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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Extração de compostos bioativos das sementes de urucum utilizando tecnologias combinadas
Author: Taham, Thiago
First Advisor: Barrozo, Marcos Antonio de Souza
First member of the Committee: Duarte, Claudio Roberto
Second member of the Committee: Watanabe, Érika Ohta
Third member of the Committee: Vieira, Luiz Gustavo Martins
Fourth member of the Committee: Santos, Kássia Graciele dos
Fifth member of the Committee: Ferreira, Maria do Carmo
Summary: A bixina é o carotenoide mais utilizado na indústria alimentícia. É tradicionalmente extraída das sementes de urucum por meio de soluções alcalinas, fricção em óleo vegetal aquecido ou por meio de solventes orgânicos. Estes métodos, além de exigirem uma operação unitária subsequente de separação da bixina, podem gerar resíduos tóxicos. Assim, a busca por soluções ambientalmente mais atrativas impulsiona o estudo de tecnologias alternativas, tais como a extração mecânica ou utilizando fluidos supercríticos. Este trabalho objetivou investigar a extração de compostos bioativos das sementes de urucum, com o foco na bixina, utilizando diferentes tecnologias. Foram estudadas extrações em leito fixo utilizando o CO2 supercrítico, a água e o etanol em extrações únicas, sequenciais e combinadas. Também foi estudada a extração mecânica das sementes utilizando uma unidade adaptada de leito de jorro. A utilização de etanol à pressão ambiente (leito fixo) resultou no maior rendimento de bixina e nas mais altas porcentagens desta nos extratos obtidos, dentre as condições testadas. Por outro lado, o pré-tratamento das sementes, utilizando CO2 supercrítico resultou na extração inicial de óleo rico em -tocotrienol e geranilgeraniol, com pouca interferência na obtenção de bixina por extração etanólica a baixa pressão em uma extração sequencial. O estudo experimental da extração mecânica em leito de jorro, por sua vez, resultou na extração do pó de urucum com teores de bixina variáveis, porém sempre comercialmente atrativos (acima de 30 % de bixina). Por meio da otimização, foram identificadas as condições que levaram às melhores eficiências de extração (para o pó e a bixina) e à maior pureza de pó obtido (acima de 65%). A combinação em extração sequencial das tecnologias estudadas, o leito de jorro e a extração etanólica em leito fixo, maximizou o rendimento da extração de bixina, aproximando-o do máximo rendimento obtido com a extração convencional usando clorofórmio. Este fato indica que as extrações sequenciais podem ser uma boa alternativa de processamento, permitindo o máximo aproveitamento do corante presente nas sementes em comparação com as tecnologias estudadas isoladamente.
Abstract: extracted from annatto seeds using alkaline solutions, organic solvents or friction in heated vegetable oil. These methods require a subsequent unit operation of bixin separation and can generate toxic waste. Thus, the demand for more environmentally attractive solutions leads to the study of the alternative extraction technologies, such as mechanical extraction or using supercritical fluids. This study aimed to investigate the extraction of bioactive compounds of the annatto seeds, with the focus on bixin, using different technologies. The extractions were conducted in a fixed bed using supercritical CO2, water and ethanol as solvents in conventional, sequential and combined extractions. The mechanical extraction of seeds in a screen-topped spouted bed unit was also studied, using tools of experimental design and process optimization in order to identify the conditions of the best extraction efficiency (for the powder and the bixin) and higher purity of the powder obtained. The use of ethanol at ambient pressure in the fixed bed extraction was responsible for the higher yields of bixin and the highest percentages of this compound in the extracts obtained, among all tested conditions. On the other hand, it could be noticed that the pretreatment of seed, using supercritical CO2, resulted in the extraction of an oil rich in -tocotrienol and geranylgeraniol with low impact in the bixin yield obtained in a sequential extraction using ethanol at low pressure. The experimental study of mechanical extraction in a spouted bed unit, in turn, resulted in an annatto powder with variable contents of bixin, but always commercially attractive (over 30% of bixin). Using the optimization process, the conditions that led to the best extraction efficiency (for powder and bixin) and greater purity powder (above 65%) were identified. The combination of sequential extraction of the studied technologies, spouted bed and extraction in fixed bed using ethanol maximized the performance of bixin extraction, near the yield obtained with chloroform. This fact indicates that the sequential extractions can be a good alternative processing, allowing maximum utilization of the dye present in the seeds, when compared with technologies studied separately.
Keywords: Engenharia química
Urucum - Semente
Compostos bioativos
Processo de leito de jorro
Urucum
Leito de Jorro
Extração supercrítica
Bixina
Annatto
Spouted bed
Supercritical extraction
Bixin
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: TAHAM, Thiago. Extração de compostos bioativos das sementes de urucum utilizando tecnologias combinadas. 2015. 144 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17905
Date of defense: 26-Feb-2015
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

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