compostos identificados e duas outras espécies, 86 %. Os resultados foram comparados com os dados apresentados para V. officinalis L. Foi estabelecida a separação em dois grupos pela correlação do conjunto de variáveis multivariadas e a análise de componentes principais (PCA) selecionou os compostos que contribuíram significativamente para o agrupamento ou dispersão de espécies Valeriana. Também foram realizadas extrações com fluido supercrítico (SFE) para a espécie V. tajuvensis, usando dois solventes extratores (CO2 e propano). O rendimento percentual obtido na SFE foi superior ao do hidrodestilado (cleavenger). Houve a detecção de compostos ainda não relatados para a espécie, como a vitamina E, o g-tocoferol, esqualeno e estigmasterol. A partir do levantamento estatístico das espécies de maior similaridade química, foram estabelecidos estudos relacionados à extração por maceração (EMAC), extração por Sohxlet (ESOX), extração por ultra-som (USE) e a extração acelerada por solventes (ASE) empregando a mistura solvente etanol:água (70:30 - v/v) para três espécies (V. chamaedryfolia, V. glechomifolia e V. tajuvensis) tendo o ultra-som apresentado melhores resultados, evidenciando a presença de 49 diferentes compostos entre eles polissacarídeos, aminoácidos, monoterpenos, sesquiterpenos, catequina, cumarina, flavona, valepotriato e amidas. A Cromatografia Gasosa foi a ferramenta fundamental na análise de óleos e extratos. / The importance of studies on the species of Brazilian Valeriana has been encouraged to obtain viable quantities of phytotherapic compounds that can be economically exploited. This work was carried out to study the chemical composition of volatile oils obtained by the modified Clevenger apparatus of seven species of Valeriana (V. chamaedryfolia, V. eichleriana, V. eupatoria, V. glechomifolia, V. salicariifolia, V. scandens and V. tajuvensis) using the gas chromatography (with flame ionization and mass spectrometry detection) coupled with the use of standards and Kovatz Retention Indices. We identified 243 compounds. Three species of Valeriana had more than 92 % of the identified compounds and two other species, 86 %. The results were compared with data presented for V. officinalis L. Statistically, it was possible to separate them into two groups by correlating the set of variables and multivariate principal component analysis (PCA) selecting the compounds that contributed significantly to the clustering or dispersion of Valeriana species. It was also performed the supercritical fluid extraction (SFE) of the V. tajuvensis using two solvent extractors (CO2 and propane). The yield obtained in SFE was higher than those obtained by hydro-distillation (cleavenger). In these extracts it was achieved some compounds that were not yet reported, such as vitamin E, a -tocopherol, squalene and stigmasterol. From the statistical evaluation of the chemical species, it was established studies on the extraction by maceration (EMAC), Sohxlet (ESOX), ultrasonic (USE) and accelerated solvent (ASE) using a mixture of solvents (ethanol:water - 70:30 v/v) for three species (V. chamaedryfolia, V. glechomifolia and V. tajuvensis). The ultrasound extraction presented better results, showing the presence of 49 different compounds including polysaccharides, amino acids, monoterpenes, sesquiterpenes, catechines, coumarines, flavones, valepotriates and amides. The gas chromatography was the key tool in the analysis of these oils and extracts.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A busca por novas alternativas para um uso mais sustentável nos cultivos agrícolas é de fundamental importância para uma produtividade economicamente viável e ecologicamente aceitável. Na agricultura atual o uso de inseticidas e imprescindível, não existe cultivo sem aplicação de um bom controle de pragas. No esforço de controlar os insetos, o uso de inseticidas representa gastos da ordem de bilhões de dólares. Os produtos mais utilizados para essa finalidade são os fosforados, piretróides e os organoclorados. Esses inseticidas químicos deixam resíduos, contaminam solos, rios e os alimentos. Como são de amplo espectro, matam todas as classes de insetos que provocam desequilíbrios ambientais. Além disso, o seu uso frequente causa resistência nos insetos, o que demanda constante de aplicações e em maiores quantidades. A necessidade de outros métodos mais eficientes e menos agressivos ao homem e ao ambiente tem estimulado a busca por novos inseticidas. Na natureza várias plantas apresentam compostos com ação inseticida e, na maioria das vezes, esses extratos botânicos têm um efeito tóxico somente contra o inseto. Uma dessas substâncias com ação tóxica sobre animais de sangue frio é a rotenona. Essa molécula chegou a ser muito utilizada como inseticida até a Segunda Guerra Mundial, quando substituída pelos inseticidas DDT, HCH e, mais tarde, pelos organofosforados. Ela faz parte de um grupo importante de metabólicos secundários provenientes dos isoflavónoides. São muitas as técnicas de extração desta biomolécula, mas elas são pouco estudadas em escala industrial. A necessidade de alternativas para o controle das pragas na agricultura aliada às técnicas sustentáveis que não agridam o meio ambiente e nem causem mal ao homem é de fundamental importância para o crescimento do setor. