Remoção de colesterol e fracionamento do oleo de manteiga com etano supercritico

Orientador: Rahoma Sadeg Mohamed.Dissertação (mestrado) - Universidade Estadula de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Nas últimas décadas a sociedade em geral vem tendo uma nova postura em relação a seus hábitos alimentares. Tem-se evitado, por exemplo, dietas que contenham altos teores de gordura e colesterol, levando-a a procurar alimentos mais saudáveis. Esta mudança gerou uma redução no consumo de leite integral e seus derivados, bem como, gordura e óleo de manteiga. A manteiga e o óleo de manteiga devido a seus altos teores de gordura e colesterol vêm tendo aplicações limitadas. O fracionamento da manteiga e a remoção do colesterol apresentam-se como alternativas atrativas na produção de gordura com novas características adequadas que possam ser utilizadas nas indústrias alimentícias. O presente trabalho é relacionado com a utilização do etano na remoção do teor de gordura e colesterol nos produtos alimentícios e fracionamento do óleo de manteiga. Os objetivos específicos foram: 1) Determinar as solubilidades do colesterol e do óleo de manteiga no etano supercrítico; 2) Fracionar o óleo de manteiga utilizando um processo combinado de extração/adsorção; 3) Desenvolver um modelo termodinâmico para correlacionar as solubilidades do colesterol puro em etano supercrítico. Foram determinadas as solubilidades do colesterol e do óleo de manteiga em etano supercrítico nas temperaturas de 40, 55 e 70°C, e pressões variando de 85 a 240 bar utilizando um aparelho experimental de extração a altas pressões, que permite um controle independente da temperatura e da pressão. O fracionamento do óleo de manteiga foi realizado utilizando o processo combinado da extração/adsorção, obtendo-se frações com baixos teores de colesterol e diferentes temperaturas de cristalização. Um modelo termodinâmico baseado no equilíbrio sólido/fluido supercrítico, considerando a fase supercrítica como um líquido expandido, mostrou uma boa capacidade para correlacionar as solubilidades do colesterol puro em etano supercrítico. Espera-se que este trabalho contribua na apresentação de subsídios relevantes à utilização do etano como solvente alternativo na extração dos produtos naturais e alimentíciosAbstract: Not informed.MestradoEngenharia de ProcessosMestre em Engenharia Químic

Remoção do colesterol e fracionamento do oleo de manteiga com dioxido de carbono supercritico

