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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: The use of clean technologies to obtain bioactive compounds from unripe genipap (Genipa americana L.) : Uso de tecnologias limpas para a obtenção de compostos bioactivos do jenipapo verde (Genipa americana L.)
Title Alternative: Uso de tecnologias limpas para a obtenção de compostos bioactivos do jenipapo verde (Genipa americana L.)
Author: Neves, Grazielle Náthia, 1988-
Advisor: Petenate, Maria Angela de Almeida Meireles, 1953-
Abstract: Resumo: Atualmente, o uso de corantes sintéticos predomina sobre os naturais em virtude do menor custo e sua maior estabilidade. Porém, o uso a longo prazo desses aditivos sintéticos pode acarretar sérios danos à saúde humana. Nesta perspectiva, os corantes naturais têm ganhado força e desafiado as indústrias a desenvolverem processos que garantam produtos naturais com estabilidade, viabilidade técnica e econômica, qualidade e segurança. O jenipapo verde (Genipa americana L.), um fruto nativo do Brasil, tem se destacado como uma boa fonte para a obtenção da um corante azul natural. Sendo assim, este trabalho propõe o uso do jenipapo verde para obtenção de um pigmento azul natural inexistente na indústria brasileira através de tecnologias de extração limpas e ambientalmente amigáveis. Isso porque este fruto é rico em genipina, uma substância que é capaz de produzir a cor azul. Com o intuito de quantificar a genipina e o geniposídeo, compostos responsáveis pala formação da cor azul no jenipapo, foi desenvolvido um método de cromatografia líquida simples e rápido que, com 13 minutos de corrida, permitiu separar estes compostos de forma eficiente em termos da resolução, seletividade e simetria dos picos. Em seguida, foi estudada a extração de diferentes partes do jenipapo verde utilizando etanol pressurizado. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que a temperatura e as partes do fruto estudadas exercem grande influência na recuperação dos iridoides genipina e geniposídeo. A interação entre a pressão e as partes do fruto apenas influenciaram na recuperação do geniposídeo. O endocarpo e o fruto inteiro se destacaram como fontes para a obtenção de genipina, enquanto o mesocarpo e a casca se mostraram excelentes fontes para a recuperação de geniposídeo. Com o intuito de otimizar a extração do corante azul do jenipapo foi estudada a extração de genipina utilizando líquidos pressurizados (PLE), solvente a baixa pressão (LPSE) e prensagem a frio seguida por extração a baixa pressão (Press+LPSE). Neste estudo, os efeitos do solvente de extração (água e etanol), da temperatura (40, 50 e 60 °C) e da pressão (0,1, 2, 5 e 8 MPa) foram investigados, e apenas o solvente afetou significativamente a extração de genipina. O processo LPSE permitiu recuperar, em 25 minutos, 79 mg de genipina/g de jenipapo, enquanto o processo Press+LPSE recuperou neste mesmo tempo 83 mg de genipina/g de jenipapo. Além disso, o processo Press+LPSE recuperou mais de 90% do total de genipina em menos de 6 minutos. Ainda neste estudo, foi realizado uma avaliação econômica dos processos LPSE e Press+LPSE. Apesar de ambos os processos se mostrarem viáveis nos diferentes cenários analisados, o processo Press+LPSE apresentou maior viabilidade econômica com um tempo de retorno do investimento inferior a um ano. Com o intuito de recuperar os compostos apolares do jenipapo verde, a extração utilizando dióxido de carbono supercrítico foi empregada. Neste estudo, os efeitos de temperatura (40 e 60 °C) e da pressão (15, 20, 25, 30 e 35 MPa) foram investigados, e apenas a pressão e a interação entre pressão e temperatura influenciaram no rendimento da extração. A melhor condição para a extração via SFE (extração com fluido supercrítico) foi 40 °C e 30 MPa. Os principais ácidos graxos encontrados neste extrato foram linoleico (13 ± 1 mg/g de jenipapo) e linolênico (2.2 ± 0.2 mg/g de jenipapo). Finalmente, o processo integrado foi estudado, no qual em um primeiro estágio foi obtido um extrato rico em ácidos graxos e num segundo estágio foi obtido um extrato rico em genipina (71± 6 mg/g de jenipapo). A etapa prévia de SFE não exerceu papel importante na LPSE, pois não possibilitou maior rendimento do composto genipina. Os processos desenvolvidos nesta tese mostraram-se tecnicamente eficientes na obtenção de um extrato que pode ser usado como um corante azul natural com propriedades funcionais pela indústria de alimentos, nutracêutica e de cosméticos