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a obtenção de rotenona em escala industrial. O método de extração estudado foi de extração supercrítica com CO2 como solvente e etanol como cossolvente. Para determinação de qual espécie apresenta melhor rendimento de rotenona estudou-se duas espécies vegetais: Derris elliptica e Tephrosia candida. Foram realizados experimentos em escalas laboratoriais com testes exploratórios para a definição dos parâmetros utilizados na escala industrial. Os experimentos em escala industrial realizaram-se nas condições que apresentaram o melhor resultado na escala-piloto e com espécie vegetal com melhor rendimento de extrato de rotenona. Os resultados indicam que a espécie vegetal Derris elliptica apresentou maior rendimento em percentagem extrato (g/g). Na escala laboratorial obteve-se esse resultado com uma pressão de trabalho de 100 bar e 60 ?C com etanol 92,8?GL m em extratores de 30 litros.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-10T03:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335957.pdf: 2959312 bytes, checksum: 1ade5b579bae7da0daaab238dad2e8ab (MD5) Previous issue date: 2015 / Os carotenoides pigmentados podem ser produzidos por ampla variedade de bactérias, leveduras, fungos filamentosos, plantas e algas. Além de produzirem pigmentos que conferem cor, variando em tons amarelados, laranja e vermelho, os carotenoides são antioxidantes naturais e representam um grupo de moléculas valiosas para aplicações na indústria farmacêutica, química, de alimentos e rações. Os carotenoides sintetizados por Sporobolomyces ruberrimus são intracelulares e a rigidez da parede celular da levedura limita a extratibilidade desses compostos, necessitando a aplicação de métodos de extração para recuperação desses pigmentos. Este trabalho teve como objetivo estudar a cinética de produção de carotenoides em cultivo submerso de Sporobolomyces ruberrimus, buscando potencializar a biossíntese de torularrodina por meio de estresse oxidativo e investigar metodologias de extração de pigmentos empregando técnicas: mecânica, química e em alta pressão. Três concentrações de oxigênio dissolvido (20, 50, 80 %) foram empregadas no cultivo descontínuo de Sporobolomyces ruberrimus em biorreator, durante 72 h. Técnicas de ruptura celular e extração de carotenoides utilizando vórtex, ultrassom e agentes de lise: químico (dimetilsulfóxido) e mecânico (pérola de vidro) foram utilizadas para definir a técnica de quantificação de pigmentos em escala laboratorial. A morfologia celular foi verificada por microscopia eletrônica de varredura, após a aplicação de técnicas de ruptura da parede celular. Após 72 h de fermentação, a biomassa foi concentrada e liofilizada e utilizada como amostra para a extração supercrítica, técnica recentemente aplicada à extração de pigmentos. Os resultados demonstraram que a melhor condição para a biossíntese de torularrodina (11,948 mg.L-1) ocorreu no tratamento com concentração de 50 % de oxigênio dissolvido, com concentração de biomassa de 13,126 g.L-1, velocidade específica máxima de crescimento de 0,123 h-1, produção de carotenoides totais de 30,607 mg.L-1 (2,332 mg.g-1 de célula) e produtividade de metabólitos de 0,417 mg.L-1.h-1. A melhor técnica para extrair os pigmentos foi a de abrasão mecânica empregando pérola de vidro com agitação em vórtex. O uso da extração supercrítica utilizando células liofilizadas pré-tratadas por maceração com nitrogênio líquido e o uso de etanol como co-solvente demonstrou ser o melhor tratamento em termos de rendimento (3,11 %) e carotenoides totais extraídos (0,029 mg de carotenoides totais.g-1 de célula seca).<br> / Abstract : The pigmented carotenoids can be produced by a wide variety of bacteria, yeast, filamentous fungi, plants, and algae. In addition to producing pigments which color, ranging from yellow, orange and red tones, the carotenoids are natural antioxidants and represent a group of valuable molecules for applications in the pharmaceutical, chemical, food and feeding industries. Carotenoids are synthesized by Sporobolomyces ruberrimus in the intracellular environment and cell wall rigidity limits the extractability of such compounds, making the application of methods for recovery of these pigments necessary. The objective of this study was to study the carotenoid production kinetics in growing Sporobolomyces ruberrimus, seeking to enhance torularhodin biosynthesis by oxidative stress and investigate pigment extraction methods employing techniques, such as: mechanical, chemical and high pressure. Three concentrations of dissolved oxygen (20%, 50%, 80%) were used in submerged batch cultivation of S. ruberrimus, in bioreactor, at 72 h. Chemical (dimethyl sulfoxide) and mechanical (glass bead) techniques for cell disruption and extraction of carotenoids using a vortex, ultrasound and lysing agents were used to validate a pigment quantification technique at the laboratory scale. The cell morphology was observed by scanning electron microscopy, after applying the cell wall disruption techniques. After 72 h of fermentation, the biomass was concentrated and lyophilized and used as a sample for the supercritical extraction, this technique has been recently applied to the extraction of pigments. Results showed that the best condition for torularhodin biosynthesis (11.948 mg.L-1) was 50% of dissolved oxygen, with Xmax 13.126 g.L-1, µmax of 0.123 h-1, maximum production of carotenoids total of 30.607 g.L-1 (2,332 mg total carotenoids.g-1 cell) and productivity of metabolites of 0,417 mg.L-1.h-1. The best technique to extract the pigment was the mechanical abrasion using glass bead with vortexing. The use of supercritical extraction using lyophilized cells pretreated by soaking with liquid nitrogen and the use of ethanol as co-solvent proved to be the best treatment in terms of yield (3,11%) and extracted carotenoids (0,029 mg total carotenoids.g-1 of dry cell).