Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-12T16:36:39Z No. of bitstreams: 1 EZENILDO EMANUEL DA SILVA - TESE PPGEP 2012..pdf: 30485368 bytes, checksum: 31916cc22870963431b5d12069422e9a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-12T16:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EZENILDO EMANUEL DA SILVA - TESE PPGEP 2012..pdf: 30485368 bytes, checksum: 31916cc22870963431b5d12069422e9a (MD5) Previous issue date: 2012-06 / Atualmente, as pesquisas sobre os biocombustíveis de 2a geração, neste caso o etanol celulósico proveniente da biomassa tem-se apontado como o foco de diversas pesquisas no Brasil e no mundo. O etanol celulósico, normalmente, é produzido pela fermentação dos açúcares fermentecíveis obtidos por meio do processo de hidrólise ácida ou enzimática de materiais lignocelulósicos. Como matéria-prima para este processo químico, diversas biomassas encontram-se disponíveis, contudo, faz-se necessário a utilização de culturas que apresentem elevado teor de celulose, tenham baixo custo e que possam ser convertidos em açúcares fermentescíveis para posterior fermentação alcoólica. A utilização do bagaço do pedúnculo de caju para a produção de bioetanol visa o aproveitamento de uma cultura regional que apresenta cerca de 85% de desperdício. Devido a estrutura complexa desse material faz-se necessário submetê-lo à pré-tratamentos físicos e/ou químicos antes do processo de hidrólise para produção de etanol. O pré-tratamento visa à remoção da lignina e da hemicelulose, reduzindo a cristalinidade da celulose e aumentando a porosidade dos materiais para facilitar o processo de hidrólise, que pode gerar compostos tóxicos para o processo de fermentação alccolica, como furfural, hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético. Objetivou-se com este trabalho estudar a pré-hidrólise e hidrólise ácida da matéria-prima lignocelulósica bagaço do pedúnculo do caju {Anarcadium occidentale L.), remoção dos compostos tóxicos do licor hidrolisado usando a lignina residual como adsorvente, fermentação alcoólica dos licores para a produção de bioetanol de 2a geração com dois tipos de leveduras e estimativa da produção desse álcool a partir da matéria-prima em estudo. O bagaço de caju, com base na sua caracterização química e físico-química apresentou-se como uma fonte promissora de celulose, para a hidrólise ácida, visando a obtenção de bioetanol. No processo de pré-hidrólise, os resultados obtidos sugerem que as melhores concentrações de glicose, xilose e arabinose, são obtidos a 120 °C, concentração de ácido de 5% e razão mássica de bagaço de 1:6, sendo este processo eficaz na remoção da hemicelulose principalmente na extração da arabinose, e a temperatura a variável de maior influência na extração dessas pentoses. Para a hidrólise ácida o experimento realizado com as condições: temperatura de 200 °C, concentração de ácido igual a 6% e razão de 1:6, apresentou a combinação da maior concentração de açúcares com a mínima concentração de compostos tóxicos. Para o estudo de adsorção (destoxificação) dos congêneres furfural, hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético pela lignina residual do processo de hidrólise, teve o pH como a variável de maior influência visando a remoção desses compostos no licor. O estudo da fermentação alcoólica dos licores hidrolisados com os dois tipos de leveduras, apresentou-se a linhagem de Saccharomyces cerevisiae comercial com maior eficiência fermentativa em qualquer dos processos fermentativos estudados (3 tratamentos). O rendimento e a eficiência do processo de obtenção de etanol celulósico a partir do processamento do bagaço do pedúnculo do caju, o máximos obtido foi respectivamente de 0,445 g de etanol/g de bagaço e 87,\% para o licor hidrolisado com a adição do suco de caju. / At present, researches about the second generation biofuels; in this case, the cellulosic ethanol extracted from biomass, has been appointed as the focus of several studies in Brazil and all over the world. The cellulosic ethanol is generally produced by fermentation of fermentable sugars that are obtained using the process of acid or enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials. As raw material for this chemical process, several biomass are available, however, it is necessary to use cultures that have high cellulose content, low cost and it could be converted into fermentable sugars. The use of the cashew bagasse for the production of bioethanol allows the use of a regional culture that has about 85% of waste. Due to the complex structure of this material, it is necessary to submit