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http://hdl.handle.net/10773/31353
Title: | Marine biorefinery: valorisation of algae into advanced products |
Other Titles: | Biorefinaria marinha: valorização de algas para produtos de valor acrescentado |
Author: | Martins, Ana Margarida Ferreira |
Advisor: | Ventura, Sónia Patrícia Marques Coutinho, João Pereira |
Keywords: | Blue biorefinery Algal biomass Pigments Chlorophylls Carotenoids Phycobiliproteins Downstream processes Alternative solvents |
Defense Date: | 22-Apr-2021 |
Abstract: | The consumption paradigm is changing. Consumers are more
attentive to what they consume and to the sustainability questions
addressed to those products. This change was driven by the
healthy label given to natural products but also by the urgent need
to find more sustainable sources of raw materials and to
implement processes as a way to mitigate climate changes,
without compromising the quality and affecting the price of the
final product. Pigments are compounds that can be obtained from
various sources of biomass, being recognized by their numerous
biological activities. Due to their spectral and biological properties,
pigments can find application in many fields, from food to
cosmetics, nutraceutics, and medicine. However, conventional
methodologies to obtain pigments demand very often the use of
costly equipment and/or toxic organic solvents. In this work,
alternative methodologies to extract and purify pigments from
algae of were developed. Simple and efficient methodologies
mostly based on aqueous solvents were used to recover one or
more pigments from algae within a blue biorefinery framework. In
all chapters, a variety of solvents were screened, and operational
conditions were studied and optimized in order to reach high
yields of extractions and/or purities. Aqueous solutions of
tensioactive ionic liquids have shown great potential for the
recovery of hydrophobic pigments such as chlorophylls and
carotenoids. In the other hand, induced precipitation of proteins is
shown to be a good alternative for the selective precipitation (and
further purification) of phycobiliproteins. Economic and
environmental impacts were assessed and encouraging results
were obtained from both perspectives, leading us to believe in the
potential for the industrial implementation of some of the results
here obtained. O paradigma do consumo está a mudar. Os consumidores estão mais atentos ao que consomem e a questões relacionadas com a sustentabilidade desses produtos. Esta mudança foi motivada pelo cuidado de saúde associado ao consumo de produtos naturais, mas também pela necessidade de implementar recursos e processos mais sustentáveis como forma de combater as mudanças climáticas, sem comprometer a qualidade e o preço do produto final. Os pigmentos são uma das classes de compostos que podem ser obtidos a partir de biomassa, sendo reconhecidos pelas suas inúmeras atividades biológicas. Pelas suas propriedades espectrais e biológicas, os pigmentos podem ser aplicados em diversos setores de atividade que vão desde a alimentação humana, à cosmética, nutracêutica e medicina. Contudo, as metodologias convencionais para obtenção de pigmentos exigem frequentemente o uso de equipamento dispendioso e/ou o uso de solventes orgânicos considerados tóxicos. Nesta tese, processos de extração e purificação alternativos para recuperar os pigmentos de algas foram desenvolvidos e propostos. Metodologias simples e eficientes, maioritariamente baseadas em solventes aquosos, foram usadas para obter um ou mais pigmentos de uma mesma alga. Em todos os capítulos apresentados, um conjunto de solventes foi testado assim como foram estudadas as condições operacionais de forma a atingir os melhores rendimentos e/ou purezas. Soluções aquosas de líquidos iónicos tensioativos mostraram um enorme potencial, sob várias perspetivas, na obtenção de pigmentos hidrofóbicos tais como clorofilas e carotenoides. Por outro lado, a precipitação induzida de proteínas provou ser uma boa alternativa na precipitação seletiva (e consequente purificação) de ficobiliproteinas. Os impactos económicos e ambientais foram estudados e resultados encorajadores foram obtidos de ambos as perspetivas, levando-nos a acreditar no sucesso da implementação industrial de alguns dos trabalhos apresentados. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/31353 |
Appears in Collections: | UA - Teses de doutoramento DQ - Teses de doutoramento |
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