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:20:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345668.pdf: 3466947 bytes, checksum: 8f8acf54e8d086bb86ac5ce18eb535fa (MD5) Previous issue date: 2016 / A relevância etnofarmacológica de Piper nigrum L. (Piperaceae) (pimenta preta) se revela nas preparações herbais da medicina tradicional usadas para tratamento inflamação, febre, asma e câncer. No Brasil, o conhecimento tradicional quilombola atribui à pimenta preta efeitos benéficos sobre a saúde incluindo redução de inflamação. Nesta pesquisa buscou-se validar tal uso tradicional através de estudos fitoquímicos e bioquímicos realizados após tratamentos com extrato etanólico (ET) e supercríticos (ESC) produzidos com pimenta preta (Piper nigrum L. cultivar Bragantina). Estes extratos foram considerados como melhor tecnologia disponível para extrair metabólitos secundários. O extrato etanólico (ET) foi obtido por maceração (72 h) com rendimento de 6,40 ± 0,03 %. Os extratos supercríticos foram produzidos com dióxido de carbono supercrítico mantido na pressão de 150 bar (ESC150); de 200 bar (ESC200 ou ESC200+EtOH com etanol como cossolvente; 7,5 %) ou de 300 bar (ESC300). Cromatografia de camada delgada revelou piperina, pepirilina e retrofractamida C nos extratos. Após a purificação das bandas foram confirmados fragmentos de massa destas alcamidas (Espectrometria de massas por eletronebulização). Análise por cromatografia líquida de alta eficiência mostrou que o extrato ESC200 teve maior conteúdo de piperina (60,3 ± 0,1 %) comparativamente ao ET (32,12 ± 0,11 %). Análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrômetro de massa revelou em ESC200 a presença de sesquiterpenos majoritários ß-cariofileno, a-humuleno e ß-copaeno. Enquanto que ET apresentou principalmente ß-cariofileno, a-copaeno e ß-bisaboleno. Todos extratos foram ativos in vitro contra células de tumor de mama (MCF-7; 24 ou 72 h), mas ESC200 foi mais citotóxico (1 ? 100 µg/ml; CE50=14,4 ± 3,3 µg/ml; 72 h), inibindo de maneira dose-dependente a proliferação clonogênica (MCF-7) após tratamento com ESC200 (20 ou 40 µg/ml; 24 h) causando maior diminuição da área das colônias. Houve considerável aumento na geração intracelular de EROS após tratamento com o extrato ET. Observou-se intercalação e danos oxidativos ao CT DNA causados por compostos presentes nos extratos. ESC200 (20 µg/ml) causou mais danos oxidativos comparativamente ao ET (p<0,001). O extrato ET (1000 e 2000 µg/ml) causou quebras duplas no DNA plasmidial. Na primeira parte do estudo realizado in vivo os camundongos (Balb/c; machos; n=12) foram inoculados com células do carcinoma ascítico de Ehrlic (TAE) e tratados por via i.p. com ET (100 mg/kg/dia; 9 dias). Este tratamento causou inibição do crescimento tumoral (60 %) com aumento de sobrevida (76 %) associados ao aumento de morte por apoptose destas células. ET (100 mg/kg/dia) determinou maior expressão de proteínas pró-apoptose Bax e p53 com diminuição da expressão de proteína anti-apoptose Bcl-xL. ET (100 mg/kg/dia) causou parada do ciclo celular em G1 das células de TAE devida à diminuição da expressão de ciclina A nestas células. Adicionalmente, o tratamento com ET (100 mg/kg/dia) estabeleceu condições pró-oxidantes nas células de TAE com maior atividade da CAT, da SOD e da glutationa redutase; com depleção de GSH e elevação dos níveis de peroxidação de lipídios e carbonilação proteica. Tal efeito antitumoral observado com o extrato ET (100 mg/kg/dia) sugere ser parcialmente decorrente do aumento da geração de EROs e condições pró-oxidantes citotóxicas estabelecidas nas células tumorais. Enquanto que na segunda etapa (Parte II) de estudos realizados in vivo os camundongos Balb/c (machos, n=16) foram tratados via i.p. com ET e ESC200 (10 ou 20 mg/kg/dia; 9 dias). Os melhores resultados foram obtidos com 10 mg/kg/dia para ESC (200 bar) com inibição no crescimento tumoral (76 %) e aumento da sobrevida (67 %) comparativamente aos tratamentos com ET (42 % de inibição tumoral e 56 % de sobrevida). Nos tratamentos com ET observou-se parada do ciclo das células de TAE na fase G1 enquanto houve parada do ciclo na fase G2/M para as células de TAE coletadas dos animais tratados com ESC (200 bar). Houve aumento de apoptose das células de TAE que foi significativamente maior nas células de TAE dos animais tratados com ESC (200 bar). Assim, a extração supercrítica realizada para produzir o extrato ESC (200 bar; 40 oC, 240 min) pode ser considerada como melhor tecnologia apropriada para a obtenção de piperina, alcamidas e terpenóides. Ademais, o sinergismo entre estes compostos provavelmente promoveu as atividades antiproliferativa e antitumoral observadas in vitro e in vivo.