VALORIZAÇÃO DA FARINHA DESENGORDURADA DE SEMENTES DE CRAMBE POR MEIO DE UM PROCESSAMENTO “VERDE” PARA OBTENÇÃO DE FITOQUÍMICOS
1DJESSICA TATIANE RASPE, 2LÚCIO CARDOZO-FILHO, 3CAMILA DA SILVA
1Discente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Estadual de Maringá 2Docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Estadual de Maringá 3Docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Estadual de Maringá
Introdução: [U1] : O conceito de biorrefinaria tem se disseminado para diversos segmentos das indústrias, devido à alta produção de biomassa vegetal, demonstrando que práticas sustentáveis, por meio de métodos eficientes e econômicos para converter matérias-primas específicas em produtos de valor agregado, estão em ascensão. A farinha desengordurada é uma fonte valiosa de moléculas ativas, mas sua estrutura complexa requer a quebra da estrutura lignocelulósica em arranjos simples e menores, capazes de biodisponibilizá-las. O farelo de crambe desengordurado contém cerca de 50% em peso de fibras alimentares (Silva et al., 2025), que uma vez quebrada, permite a produção de açúcares fermentescíveis ​​(AF), que, para gerar produtos químicos de plataforma (PQ), requerem conversão química ou biológica (Zhou et al., 2021), cujos quais são produtos derivados importantes e amplamente utilizados como substratos nas indústrias de combustíveis, polímeros, nutracêuticos e agroquímicos. A dissociação dos açúcares da biomassa lignocelulósica e intensificação desses processos (quebra e/ou conversão) pode ser realizada de forma simplificada por meio da hidrólise subcrítica (HS), cuja qual modifica as propriedades físico-químicas da água pela ação simultânea da temperatura e da pressão (Marcet et al., 2016), e embora a água permaneça líquida, a ação conjunta dessas variáveis ​​resulta em alterações de suas propriedades termofísicas, que aumentam sua reatividade, permitindo comportamento simultâneo como solvente apolar, polar ou iônico e atuando como catalisador ácido, básico ou duplo em reações de hidrólise (Brunner, 2014). Objetivo: Objetivou-se investigar a HS da farinha desengordurada de semente de crambe, visando aplicar o conceito de biorrefinaria, adotando processos sob condições pressurizadas. Os efeitos da temperatura e da pressão sobre os teores de açúcares redutores totais (ART), AF e PQ foram determinados. Por fim, a biomassa residual (BR) foi analisada em relação à sua composição fitoquímica (teor de compostos fenólicos totais e potencial antioxidante). Material e Métodos: As sementes de Crambe abyssinica H. foram fornecidas pela Fundação MS e a remoção do óleo foi realizada com n-hexano. A hidrólise foi realizada com água destilada. Na determinação dos ART, teor de AF ​​e PQ, teor de compostos fenólicos totais (CFT) e do potencial antioxidante (PA), reagentes de elevado grau analítico foram utilizados (Sigma-Aldrich®). Inicialmente foi obtido o farelo desengordurado de sementes de crambe, cujo qual foi utilizado como matéria-prima na HS. Para obtê-lo, o óleo foi removido das sementes em agitador orbital (MA 830/A, Marconi) a 60 ºC, 9 mL g−1 de n-hexano, 100 rpm por 90 min (3 ciclos consecutivos). HS foi conduzida em leito de reação, onde o solvente foi bombeado para preencher o sistema e, simultaneamente, o forno foi aquecido até a temperatura do processo. Após, o sistema foi pressurizado. A hidrólise estática durou 15 min e a reação dinâmica 30 min, sob vazão de solvente em 1 mL min-1. Na HS, foi avaliado o efeito da pressão (5, 10 e 15 MPa) e da temperatura (180, 200 e 220 °C) sobre as variáveis ​​de resposta ART, AF e PQ. A determinação dos ART, AF e PQ, CFT, PA (DPPH• e ABTS•+), foi realizada conforme estabelecido por Nelson (1944), Abaide et al. (2019), Hung et al. (2009), Singleton et al. (1999), Brand-Williams et al. (1995) e Arnao et al. (2001), respectivamente. Para a obtenção do hidrolisado seco, o solvente foi removido em um evaporador rotativo (MA120, Marconi). Resultados: A temperatura de 180 ºC permitiu a obtenção de ART e AF, enquanto os maiores teores de PQ são resultantes do aumento dessa variável. Efeito antagônico entre esses dados se deve a degradação de açúcares em ácidos. As alterações causadas pela ação simultânea da temperatura e pressão promovem a despolimerização da farinha desengordurada, favorecendo o fracionamento dos componentes (a)polares, promovendo a reação. Isoladamente, o aumento da pressão resultou em um aumento sutil nos dados de AF, todavia, é um parâmetro essencial para que a água, como solvente e meio de reação, permaneça no estado subcrítico. Em relação a BR, o teor de CFT e PA em relação à farinha desengordurada foi ≤50%. Esse dado demonstra possível aplicabilidade, visto que são fitoquímicos valiosos, com destinação bioherbicida e/ou para produção de energia. Discussão: O processo proposto viabilizou a biorrefinaria, ao canalizar o uso da tecnologia para obtenção de produto e coproduto de alto valor, apresentando relativa simplicidade de implementação, pela minimização da demanda por produtos químicos, e simultaneamente, mínima geração de resíduos, consolidando assim o pleno aproveitamento da matriz. Logo, a biorrefinaria foi consolidada na matriz utilizando a técnica aqui proposta, uma vez que a tecnologia utilizada neste estudo confere eficiência ao processo e qualidade a cada bioproduto obtido. Conclusão: Verificou-se que para obtenção de um dos produtos, faz-se necessária a degradação de outro. A caracterização da BR indicou a solubilização de fitoquímicos no hidrolisado. Além disso, a caracterização da BR demonstrou relativo potencial de aplicação.
Referências: Abaide, E.R. et al. Subcritical water hydrolysis of rice straw in a semi-continuous mode. J. Clean. Prod., 209, p. 386-397, 2019. Arnao, M.B. et al. The hydrophilic and lipophilic contribution to total antioxidant activity. Food Chem., 73, p. 239-244, 2001. Brand-Williams, W. et al. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT Food Sci. Technol., 28, p. 25-30, 1995. Brunner, G. Hydrothermal and Supercritical Water Processes, 5, Elsevier: Amsterdam, The Netherlands (2014). ISBN 9780444594136 Hung, P.V. et al. Total phenolic compounds and antioxidant capacity of wheat graded flours by polishing method. Food Res. Int., 42, p. 185-190, 2009. Marcet, I. et al. The use of sub-critical water hydrolysis for the recovery of peptides and free amino acids from food processing wastes. Review of sources and main parameters. Waste Manag. Res., 49, p. 364-371, 2016. Nelson, N. A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose. J. Biol. Chem., 153, p. 375-380, 1994. Silva, C. et al. Application of the biorefinery concept in the processing of Crambe (Crambe abyssinica Hochst) seed defatted meal in a pressurized medium. Plants, 14, 3, p. 326, 2025. Singleton, V.L. et al. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent. Methods Enzym., 299, p. 152-178, 1999. Zhou, Z. et al. Conversion of lignocellulose to biofuels and chemicals via sugar platform: an updated review on chemistry and mechanisms of acid hydrolysis of lignocellulose. Renew. Sustain. Energy Rev., 146, 111169, 2021.