Orientador: Rahoma Sadik Mohamed.Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: A busca de produtos com baixos teores de gordura vem crescendo entre os consumidores. Com isso, o consumo de leite desnatado tem crescido, com um subseqüente aumento na produção da gordura do leite, sub-produto do processo de produção do leite desnatado. Ao mesmo tempo a demanda por gordura do leite não tem aumentado, ao contrário, tem diminuído.Com isso, tem-se gerado um excedente de óleo de manteiga a cada ano. Uma maneira de se amenizar o problema é a criação de novas aplicações para a gordura do leite. Fracionando-se o óleo de manteiga, pode-se obter frações do óleo de propriedades químicas e físicas distintas. Estas frações poderiam vir a ser utilizadas como matéria prima em outras indústrias. A remoção do colesterol da gordura do leite também surge como uma solução no sentido de se tomar os produtos da gordura do leite mais atraentes para o consumo o objetivo desta tese é o levantamento de dados que permitam compreender e avaliar a potencialidade da extração supercritica como uma tecnologia viável para a remoção do colesterol e o fracionamento dos triglicerídeos no óleo de manteiga. Neste trabalho, foram determinadas as solubilidades do colesterol e do óleo de manteiga em 'CO IND. 2¿ supercritico e as seletividades do colesterol em relação aos triglicerídeos do óleo de manteiga, nas temperaturas de 40, 55 e 70°C, e pressões variando de 100 a 360 atm. Os dados foram coletados utilizando um aparelho experimental de extração a altas pressões que permite um controle independente da temperatura e pressão. A seguir, foram realizados fracionamentos do óleo de manteiga onde foram determinadas as composições de colesterol e dos triglicerídeos nas frações coletadas. Acoplando-se ao processo de extração supercrítica um estágio de adsorção na alumina, foi possível simultaneamente fracionar o óleo de manteiga e remover 97% do colesterol. O processo de adsorção com a alumina não causou alteração nas composições dos triglicerídeos nas frações obtidas. Por fim foi desenvolvido um modelo termodinâmico que descreve o equilíbrio de fases envolvido no fracionamento do óleo de manteiga. Para a aplicação do modelo, foi utilizado um procedimento que resultou na representação dos mais de 1300 componentes do óleo de manteiga, por somente 14 famílias de triglicerídeos, cujas propriedades críticas foram estimadas de dados experimentais e correlações disponíveis na literatura. O modelo termodinâmico empregou a equação volumétrica de estado de Peng-Robinson. Utilizando este modelo, foi possível correlacionardados da literatura de distribuição das composições dos triglicerídeos na fase supercrítica em equilíbrio com a fase líquida do sistema óleo de manteiga / 'CO IND.2¿. A seguir, utilizou-se o modelo para prever as frações molares dos triglicerídeos nos experimentos realizados neste trabalho. Com exceção dos triglicerídeos de alto peso molecular o modelo previu de maneira satisfatória as frações molares dos triglicerídeos na fase supercritica. Espera-se que este trabalho possa contribuir no fornecimento de subsídios que permitam o desenvolvimento de processos para a remoção do colesterol e fracionamento do óleo de manteiga com fluidos supercríticosAbstract: Growing consumer search for low fat food has led to an increased demand for skim milk and subsequent surplus of butter, a by-product in skim milk production. At the same time butter has been loosing markets for low cholesterol, low fat products such as margerine. One way to solve this problem is form new products from milk fat. With the fractionation of the butter oil , it is possible to produce milk fat with unique and specific physical and chemical properties. These fraction can be used to manufacture a more spready butter at the refrigerator temperature or more stable butter at room temperature for the bakery industry. Cholesterol removal makes these products still more atractive to consumers. The objective of this thesis is to obtain information that permit the understanding and evaluation of the potential of supercritical extraction as a viable technology for the removal of cholesterol and fractionation of triglycerides in butter oil. In this work, we report on the solubilities of cholesterol and butter oil in supercritical 'CO IND. 2¿ and the selectivities of cholesterol in relation to triglycerides in butter oil, at 40, 55 and 70°C, and pressures ranging from 100 to 360 bar. The solubility data was obtained using an experimental apparatus for extraction at high pressures that permits the independent control of temperature and pressure. The compositions of cholesterol and triglycerides in the fraction collected with varying accumulated 'CO IND.2¿ volume were also determined. Due to the low selectivity of cholesterol in relation to triglycerides in butter oil with the simple extraction using supercritical 'CO IND.2¿, an adsorption stage utilizing alumina was coupled to this process. With this combined supercritical extraction / adsorption on alumina process it was possible to simultaneously fractionate the butter oil and remove 97% of the cholesterol. The adsorption process with alumina did not cause alteration in the compositions of triglycerides in the fraction obtained. Finely, a thermodynamic model that describes the phase equilibria involved in the fractionation of the butter oil was developed. To apply this model, a procedure that represents the more than 1300 triglycerides of the butter oil, by only 14 families, with properties estirnated using experimental data and correlations available in the literature, was implemented. The thermodynamic model employed the Peng-Robinson volumetric equation of state. Using this model, it was possible to correlate literature data for triglyceride composition in the supercritical phase tha is in equilibrium with the liquid phase of the system butter oil 'CO IND.2. The adjusted model was subsequently used to predict the mole fraction of triglycerides in the oil fraction extracted with experiments realized in this work. With the exception of triglycerides of higher molecular weigh, the model predicts the mole fraction of the triglycerides in the supercritical phase in a satisfactory manner. It is hoped that this work may contribute to the development of large scale processes for the removal of cholesterol and fractionation of butter oil with supercritical fIuidsMestradoEngenharia de ProcessosMestre em Engenharia Químic

Extração de cafeina das sementes da planta do guarana (Paullinia cupana) com dioxido de carbono supercritico e co-solventes