<br> / Abstract : Ethnopharmacological relevance of Piper nigrum L. (Piperaceae) could be revealed through herbal formulations used to inflammation, fever, asthma and cancer. Brazilian quilombola traditional knowledge links black pepper with health recovery and inflammation reduction. The aim of the current work was to validate such traditional uses through phytochemical and biochemical studies after treatments done with ethanolic extract (ET) and supercritical extracts (SFE). Extracts were produced with black pepper (Piper nigrum L. cultivar Bragantina). Both were the best available postharvest technology to extract secondary metabolites. ET (ethanolic maceration; 72 h) had highest yield (6.40 ± 0.03 %). Supercritical carbon dioxide delivered at same temperature (40 oC) and at increased pressure allowed to produce extracts at 150 bar (SFE150); at 200 bar (SFE200 or SFE200+EtOH done with ethanol as co-enhancer; 7.5 %) and 300 bar (SFE300). Thin layer chromatography (TLC) showed piperine, piperyline and retrofractamide C in the extracts. Further purification of TLC bands allowed confirming alkamide key mass spectra fragments (Electro Spray Ionization Mass Spectrometry). HPLC analysis showed SFE200 higher content of piperine (60.3 ± 0.1 %) comparatively to ET (32.12 ± 0.11 %). SFE200 GC/MS analysis showed sesquiterpenes caryophyllene, alpha-humulene and ß-copaene. While ET had caryophyllene and germacrene D. All extracts were cytotoxic against breast cancer cells (MCF-7; 24 or 72 h), but SFE200 was more cytotoxic (1 ? 1000 µg/ml; EC50=14.4 ± 3.3; 72 h), and inhibited dose-dependently MCF-7 cells clonogenic proliferation with area reduction (SFE200; 20 or 40 µg/ml, 24 h) (p<0.001). All treatments enhanced considerably intracellular ROS generation. Extracts compounds were capable to intercalate and cause CT DNA oxidative damage. SFE200 mainly at 20 µg/ml caused significant CT DNA oxidative damage comparatively to ET (p<0.001). Treatment (24 h) with higher ET concentrations (1000 and 2000 µg/ml) caused plasmid DNA fragmentation with double strand brakes. First part of this thesis (Part I) showed in vivo studies done with Balb mice (male, n=12) bearing Ehrlich ascites carcinoma cells (EAC) treated intraperitoneally with ET (100 mg/kg/day; 9 days). ET induced inhibition of tumor growth (60 %) and improved mice survival (76 %). Also increased apoptotic EAC cells correlated with increased expression of Bax and p53 and decreased of anti-apoptotic Bcl-xL. Additionally, ET (100 mg/kg/day) caused EAC cells cycle arrest at GI with reduction in S related to decreased expression cyclin A. EAC cells oxidative stress status was increased by treatment (ET, 100 mg/kg/day) augmenting the activity of catalase, superoxide dismutase and glutathione reductase, followed by GSH depletion and increased levels of lipoperoxidation and protein carbonylation. These findings suggests ET (100 mg/kg/day) antitumor activity could be partially due to increased ROS generation and cytotoxic pro-oxidant conditions in tumor cells. Comparative in vivo studies done at Part II showed mice (Balb/c; male; n=16) treated intraperitoneally with ET or SFE (200 bar) at 10 or 20 mg/kg/day (9 days). Mice treatment with ET or ESC 200 bar (10 mg/kg/day) caused EAC cells growth inhibition (40 and 76 %, respectively) and increased mice survivor time by 56 e 67 %, respectively. EAC cells cycle was arrested at G1 for treatment with ET and at G2/M for ESC (200 bar). Both treatments increased EAC cells death through apoptosis but ESC (200 bar) was more significant (p<0.001). ESC (200 bar; 40 oC; 240 min) was the best available technology to the extraction of alkamides and terpenoids. Moreover, synergism between extracted phytocompounds probably promoted antiproliferative and anti-tumor activities observed in vitro and in vivo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348729.pdf: 1697745 bytes, checksum: eb2ac483003627c7079c28a34e77246a (MD5) Previous issue date: 2017 / A crescente demanda por compostos naturais e estudo da atividade biológica desses compostos tem impulsionado pesquisas na área de extração, e a extração supercrítica (SFE) tem se mostrado uma alternativa viável e promissora em relação aos processos de extração com uso de solventes e altas temperaturas. A extração supercrítica com suas vantagens de não-inflamabilidade, extratos sem resíduos de solventes e temperaturas baixas de extração vem se firmando como uma tecnologia limpa e com isso tem conquistado o interesse de diferentes indústrias. Devido às características da SFE, que permitem a obtenção de produtos puros, sem resíduos químicos, esta técnica de extração vem sendo muito utilizada para obtenção de compostos com alto grau de pureza, utilizados para estudos e aplicações de suas atividades biológicas. Sendo que nesta área os compostos fenólicos e antocianinas se destacam por apresentar atividade anticarcinogênica, podem atuar na inibição de enzimas oxidativas e inflamatórias demostrando ação antialergênica, antiviral, bactericida, fungicida e anti-hemorrágica. O presente trabalho tem como objetivo estudar o processo de extração de compostos fenólicos de cascas de jabuticaba com CO2 supercrítico. As extrações foram realizadas variando a pressão de 