Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: O crescente aparecimento de doenças degenerativas tem motivado a busca de alimentos com benefícios específicos à saúde. Os resíduos do processamento da uva (Vitis vinifera) têm demonstrado ser uma fonte importante de flavonóides, ácidos fenólicos e estilbenos, os quais são amplamente...

Resumo: O crescente aparecimento de doenças degenerativas tem motivado a busca de alimentos com benefícios específicos à saúde. Os resíduos do processamento da uva (Vitis vinifera) têm demonstrado ser uma fonte importante de flavonóides, ácidos fenólicos e estilbenos, os quais são amplamente conhecidos pela sua atividade antioxidante. A extração supercrítica com adição de cosolvente, geralmente etanol, mostra-se a técnica mais adequada para a recuperação de compostos fenólicos uma vez que a extração é seletiva e o extrato obtido é isento de solventes orgânicos, muitas vezes tóxicos. Neste trabalho, estudou-se a recuperação de compostos fenólicos a partir de resíduos da produção de pisco (bagaço de uva e borra) por três métodos de extração: leito agitado, sistema soxhlet e extração supercrítica. O etanol foi utilizado como solvente nas extrações convencionais e como cosolvente na extração supercrítica. Curvas globais de extração (OECs) foram construídas para o bagaço de uva e borra a 40 °C e pressões de 20 e 35 MPa, e foram ajustadas a um spline de três retas. O tempo de processo (tP) e outros parâmetros cinéticos da extração foram estimados. A composição dos extratos foi analisada por cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Através do software SuperPro Design® foi estimado o custo de manufatura (COM) para o processo de extração supercrítica em escala industrial. Os maiores rendimentos de extração foram obtidos com etanol em sistema soxhlet, sendo 10,4 ± 0,5 % para o bagaço de uva e 27,6 ± 0,4 % para a borra. A extração com etanol em leito agitado apresentou rendimentos de 8,2 ± 0,2 % e 16,8 ± 0,2 %, para o bagaço de uva e a borra, respectivamente. A extração com CO2 supercrítico e etanol apresentou os rendimentos mais baixos de extração (5,30 ± 0,03 % para o bagaço de uva e 10,3 ± 0,2% para a borra), sendo que a condição mais favorável foi 20 MPa e 40 °C. Através da análise por CLAE foi possível determinar a presença de ácidos fenólicos (ácido gálico, protocatecuico, p-hidroxibenzoico e vanílico) e quercetina em extratos de bagaço de uva, sendo a sua concentração maior em extratos obtidos a 20 MPa. Para o processo de extração supercrítica de bagaço de uva, o menor COM foi observado para a condição de 35 MPa , 40 °C e 20 minutos de extração. Extratos d e bagaço de uva ricos em compostos fenólicos foram obtidos na condição de 20 MPa, 40 °C e 20 minutos de extração e seu COM variou de US$ 168/ kg extrato a US$ 36/ kg extrato quando utilizados extratores de 0,005 a 0,5 m3 de capacidade, respectivamente. Para o processo de extração supercrítica de borra, o menor COM foi observado para a condição de 20 MPa, 40 °C e 120 minutos de extração. Nessa condição, o COM mostrou pouca variação (de US$ 364/ kg extrato a US$ 274/kg extrato) quando a capacidade dos extratores foi aumentada (de 0,005 a 0,05 m3), devido principalmente, ao custo elevado da matéria-prima (CRM)

Abstract: The increasing incidence of degenerative diseases has motivated the research on foods with specific health benefits. The grape (Vitis vinifera) processing wastes have demonstrated to be an important source of flavonoids, phenolic acids and stilbenes, which are widely known for their...

Abstract: The increasing incidence of degenerative diseases has motivated the research on foods with specific health benefits. The grape (Vitis vinifera) processing wastes have demonstrated to be an important source of flavonoids, phenolic acids and stilbenes, which are widely known for their antioxidant activity. The supercritical extraction with co-solvent, usually ethanol, has been the most adequate extraction method for the phenolic compounds recovery, since the extraction is selective and the extract does not present organic solvents traces, often toxic. In this work, the recovery of phenolic compounds from Pisco production wastes was studied (grape bagasse and lees) by three extraction methods: agitated bed, Soxhlet and supercritical extraction. Ethanol was used as solvent in conventional extraction methods and as co-solvent in supercritical extraction. Overall extraction curves (OECs) were made to grape bagasse and lees at 40 °C and 20 and 35 MPa, and were fitted to a spline of three straight lines. The process time (tP) and others extraction kinetic parameters were estimated. SuperPro Design® software was used to estimating the manufacturing cost (COM) of the supercritical extraction process at industrial scale. The extracts composition was analyzed by thin layer chromatography (TLC) and high performance liquid chromatography (HPLC). High yields values were obtained by soxhlet extraction, they were 10,4 ± 0,5 % to grape bagasse and 27,6 ± 0,4 % to lees. The extraction yields for agitated bed extraction were 8,2 ± 0,2 % and 16,8 ± 0,2 % to grape bagasse and lees, respectively. The CO2 supercritical + ethanol extraction showed the lowest extraction yields, 5,30 ± 0,03 % to grape bagasse and 10,3 ± 0,2% to lees, and the most favorable condition was 20 MPa and 40 °C. The presence, in grape bagasse extracts, of some phenolic acids (gallic, protocatecuic, p-hidroxibenzoic and vanilic acid) and quercetin was possible to determine by high performance liquid chromatography analysis. The phenolic compounds concentration was higher in extracts obtained at 20 MPa. For the supercritical extraction process of grape bagasse, the lowest COM was observed for the condition of 35 MPa, 40 °C and 20 min of extraction time. Grape bagasse extracts rich in phenolic compounds were obtained in the condition of 20 MPa, 40 °C and 20 minutes of extraction time and its estimated COM varied from US$ 168/ kg of extract to US$ 36/ kg of extract, when the extractor capacity was 0,005 and 0,5 m3, respectively. For the supercritical extraction process of lees, the lowest estimated COM was observed for the condition of 20 MPa, 40 °C and 120 minutes of e xtraction time. In this condition, the COM, along scale-up study, showed little variation (from US$ 364/kg of extract to US$ 274/ kg of extract) when the extractors capacity were increased (from 0,005 to 0,5 m3), mainly due to high raw material cost (CRM)