Sustainable valorization of pitaya pell ("hylocereus undatus") via extraction and hydrolysis in subcritical water to recover high-value-added products
Vanessa Cosme Ferreira
DISSERTAÇÃO
Multilíngua
T/UNICAMP F413s
[Valorização sustentável da casca da pitaia ("hylocereus undatus") via extração e hidrólise em água subcrítica para recuperar produtos de alto valor agregado]
Campinas, SP : [s.n.], 2024.
1 recurso online (126 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientadores: Tânia Forster-Carneiro, Leda Maria Saragiotto Colpini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: A pitaia ("Hylocereus" spp.) é uma fruta com grande potencial para a produção de alimentos como geleia, iogurte e vinho, porém, até 40% da fruta se transforma em subprodutos durante o processamento agroindustrial. O reaproveitamento desses resíduos é uma alternativa para minimizar os efeitos...
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Resumo: A pitaia ("Hylocereus" spp.) é uma fruta com grande potencial para a produção de alimentos como geleia, iogurte e vinho, porém, até 40% da fruta se transforma em subprodutos durante o processamento agroindustrial. O reaproveitamento desses resíduos é uma alternativa para minimizar os efeitos negativos gerados no meio ambiente, além de promover ganhos econômicos, visto que muitos destes resíduos podem ser utilizados como matéria prima sustentável para a produção de compostos de alto valor agregado. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de um processo hidrotérmico de alta pressão semicontínuo para a recuperação de produtos de valor agregado da casca da pitaia. O ensaio experimental usou o processo hidrotérmico a 15 Mpa de pressão, taxa de fluxo de água de 2 mL/min e temperaturas variando de 40 a 210 °C. Uma análise bibliométrica foi feita dos estudos nos últimos 22 anos para identificar as áreas e estudos realizados com pitaia. Os resultados da revisão e análise bibliométrica mostram os gaps do progresso da pesquisa, tendências e perspectivas na aplicação dos subprodutos da pitaia para a recuperação de produtos de valor agregado com processos sustentáveis. O principal campo de pesquisa identificado foi o de extração de compostos bioativos, sendo a betacianina o composto bioativo majoritariamente extraído da pitaia, seguido por antocianinas, flavonoides e flavonas. Os resultados também indicam que, a pitaia e seus subprodutos têm aplicação como corantes e existe uma tendência no uso de técnicas de extração sustentáveis (microondas, ultrassom, líquidos pressurizados e fluidos supercríticos) para a valorização da casca da pitaia. Os resultados do experimento com o processo hidrotérmico mostram que as temperaturas de extração entre 40 e 80 °C promoveram a recuperação de betacianina (1,52 mg/g), ácido málico (25,6 mg/g) e ácido cítrico (25,98 mg/g). Os principais compostos fenólicos obtidos foram ácido p-cumárico (17,95 µg/mL), ácido protocatecuico (11,43 µg/mL) e ácido piperônico (9,27 µg/mL). As temperaturas de hidrólise entre 150 e 210 °C produziram açúcares, enquanto temperaturas acima de 180 °C geraram produtos da reação de Maillard, aumentando os compostos fenólicos totais e a atividade antioxidante dos hidrolisados. Conclui-se que, o processo hidrotérmico de alta pressão semicontínuo demonstra ser uma abordagem promissora e sustentável para a recuperação de compostos valiosos da casca da pitaia, apoiando a economia circular na indústria agroalimentar
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Abstract: The pitaya ("Hylocereus" spp.) is a fruit with great potential for the production of foods such as jam, yogurt, and wine. However, up to 40% of the fruit becomes by-products during agro-industrial processing. Reusing these residues is an alternative to minimize the negative environmental...
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Abstract: The pitaya ("Hylocereus" spp.) is a fruit with great potential for the production of foods such as jam, yogurt, and wine. However, up to 40% of the fruit becomes by-products during agro-industrial processing. Reusing these residues is an alternative to minimize the negative environmental effects, as well as to promote economic gains, since many of these residues can be used as sustainable raw material for the production of high-value-added compounds. The objective of this study was to evaluate the use of a semi-continuous high-pressure hydrothermal process for the recovery of value-added products from pitaya peel. The experimental assay used the hydrothermal process at a pressure of 15 MPa, a water flow rate of 2 mL/min, and temperatures ranging from 40 to 210 °C. A bibliometric analysis was carried out of studies over the last 22 years to identify the areas and studies carried out on pitaya. The results of the review and bibliometric analysis show gaps in research progress, trends, and perspectives on the application of pitaya by-products for the recovery of value-added products using sustainable processes. The main research field identified was the extraction of bioactive compounds, with betacyanin being the major bioactive compound extracted from pitaya, followed by anthocyanins, flavonoids, and flavones. The results also indicate that pitaya and its by-products have applications as dyes, and there is a trend in the use of sustainable extraction techniques (microwaves, ultrasound, pressurized liquids, and supercritical fluids) for the valorization of pitaya peel. The results of the experiment with the hydrothermal process show that extraction temperatures between 40 and 80 °C promoted the recovery of betacyanin (1.52 mg/g), malic acid (25.6 mg/g), and citric acid (25.98 mg/g). The main phenolic compounds obtained were p-coumaric acid (17.95 µg/mL), protocatechuic acid (11.43 µg/mL), and piperonylic acid (9.27 µg/mL). Hydrolysis temperatures between 150 and 210 °C produced sugars, while temperatures above 180 °C generated Maillard reaction products, increasing the total phenolic compounds and antioxidant activity of the hydrolysates. It is concluded that the semi-continuous high-pressure hydrothermal process proves to be a promising and sustainable approach for the recovery of valuable compounds from pitaya peel, supporting the circular economy in the agro-food industry
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Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
Aberto
Forster-Carneiro, Tânia, 1971-
Orientador
Colpini, Leda Maria Saragiotto
Coorientador
Berni, Mauro Donizati
Avaliador
Silva, Aline Priscilla Gomes da
Avaliador
Sustainable valorization of pitaya pell ("hylocereus undatus") via extraction and hydrolysis in subcritical water to recover high-value-added products
Vanessa Cosme Ferreira
Sustainable valorization of pitaya pell ("hylocereus undatus") via extraction and hydrolysis in subcritical water to recover high-value-added products
Vanessa Cosme Ferreira