Orientador: Julian Martínez

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

Resumo: A amora-preta (Rubus sp.) tem chamado a atenção de produtores e consumidores nos últimos anos, por ser uma boa fonte de compostos bioativos que oferece benefícios para a saúde. Os resíduos agroindustriais do processamento de amora geralmente têm demonstrado ser uma boa fonte de flavonoides,...

Resumo: A amora-preta (Rubus sp.) tem chamado a atenção de produtores e consumidores nos últimos anos, por ser uma boa fonte de compostos bioativos que oferece benefícios para a saúde. Os resíduos agroindustriais do processamento de amora geralmente têm demonstrado ser uma boa fonte de flavonoides, que são compostos fenólicos amplamente conhecidos pela sua atividade antioxidante. O presente trabalho teve como principal objetivo obter extratos a partir do bagaço de amora-preta usando CO2 supercrítico assistido por ultrassom. Assim, para a extração supercrítica com CO2 puro foi feito um desenho de tipo Box-Behnken, com três variáveis independentes, sendo elas a temperatura (40, 50 e 60 °C), pressão (15, 20 e 25 MPa) e potência ultrassônica (0, 200 e 400 Watts). A vazão de CO2 foi mantida constante em 2,77 x 10-4 kg/s, para todos os experimentos feitos com CO2 puro. O maior rendimento foi encontrado a 50 °C, 25 MPa e 400 Watts de potência ultrassônica. Após selecionada a melhor condição, foi realizado um estudo para determinar os parâmetros cinéticos do processo de extração supercrítica. A composição dos extratos foi avaliada por espectrofotometria, pela qual os maiores teores de fenólicos foram observados a 60 °C, 20 MPa e sem uso de ultrassom. Além disso, observou-se um aumento da atividade antioxidante a 60 °C, 15 MPa e 200 Watts de potência em relação aos demais resultados obtidos pela de extração supercrítica. A fim de comparar o rendimento e composição dos extratos foi adicionado cossolvente na extração supercrítica, na condição de 60 °C, 15 MPa e ultrassom de 200 Watts, selecionada com base na atividade antioxidante presente nos extratos obtidos com CO2 puro. Na avaliação do comportamento dos extratos obtidos pela extração supercrítica com cossolvente, observou-se uma melhoria no rendimento global quando foi empregado etanol a (10 % v/v). Por outro lado, o emprego de água a (10 % v/v) como cossolvente foi mais adequado para a recuperação de compostos fenólicos e atividade antioxidante a partir do bagaço de amora-preta seca triturada. Também foi observado que a matéria-prima sem pré-tratamento algum apresentou maior conteúdo de antocianinas nos extratos obtidos pela extração supercrítica com (5 % v/v) de água como cossolvente. A partir da análise por UPLC-QTOF-MS, foi possível identificar quatro antocianinas; duas majoritárias (Cianidina-3-glucosídeo e Cianidina-3-rutinosídeo) e duas minoritárias (Cianidina-3-malonil-glucosídeo e Cianidina-3-dioxalil-glucosídeo), presentes no bagaço de amora-preta. Por último, observou-se que o emprego de ultrassom provoca efeitos físicos nas paredes das células quando foi analisada a morfologia da matéria-prima antes e após as extrações por microscopia eletrônica de varredura (MEV)

Abstract: Blackberry (Rubus sp.) has attracted the attention of producers and consumers in recent years, since it is a good source of bioactive compounds that offers health benefits. Agro-industrial wastes resulting from blackberry processing have demonstrated to be a good source of flavonoids,...

Abstract: Blackberry (Rubus sp.) has attracted the attention of producers and consumers in recent years, since it is a good source of bioactive compounds that offers health benefits. Agro-industrial wastes resulting from blackberry processing have demonstrated to be a good source of flavonoids, which are phenolic compounds widely known for their antioxidant activity. The objective of this work was to produce extracts from blackberry bagasse using supercritical fluid extraction assisted by ultrasound. For the supercritical fluid extraction a Box-Behnken design was performed with extraction pressure (15, 20 and 25 MPa), temperature (40, 50 and 60 °C) and ultrasound output power (0, 200 and 400 W) as independent variables. The CO2 flow rate (2.77 x 10-4 kg/s) was maintained constant for all experiments done with pure CO2. The highest yield was found at 50 °C and 25 MPa with an ultrasound output power of 400 W. After selecting the best process condition, a study was done to determine the kinetic parameters of the supercritical extraction process. The composition of the extracts was estimated by spectrophotometry, and the highest quantities of phenolics compounds were observed at 60 °C and 20 MPa without ultrasound. Furthermore, an increase of the antioxidant activity was observed at 60 °C, 15 MPa and 200 W of ultrasound power in comparison to other results obtained by supercritical extraction. With the objective to compare the yield and the composition of the extracts a cosolvent was added in the supercritical extraction process, at the extraction conditions of 60°C, 15 MPa and 200 W; these process conditions were selected based on the antioxidant activity present in the extracts obtained with pure CO2. An enhancement in the overall yield was observed when ethanol (10 % v/v) was applied as cosolvent. On the other hand, the use of water (10 % v/v) as cosolvent was more appropriate for the recovery of phenolic compounds, anthocyanins and antioxidant activity from dried milled blackberry bagasse. It was also observed that the raw material without any pretreatment showed higher content of anthocyanins in the extracts obtained by supercritical extraction with water (5 % v/v) as cosolvent. From the UPLC-QTOF-MS analyses, it was possible to identify four anthocyanins, two major anthocyanins (cyanidin-3-O-glucoside and cyanidin-3-O-rutinoside) and two minor anthocyanins (cyanidin-3-malil-glucoside and cyanidin-3-diaxial-rutinoside), present in the blackberry bagasse. Finally, when the morphology of the raw material was analyzed before and after the extraction by scanning electron microscopy (SEM), it was observed that the use of ultrasound produced physical changes in the cell walls