Biocompostos extraídos de fontes naturais com benefícios para a saúde

Abstract

O objetivo desta dissertação recai sob o estudo de ácidos orgânicos como solventes alternativos para extração de compostos de valor acrescentado a partir de biomassa. Em particular, estudou-se a utilização de ácidos orgânicos e suas misturas aquosas na extração de dopamina e de rutina a partir de cascas de banana. O interesse na extração destes compostos deve-se às suas propriedades antioxidantes, antibacterianas e anticancerígenas, e ao seu consequente interesse pelas indústrias alimentar e farmacêutica. De salientar ainda, que as cascas da banana são um produto residual sem valor associado, constituindo assim uma matéria-prima praticamente sem custos e com um enorme potencial de biocompostos de valor acrescentado passíveis de serem extraídos. Para tal, efetuaram-se extrações do tipo sólido-líquido a partir de cascas de banana utilizando diferentes ácidos orgânicos e diferentes condições de extração, com o intuito de se verificar quais as melhores condições processuais, nomeadamente a maturação da banana, a temperatura de extração, o tempo de extração e a razão sólido-líquido, assim como o solvente (ácido orgânico) mais eficiente. Começou-se por estudar a extração da dopamina, constatando-se que a casca da banana verde foi a que apresentou uma maior quantidade de dopamina das três maturações em estudo. Posto isto, verificou-se que a mistura aquosa de ácido cítrico 50 (m/m) % foi a mais eficiente na extração de dopamina, obtendo-se 57,9 mg/100 g de peso seco de biomassa (PS) de dopamina. Em relação à extração da rutina, ao contrário do que se verificou com a dopamina, a casca de banana madura mostrou ser a mais rica neste biocomposto. Já em relação ao efeito dos ácidos orgânicos na extração da rutina, o ácido acético a 65 (m/m) % foi o mais eficiente, conseguindo-se extrair cerca de 200 mg/100 g PS de rutina. Posto isto, otimizou-se as condições de extração através de um planeamento experimental, sendo que para uma temperatura de 25 ºC, com um tempo de extração de 80 minutos e uma razão sólido-líquido de 0,06, conseguiu-se obter 238,5 mg/100 g PS de rutina. Para além disso, a recuperação e reutilização do solvente de extração também foram verificadas, contribuindo assim para o desenvolvimento de um processo sustentável. Em suma, esta dissertação demonstra que as misturas aquosas de ácidos orgânicos têm potencial para substituir os solventes orgânicos convencionais na extração de biocompostos a partir de fontes naturais, contribuindo assim para o desenvolvimento processos de extração mais eficientes e sustentáveis.

The objective of this dissertation consists on the study of organic acids as alternative solvents for the extraction of added-value compounds from biomass. More specifically, organic acids and their aqueous mixtures were used to extract dopamine and rutin from banana peels. These compounds display important properties such as antioxidant, antibacterial and anticancer, that are relevant in food and pharmaceutical industries, and banana peels are a waste product without commercial value, being thus a raw material with virtually no cost and with a huge potential of value-added compounds able to be extracted. To this end, solid-liquid extractions were realized from banana peels using different organic acids and different extraction conditions, in order to verify which conditions are the best, namely banana ripening, extraction temperature, extraction time, solid-liquid ratio, and solvent used. Firstly, it was studied the dopamine extraction from peels with bananas of ripening different, verifying that the green banana peels were the richest in dopamine of the three maturations under study. Then, different organic acids and corresponding aqueous mixtures were used to extract dopamine, where aqueous mixture of citric acid 50 (w/w) %was the most effective, obtaining 57.9 mg/100 g of dry weight of biomass (PS) of dopamine. Regarding the rutin extraction, unlike what happened with dopamine, ripe banana peels proven to be more abundant in this biocompound. From all the organic acids used for the extraction of rutin, the aqueous mixture of acetic acid at 65 (w/w) % was the most efficient, being able to extract about 200 mg/100 g PS of rutin. Moreover, the extraction conditions were optimized through experimental planning. The optimal parameters for the extraction are a temperature of 25 ºC, with an extraction time of 80 minutes and a solid-liquid ratio of 0.06, translating in 238.5 mg/100 g PS of rutin extracted. In addition, the capability to recover and reuse the extraction solvent were also verified, contributing for the development of a sustainable process. In summary, this dissertation demonstrates that aqueous mixtures of organic acids have a potential to substitute the conventional organic solvents in the extraction of biocompounds from natural sources, thus contributing to the development of more efficient and sustainable extractive processes.