100 a 300 bar e a temperatura de 35 a 55º C. Também foi avaliado o uso de etanol 95% como cossolvente na SFE em 100 bar e 55º C. Após a extração foram avaliados o efeito da temperatura e pressão no teor de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante. O melhor rendimento da SFE sem cossolvente foi 0,48% nas condições de 300 bar e 55º C, enquanto com o uso de cossolvente a 100 bar e 55º C o rendimento foi de 4,52 %. Os melhores resultados para conteúdo de fenólicos totais e atividade antioxidante foram percebidos a 100 bar tanto nas temperaturas de 35 e 55º C. Com o uso de cossolvente houve uma maior extração de compostos fenólicos e consequentemente, maior atividade antioxidante. Os resultados obtidos indicam que as melhores condições de extração supercrítica de antocianinas de casca de jabuticaba são 100 bar e temperaturas de 35 e 55º C. / Abstract : The increasing demand for natural compounds and study of the biological activity of these compounds has been driving research in the extraction area, and supercritical extraction (SFE) has been shown to be a viable and promising alternative to solvent extraction and high temperature extraction. Supercritical extraction with its advantages of non-flammability, extracts without solvent residues and low temperatures of extraction has been established as a clean technology and with this has conquered the interest of different industries. Due to the characteristics of SFE, which allow the production of pure products without chemical residues, this extraction technique has been widely used to obtain compounds with a high degree of purity, used for studies and applications of their biological activities. In this area, the phenolic compounds and anthocyanins are distinguished by their anticarcinogenic activity. They can act in the inhibition of oxidative and inflammatory enzymes, demonstrating antiallergenic, antiviral, bactericidal, fungicidal and anti-hemorrhagic action. The present work aims to study the process of extracting phenolic compounds from jaboticaba shells with supercritical CO2. The extractions were carried out varying the pressure from 100 to 300 bar and the temperature from 35 to 55º C. It was also evaluated the use of 95% ethanol as a cosolvent in SFE at 100 bar and 55º C. After the extraction, the effect of temperature and pressure on total phenolic compounds and antioxidant activity were evaluated. The best yield of SFE without cosolvent was 0.48% under the conditions of 300 bar and 55º C, while with the use of cosolvent at 100 bar and 55º C the yield was of 4.52%. The best results for total phenolic content and antioxidant activity were observed at 100 bar at both temperatures of 35 and 55º C. With the use of cosolvents there was a greater extraction of phenolic compounds and consequently, greater antioxidant activity. The results indicate that the best supercritical extraction conditions of jabuticaba bark anthocyanins are 100 bar and temperatures of 35 and 55º C.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331658.pdf: 1305612 bytes, checksum: 4ed507183871218ee65cd1b47c8fcb06 (MD5) Previous issue date: 2014 / A chia (Salvia hispanica) é uma planta cultivada nas Américas do Sul e Central, cuja semente é fonte de antioxidantes naturais e ácidos graxos essenciais. O presente estudo avaliou a obtenção de extratos de torta de chia, subproduto proveniente da extração do óleo de chia. Foram aplicadas as técnicas a baixa pressão como extração em Soxhlet (SOX), ultrassom (US) e maceração (MAC) utilizando etanol (EtOH), hexano (Hex) e acetato de etila (EtOAc) como solventes, a fim de comparar com o processo de extração supercrítica (ESC). As operações de ESC foram realizadas com pressões de 150 bar a 300 bar e temperaturas de 40 °C e 50 °C empregando o CO2 como solvente. Também foi realizada a aplicação de EtOH e EtOAc como cossolventes no processo de ESC em concentrações de 2,5 até 7,5 %. O processo de extração supercrítica sequencial (ESC-S) foi estudado, o qual possui duas etapas de extração, com uma despressurização rápida do sistema entre a primeira e a segunda etapa. A construção da curva cinética e modelagem matemática de processos de ESC e ESC-S foram executadas, além da estimativa de custos de manufatura da instalação de uma unidade industrial de ESC. Todos os extratos obtidos foram submetidos a análises de atividade antioxidante (método ABTS), teor de fenólicos totais (TFT), perfil de ácidos graxos e atividade antimicrobiana. Nas extrações a baixa pressão, os maiores rendimentos foram obtidos utilizando SOX com EtOH (15,4 ± 0,4 %). Nas ESC com CO2 puro, a pressão de 300 bar permitiu alcançar rendimentos de até 10,6 ± 0,2 %, na maior temperatura estudada. A utilização de cossolvente causou aumento no rendimento de extração (11,3 ± 0,1% utilizando EtOH a 7,5%). Os extratos obtidos em extrações a baixa pressão com EtOH e EtOAc obtiveram os melhores valores de TFT e atividade antioxidante. A utilização de cossolvente afetou positivamente os resultados de TFT e atividade antioxidante dos extratos de ESC. O perfil de ácidos graxos dos extratos confirmou altos teores de ácido linoleico e a-linolênico em todos os extratos testados. Extratos obtidos pelas diferentes técnicas mostraram atividade antimicrobiana contra B. cereus. A ESC-S com despressurização rápida