it to the pre-treatment physical and/or chemicals before the process of hydrolysis for ethanol production. Pre-treatment, usually, is used to remove the lignin and hemicellulose, reduce cellulose crystallinity and increase the porosity of the materials. The objective of this work was to study the pre-hydrolysis and acid hydrolysis of lignocellulosic raw cashew bagasse peduncle (Anarcadium occidentale L.), removal of toxic compounds from the liquor hydrolyzate using the residual lignin as adsorbent, alcoholic fermentation of liquors for the production of second generation bioethanol with two types of yeast and alcohol production estimate this from the raw material under study. The cashew bagasse, based on their chemical characterization and physical chemistry, presented himself as a promising source of cellulose to hydrolysis, in order to produce bioethanol. In the process of pre-hydrolysis, the results obtained suggest that the best concentrations of glucose, xylose and arabinose, are obtained at 120 ° C, acid concentration of 5% and a weight ratio of 1:6 bagasse, this process was effective in the removal of hemicellulose mainly in the extraction of arabinose and the temperature was variable of bigger influence in the extraction of pentose. For the acid hydrolysis done with the following hydrolysis conditions: temperature 200 °C, acid concentration equal to 6% and ratio of 1:6 has the combination of the highest concentration of sugars with a minimum concentration of toxic compounds. In the study by adsorption (detoxification) congeners of furfural, and hydroxymethylfirrfural (HMF) and acetic acid by the residual lignin in the hydrolysis process, it had the pH as the variable of major influence in order to remove the compounds in the liquor. The kinetics study of the alcoholic fermentation of the hydrolyzed liquor to the two types of yeast, the strain of Saccharomyces cerevisiae trade was efficient fermentation than in any of the fermentations studied (three treatments). The yield and efficiency of production of ethanol from cellulosic pulp of processing stalk cashew maximum dry were respectively 0.445 g ethanol/g of pulp and liquor to 87.1% hydrolyzed with the addition of cashew apple juice.

Os compostos fenólicos são substâncias amplamente distribuídas no reino vegetal, em particular nas frutas e em outros vegetais. Estes compostos, destacando-se flavonoides e os ácidos fenólicos, devido à estrutura molecular, podem apresentar a capacidade de inibir processos oxidativos. Além do mais, estão relacionados com a redução de risco de doenças crônicas não transmissíveis tais como: cardiovasculares, câncer, aterosclerose, entre outras. Considerando a elevada produção de caju em território brasileiro e a possibilidade da existência de compostos com potencial antioxidante no pedúnculo de caju , este trabalho teve por objetivo avaliar quantitativa e qualitativamente os compostos fenólicos, particularmente os ácidos fenólicos, e identificar a participação destes em processos metabólicos do organismo animal. Foram caracterizados quimicamente três clones distintos de pedúnculos de caju (CCP-76, CCP-09, BRS-189 e CCP-76 tratado) e na análise química, apresentaram um elevado teor de ácidos graxos monoinsaturados, predominando o ácido oléico, e de fenólicos totais. Os ácidos fenólicos identificados foram: gálico, protocatecuíco, p-cumárico, ferúlico, caféico e salicílico. Foram obtidos extratos aquoso (EAq) e alcoólico (EAlc) e frações de ácidos fenólicos a partir dos pedúnculos e, avaliados em sistemas modelo β-caroteno/ácidolinoléico e em Rancimat. As frações de ácidos fenólicos exibiram expressiva atividade antioxidante no primeiro sistema e os extratos, no segundo, demonstraram fatores de proteção superior ao antioxidante sintético BHT. Pôde-se também verificar a capacidade antioxidante dos extratos e frações do clone CCP-76 no sistema de varredura do radical DPPH. Em ensaio experimental com ratos, em condição normal, foi administrado EAq (80 e 240 mg/kg, v.o.) ou fração de ácidos fenólicos livres (40 e 120 mg/kg, v.o.) obtidos do pedúnculo de caju CCP-76. Neste estudo, não se observou potencialização de todos os antioxidantes enzimáticos (superóxido dismutase, catalase e glutationas peroxidase e redutase), contudo pôde-se verificar a redução dos níveis de lipoperoxidação no tecido cerebral dando indícios de aumento do estado antioxidante nos animais. Também foi avaliado o potencial antioxidante do EAq e da fração de ácidos fenólicos livres sobre o dano hepático em ratos tratados com tetracloreto (CCl4) de carbono. A administração deste teve seu efeito