Abstract: Currently, the use of synthetic colorants predominates over the natural ones due to the lower cost and its greater stability. However, the long-term use of these synthetic additives can cause serious damage to human health. In this perspective, natural colorants have gained strength and challenged industries to develop processes that guarantee natural products with stability, technical and economic viability, quality and safety. The unripe genipap (Genipa americana L.) a native Brazilian fruit has stood out as a good source for obtaining a natural blue colorant. Therefore, this work proposes the use of the unripe genipap to obtain a natural blue colorant that does not exist in the Brazilian industry through clean and environmentally friendly extraction technologies. That's because this fruit is rich in genipin a substance that is capable of producing blue color. In order to quantify the genipin and geniposide, compounds responsible for the formation of the blue color in genipap, a simple and fast liquid chromatography method was developed that with 13 minutes of running allowed to separate these compounds efficiently in terms of resolution, selectivity and symmetry of peaks. Then, the extraction of different parts of the green genipap was carried out using pressurized ethanol. The results obtained in this study showed that the temperature and the parts of the fruit studied exert a great influence on the recovery of the genipin and geniposide iridoids. The interaction between the pressure and the parts of the fruit only influenced the recovery of the geniposide. The endocarp and the whole fruit stood out as a source for obtaining genipin while the mesocarp and the peel proved to be excellent sources for the recovery of the geniposide. The extraction of genipin using pressurized liquids (PLE), solvent at low pressure (LPSE) and cold pressing followed by extraction at low pressure (Press+LPSE) was studied in order to optimize the extraction of blue colorant from genipap. In this study, the effects of extraction solvent (water and ethanol), temperature (40, 50 and 60 °C) and pressure (0.1, 2.5, and 8 MPa) were investigated, and only the solvent significantly affected the extraction of genipin. The LPSE process allowed to recover 79 mg of genipin / g of genipap in 25 minutes while the Press+LPSE process recovered 83 mg of genipin / g of genipap at the same time. In addition, the Press + LPSE process recovered more than 90% of total genipin in less than 6 minutes. Also in this study, an economic evaluation of the LPSE and Press+LPSE processes was carried out. Although both processes prove viable in the different scenarios analyzed, the Press+LPSE process presented greater economic viability with a time of return of investment of less than one year. With the aim of recovering the apolar compounds from the unripe genipap, the extraction using supercritical carbon dioxide was used. In this study, the effects of temperature (40 and 60 °C) and pressure (15, 20, 25, 30 and 35 MPa) were investigated, and only the pressure and the interaction between pressure and temperature influenced the extraction yield. The best condition for SFE (supercritical fluid extraction) extraction was 40 °C and 30 MPa. The main fatty acids found in this extract were linoleic (13 ± 1 mg / g of genipap) and linolenic (2.2 ± 0.2 mg / g of genipap). Finally, the integrated process was studied, where in the first stage an extract rich in fatty acids was obtained and in a second stage an extract rich in genipin (71 ± 6 mg / g of genipap) was obtained. The previous SFE stage did not play an important role in the LPSE, since it did not allow higher yield of the genipin compound. The processes developed in this thesis have proved technically efficient in obtaining an extract that can be used as a natural blue colorant with functional properties by the food, nutraceutical and cosmetic industry
Subject: Corantes naturais
Iridoides
Genipa americana L.
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: NEVES, Grazielle Náthia. The use of clean technologies to obtain bioactive compounds from unripe genipap (Genipa americana L.): Uso de tecnologias limpas para a obtenção de compostos bioactivos do jenipapo verde (Genipa americana L.). 2019. 1 recurso online (148 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/333698>. Acesso em: 16 mai. 2019.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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