teve efeito positivo com relação ao rendimento, onde foi atingido rendimento de 8,7 ± 0,2%, estatisticamente igual ao rendimento obtido em ESC na mesma condição, porém reduzindo o tempo de extração pela metade. A realização da segunda etapa de ESC-S utilizando EtOH 7,5% ocasionou um aumento no TFT dos extratos obtidos. O modelo que melhor se ajustou as curvas experimentais foi o modelo de Martínez et al. (2003). Segundo o modelo de Sovová (1994), para os processos de ESC e primeira etapa de ESC-S, o mecanismo de convecção foi mais representativo. Na segunda etapa de ESC-S o mecanismo de difusão também mostrou representatividade. A ESC-S quando realizada até a etapa de despressurização (ESC-Desp) mostrou ser um processo economicamente viável e lucrativo para aplicação em escala industrial, com valores de extrato competitivos com os valores de mercado, gerando extratos de alta qualidade em um menor tempo de processo.<br> / Abstract : Chia (Salvia hispanica) is a plant cultivated in South and Central America, whose the seed is a source of natural antioxidants and essential fatty acids. The present study evaluated the extracts attainment from chia seed cake, which is a byproduct from chia seed oil extraction process. It were applied low-pressure techniques, like Soxhlet extraction (SOX), ultrasound assisted extraction (US) and maceration (MAC) using ethanol (EtOH), hexane (Hex) and ethyl acetate (EtOAc) and as solvents with the objective of comparing with the high pressure process, performed by supercritical fluid extraction (SFE). SFE were performed at pressures from 150 to 300 bar and temperatures of 40 °C and 50 °C, using CO2 as solvent. It was also performed an application of EtOH and EtOAc as cosolvents on SFE process, using concentrations from 2.5 to 7.5%. A sequential supercritical fluid extraction (S-SFE) process was studied, wich includes two steps of extraction, with a fast depressurization of the system between the first and the second step of extraction. The kinetic extraction curves of SFE and S-SFE processes were built and mathematical models adjusted the experimental data. It were also performed an estimative of manufacturing costs from installing a supercritical fluid extraction industrial unit. All extracts was submitted to antioxidant analysis (ABTS method), total phenolics content (TPC), fatty acids profile and antimicrobial analysis. Among low-pressure extraction, the highest yield was achieved using SOX with EtOH (15.4 ± 0.4 %). Among the SFE assays using pure CO2, the pressure of 300 bar allowed to achieve yields up to 10.6 ± 0.2 %, in the highest tested temperature. The use of a cosolvent caused increase in yield (11.3 ± 0.1% using EtOH 7,5%). Extracts obtained by lowpressure techniques using EtOH and EtOAc showed the best values of TPC and antioxidant activity. The using of a cosolvent affected in a positive way the results of TPC and antioxidant activity of SFE extracts. The fatty acids profile of the extracts confirmed the high content of linoleic and a-linolenic acids in all tested extracts. Extracts obtained by different techniques showed antimicrobial activity against B. cereus. SSFE process with fast depressurization caused a positive effect in yield, achieving a yield of 8.7 ± 0.2%, statiscally equal to the yield obtained by SFE using the same condition, but reducing the extraction time by half. The performance of the S-SFE second step using EtOH 7.5% caused an increase in the TPC of the obtained extracts. Martínez et al (2003) was the model which best-adjusted experimental data. According to Sovová s model (1994), in S-SFE first step and SFE processes, the convection mechanism was more representative. In the S-SFE second step, the diffusion mechanism showed to be representative. S-SFE process, when realized until the depressurization step (SFE-Desp), showed to be an economically viable and profitable process on an industrial scale application, with values of extract competitive with market values, generating high quality extracts in a shorter process time.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329718.pdf: 3695393 bytes, checksum: 294952933ff1a99855d55c84205a1c81 (MD5) Previous issue date: 2013 / A utilização de fluido supercrítico para fracionamento e purificação de misturas complexas tem sido cada vez mais estudada e aplicada em diferentes matrizes durante as últimas décadas. Este processo apresenta uma tecnologia inovadora para a remoção seletiva de monoterpenos e a purificação ou enriquecimento de terpenos oxigenados bioativos. Estes compostos possuem um alto potencial na indústria farmacêutica, cosmética e de alimentos. A pimenta rosa (Schinus terebinthifolius raddi), membro da família Anacardiaceae e amplamente distribuída ao longo da costa do território brasileiro, possui várias ações terapêuticas, tais como: cicatrizante, antisséptica, antifúngica e antiinflamatória. Além destas, recentemente a pimenta rosa apresentou potencial citotóxico em linhagens de células cancerosas. Visando a aplicação de compostos bioativos de Schinus terebinthifolius raddi na área biomédica, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um protocolo para a obtenção e separação destes compostos a partir de extração com fluido supercrítico. Para isto, diferentes condições operacionais de extração foram