corroborado pela avaliação dos parâmetros bioquímicos, ou seja, aumento exacerbado das enzimas hepáticas no plasma: alanina transaminase (ALT) e aspartato transaminase (AST); decréscimo da atividades da enzimas antioxidantes no fígado e elevação da produção de peróxidos lipídicos no tecido hepático. Nos ratos que receberam EAq (480 mg/kg, v.o.) não se observou alteração comparando-os aos animais tratados apenas com CCl4 . No entanto, a administração de fração de ácidos fenólicos livres, nas duas doses (40 e 120 mg/kg, v.o.), evidenciou pronunciado efeito contra a lesão hepática, com níveis reduzidos de AL T e AST plasmáticas, aumento da atividade das enzimas antioxidantes no fígado e prevenindo a lipoperoxidação hepática mediada pelo radical CCl3• a partir do CCl4. Estudos histológicos do tecido hepático confirmaram as avaliações bioquímicas exibindo preservação tecidual, supressão de degeneração vacuolar macro e microgoticular e de sinais necróticos nos ratos tratados com a fração de ácidos fenólicos livres do pedúnculo de caju. / Phenolic compounds are widely distributed in the plant kingdom, particularly fruits and vegetables. Due to their chemical structure, these compounds, in particular flavonoids and phenolic acids, are able to inhibit oxidative processes. Furthermore, can be used to reduce the risk of non-transmissible chronic diseases such as cardiovascular diseases, cancer and atherosclerosis. Taking into consideration the large production of cashew in Brazil and the possible existence of potentially antioxidant compounds present in the cashew apples, the aim of this study was to quantitatively and qualitatively evaluate the presence of phenolic compounds in cashew apple, particularly phenolic acids, and identify their role in metabolic processes in animals. The cashew apples of three distinct clones (CCP-76, CCP-09, BRS-189 and CCP-76 (processed)) were studied. The determination of fatty acids yielded a high concentration of monounsaturated fatty acids, mainly oleic acid, and of total phenolic compound. The phenolic acids found were: gallic, proteocatechuic, p-cumaric, ferulic, caffeic and salicylic acids. Both aqueous (EAq) and ethanolic (EAlc) extracts and phenolic acid fractions were obtained from the cashew apples and were evaluated in a β-carotene/linoleate model system and Rancimat test. The phenolic acid fractions presented an expressive antioxidant activity in the β-carotene/linoleate model system and the extracts, by the Rancimat test presented a protection factor higher than that of antioxidant additive, BHT. We also observed the antioxidant capacity of the extracts and fractions of the CCP-76 clone in the DPPH radical scavenging assay. In an experimental assay with rats, the EAq (80 and 240 mg/kg) or the free phenolic acid fraction (40 and 120 mg/kg) obtained from the cashew apple of CCP-76 clone was administered via the oral route. In this study, the enhancement of enzymatic antioxidants (superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and reductase) was not observed, nevertheless, a decrease in the amount of lipoperoxidation in the brain tissue was observed, suggesting that the ingestion of cashew might increase the antioxidative state in animals. Also, the antioxidant activity of EAq and of the free phenolic acid fraction from the cashew apple of CCP-76 clone was verified on the liver damage induced by carbon tetrachloride. The liver damage caused by the administration of carbon tetrachloride was detected by biochemical parameters, namely, the increase in the serum concentrations of alanine transaminase (ALT) and aspartate transaminase (AST) as well as a decrease in the activities of antioxidant enzymes and an increase in peroxidation in the liver. Rats who received EAq (480 mg/kg, p.o.) did not present alterations in any of the parameters evaluated, compared to the animals treated with carbon tetrachloride. On the other hand, the administration of free the phenolic acid fraction in doses of 40 and 120 mg/kg, p.o., had a pronounced effect in protecting against hepatic lesion, which was evidenced by the decrease in plasma ALT and AST, enhancing the activity of antioxidant enzymes and preventing lipoperoxidation mediated by the CCl3• radical generated by carbon tetrachloride. Histological studies were able to confirm the biochemical alterations observed in that the liver tissue obtained from rats treated with phenolic acid fractions extracted from cashew apple of CCP-76 clone presented a preserved tissue structure and suppression of macro and microgoticular vacuolar degeneration as well as of signs of necrosis.