avaliadas. Os resultados obtidos apresentaram a existência de duas frações com diferente composição química, quando 80 bar de pressão a 35°C foram utilizados. Esta condição de operação apresentou o melhor fracionamento dos extratos. Com a finalidade de otimizar a metodologia de separação utilizada, foi realizada uma avaliação do comportamento dos compostos químicos ao longo do processo de extração. A primeira fração obtida do extrato apresenta os seguintes compostos majoritários: alfa-felandreno, delta-3-carene e limoneno. Enquanto que a segunda, beta-Elemen-7 alfa-ol, Elemol e beta-elemene. Avaliação da atividade citotóxica das frações em linhagens de células leucêmicas (Leucemia mieloide crônica agudizada e Leucemia aguda linfoblástica) foi realizada. De acordo com os resultados obtidos observou-se que fração 1 obtida na condição operacional de 80 bar e 35°C apresenta alta atividade citotóxica, muito maior inclusive quando comparada à atividade do óleo essencial obtido pela técnica tradicional de hidrodestilação, enquanto que a fração 2 apresentou um estímulo para o crescimento das células cancerígenas.<br> / Abstract: The use of supercritical fluid fractionation and purification of complex mixtures has been increasingly studied and used in different matrices during the last decades. This process presents an innovative technology for the selective removal of monoterpenes and purification or enrichment of bioactive oxygenated terpenes. These compounds have a high potential in the pharmaceutical, cosmetic and food industry. The pink pepper (Schinus terebinthifolius raddi), member of the Anacardiaceae family and widely distributed along the coast of Brazil, has several therapeutic actions, such as healing, antiseptic , antifungal and anti - inflammatory. Apart from these recently introduced pink pepper cytotoxic potential in cancer cell lines. Aiming at the application of bioactive compounds Schinus terebinthifolius raddi in the biomedical field, this study aimed to develop a protocol for the collection and separation of these compounds from supercritical fluid extraction. For this, different operating conditions for extraction were evaluated. The results obtained showed the presence of two fractions with different chemical composition, when 80 bar pressure at 35° C were used. This operating condition showed the best fractionation of the extracts. In order to optimize the fractionation methodology used, an assessment of the behavior of chemicals throughout the extraction process compounds was performed. The first fraction obtained from the extract has the following major compounds: alpha- phellandrene , delta- 3 - carene and limonene. While the second ele- beta- ol - 7 alpha, and beta- elemeneelemol. Evaluation of the cytotoxic activity of fractions in leukemic cell lines (acute on chronic myeloid leukemia and acute lymphoblastic leukemia) was performed. The results showed that fraction 1 obtained from the operating condition 80 bar and 35°C has high cytotoxic activity even much greater when compared to the essential oil obtained by the traditional technique of hydrodistillation activity, whereas fraction 2 presented a stimulus for the growth of cancer cells.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334762.pdf: 3997257 bytes, checksum: 8566cb654e38acc306bdb876127e3d87 (MD5) Previous issue date: 2015 / Nas áreas irrigadas do semiárido nordestino existe um grande potencial de produção de manga devido às condições climáticas favoráveis da região. O processo de industrialização da manga gera grande volume de resíduos que, sem um destino adequado, pode provocar potenciais problemas ambientais. Dentre os resíduos da manga destaca-se a casca. Assim, o objetivo deste trabalho foi o aproveitamento da casca de manga da variedade Tommy Atkins para a obtenção de extratos de alto valor agregado mediante o emprego de diferentes técnicas. As técnicas de extração estudadas foram Soxhlet, maceração e extração assistida por ultrassom utilizando os solventes etanol, hexano e acetato de etila. Estas técnicas foram comparadas com a extração supercrítica (ESC) aplicada em diferentes condições de pressão (100, 200 e 300 bar) e temperatura (40, 50 e 60°C) empregando o dióxido de carbono (CO2) como solvente. O etanol foi utilizado como cossolvente na ESC em proporções de 2,5, 5,0 e 7,5% na condição de 300 bar e 50°C. A qualidade dos extratos foi avaliada em termos de teor de fenólicos totais (TFT) pelo método de Folin-Ciocalteau e atividade antioxidante (AA) determinada pelos métodos do radical ABTS (cátion 2,2´-azinobis (3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico)) do radical DPPH (2,2-difenil-1-picrilidrazina) e do sistema ß-caroteno/ácido linoléico. O extrato obtido pelo método Soxhlet empregando etanol proporcionou os melhores valores de AA pelo método DPPH (37,1 ± 0,7% e 67 ± 1 µg/mL), enquanto que o extrato da maceração com etanol resultou em maior TFT (63 ± 2 mg EAG/g) e maior AA pelo método ABTS (1287 ± 3 µMTEAC/g). Na ESC os maiores rendimentos foram obtidos a 300 bar e 50 °C alcançando 3,8 ± 0,7% para o solvente CO2 e 4,0 ± 0,1% utilizando CO2 + 5,0% etanol como cossolvente. O maior valor de AA pelo sistema ß-caroteno/ácido linoléico (136 ± 6%) foi obtido para o extrato da ESC a 100 bar e 50 °C. Os compostos fenólicos dos extratos da casca de manga foram quantificados e identificados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), que detectou a presença de flavanóis principalmente de rutina. Adicionalmente também foram avaliados os parâmetros cinéticos do processo ESC, o que auxiliou no projeto e construção de uma coluna de extração supercrítica focando nos aspectos de ampliação de escala e de segurança operacional de acordo com a Norma Regulamentadora e código ASME de fabricação de vaso de pressão.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-31T14:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345555.pdf: 2488969 bytes, checksum: 7d79a1c823ced49405a1846b58e6ea27 (MD5) Previous issue date: 2016 / O óleo essencial de patchouli é um insumo amplamente utilizado na indústria de cosméticos e perfumaria, possuindo papel importante na definição de alguns perfis olfativos utilizados em perfumes de marcas renomadas no comércio internacional. A extração de óleos essenciais, no contexto da produção de perfumes, é realizada, na sua grande maioria, por arraste a vapor. No caso do patchouli, com essa técnica, o rendimento da extração em óleo atinge em média 1,5 a 3% em massa, sendo que alguns fatores podem interferir nesse rendimento. Parâmetros de cultivo e armazenamento podem interferir na quantidade e qualidade do óleo produzido. Uma possibilidade para aumentar o rendimento em massa de óleo, é conseguir extrair todo o óleo presente na folha da planta. Uma das possibilidades é submeter as folhas a um processo de fermentação. A ação de microrganismo adequado, capaz de destruir as estruturas celulares das folhas, nas quais o óleo fica armazenado, permitirá uma ação mais efetiva do calor sobre o óleo, fazendo com que ocorra o arraste pelo vapor de forma mais eficaz. Se, associado à fermentação das folhas, for utilizada a capacidade do CO2 em estado supercrítico de solvatação do óleo dentro das estruturas porosas das folhas, pode-se obter rendimento em massa superior ao obtido nos processos convencionais. Neste trabalho, testou-se a utilização de duas cepas diferentes do microrganismo Aspergillus niger no processo de fermentação das folhas, e obteve-se o extrato de patchouli utilizando um processo com CO2 a 32°C e pressão de 100 bar por 60 minutos. Foram utilizados testes em triplicata, com granulometria de 1,19 a 2,00 mm, variando-se o tempo de duração do processo de fermentação das folhas de 4 a 20 dias. Os resultados experimentais mostraram que com o microrganismo Aspergillus niger nativo (Tratamento 1), com fermentação de quatro dias, obteve-se um rendimento em extrato de 8,05%, o que equivale a um aumento de produção de 42,98%, comparando-se com o mesmo processo de extração com CO2 supercrítico utilizando-se folhas não fermentadas. Se comparar com o rendimento por arraste a vapor de folhas não fermentadas, o aumento de eficiência é de 270%. A qualidade do óleo obtido foi verificada pelo teor de patchoulol. Na condição de maior rendimento, o teor de patchoulol foi de 38,16%, valor acima dos padrões exigidos pelo mercado desse óleo.<br> / Abstract : Patchouli essential oil is an ingredient widely used in the cosmetics and perfumery industry and playing an important role in the definition of some olfactory profiles used in perfumes of important brands in international trade. The extraction of essential oils, in the context of the production of perfumes, is carried out, for the most part, by steam distillation. In the case of patchouli, with this technique, the yield of oil extraction reaches on average 1.5 to 3% of mass, and some factors may interfere with this yield. Culture and storage parameters can interfere with the quantity and quality of the oil produced. One possibility to increase the yield by mass of oil is to be able to extract all the oil present in the plant leaf. One possibility is to subject the leaves to a fermentation process. The proper microorganism action, capable of destroying the cellular structures of the leaves in which the oil is stored, will allow a more effective action of the heat on the oil, causing the drag by the steam to take place more efficiently. If the supercritical CO2 capacity of the oil to get into the porous structures of the leaves be used in combination with leaf fermentation, a higher yield can be obtained than that in comparison with conventional processes. In this work, the use of two different strains of the Aspergillus niger microorganism was tested in the leaf fermentation process, and the patchouli extract was extracted using a CO2 process at a temperature of 32°C and a pressure of 100 bar for 60 minutes. Triplicate tests with granulometry of 1.19 to 2.00 mm were used, varying the duration of the fermentation process of leaves from 4 to 20 days. The experimental results showed that with native Aspergillus niger (Treatment 1), with a four-day fermentation, an extract yield of 8.05% was obtained, which is equivalent to an increase in yield of 42.98%, comparing the same extraction process with supercritical CO2 using unfermented leaves. If compared to the steam distillation, the efficiency increase is 270%. The quality of the oil obtained was verified by the patchoulol content. In the best yield condition, the patchoulol content was 38.16%, a value above the standards demanded by the oil market.