Orientador : Rahoma Sadeg Mohamed.Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Alcalóides são compostos orgânicos encontrados em produtos naturais. Estas substâncias podem apresentar efeitos tóxicos no ser humano e animais, porém apresentam propriedades terapêuticas quando usados em doses moderadas. Alcalóides como cafeína, teofilina, teobromina, emetina e pilocarpina, entre outros, são utilizados como princípios ativos em uma variedade de medicamentos e estimulantes. Devido às suas propriedades, processos para a recuperação de alcalóides de produtos naturais são de grande interesse para as indústrias de alimentos, de cosméticos e farmacêuticas. O alca1óide mais consumido no mundo, a cafeína, é encontrado em grandes concentrações em produtos naturais, tais como, nas folhas da planta do mate, nos grãos de café e nas sementes de guaraná. Os processos convencionais utilizados para recuperar a cafeína a partir destas matrizes vegetais normalmente utilizam solventes orgânicos que podem causar danos ao meio ambiente e são tóxicos para o ser humano e animais. A extração de alcalóides com o uso de dióxido de carbono supercritico (CO2-SC), um solvente não-tóxico, não-inflamavél, encontrado comercialmente com grande pureza, não-agressivo ao meio ambiente e que possui baixas constantes criticas, tem sido utilizada em substituição a estes processos convencionais. Os fluidos no estado supercritico (FSC), em certas regiões de interesse nos processo reais, possuem densidades próximas às dos líquidos, viscosidades próxima às dos gases e difusividades intermediárias. Estas características tornam estes solventes potencialmente atrativos para os processos de extração. As extrações com o uso de FSCs são baseadas no fato de que, próximo ao ponto critico do solvente, propriedades como a densidade e a capacidade de solvência variam enormemente com pequenas mudanças nas pressões e temperaturas do processo, possibilitando a fácil recuperação dos solutos com pequenas mudanças nestas variáveis. Um grande problema associado ao uso do CO2-SC, nos mais variados processos de extração, é a pequena polaridade deste solvente e, conseqüentemente, a baixa capacidade de solubilizar solutos polares. Esta capacidade pode ser aumentada através da adição de cosolventes polares em baixas concentrações ao CO2-SC, como por exemplo água, etanol ou acetonitrila. Esta dissertação de mestrado procura dar uma contribuição ao desenvolvimento científico de uma tecnologia promissora para a extração de aJca1óides a partir de produtos naturais: o processo de extração com fluido supercríticos, tendo por objetivo principal, a extração da cafeína de sementes da planta do guaraná (Paullinia cupona) com dióxido de carbono supercritico e co-solventes polares como o etanol e o isopropanol. Com o intuito de determinar o efeito do uso de co-solventes na solubilidade da cafeína pura em CO2-SC, experimentos de solubilidade da cafeína em misturas supercriticas de etanol/CO2 e isopropanol/CO2 foram realizados usando um aparelho de extração de fluxo semicontinuo a altas pressões. A solubilidade da cafeína em misturas contendo 5% etanol/CO2, 10% etanol/CO2 e 5% isopropanol/CO2 foram determinadas a 323,2 e 343,2 K com pressões variando de 15,2 a 23,4 MPa. Experimentos de extração de cafeína a partir de sementes torradas e moídas de guaraná foram obtidos no mesmo aparelho experimental utilizando as misturas supercríticas a 323,2; 333,2 e 343,2 K e 17,9; 23,4 e 30,0 MPa. Experimentos da extração de cafeína em função do diâmetro de partícula de sementes torradas e moídas de guaraná foram obtidos a 323,5K, 23,4 MPa e diâmetros de partícula variando entre 91 e 775 µm. A concentração de fenóis totais presentes nos extratos obtidos foi determinada através de método calorimétrico. Em todos os experimentos moa vazão de l,44g CO2/min foi utilizada. Através dos resultados obtidos para a solubilidade de cafeína pura nas misturas supercriticas observa-se que a adição de co-solvente aumenta a solubilidade da cafeína nos solventes supercríticos. Este aumento pode ser atribuído ao aumento das forças de interação química (pontes de hidrogênio) e ao aumento das forças de dispersão entre o soluto e o solvente devido à adição de co-solventes. A adição de co-solvente em contra partida, diminui a seletividade do solvente para o alcalóide aumenta em maior grau a taxa de extração de fenóis em relação ao aumento da taxa de extração de cafeína, observadas nos experimentos de extração. Foi verificado que a solubilidade de cafeína pura aumenta com o aumento da pressão, porém este efeito, em geral, não foi observado no aumento das taxas de extração do alcalóide. Nos sistemas estudados para a determinação da solubilidade de cafeína, foi verificada a ocorrência de comportamento retrógrado nas pressões mais baixas (diminuição da solubilidade com a elevação da temperatura), onde o aumento da pressão de vapor de saturação do soluto com o aumento da temperatura é insuficiente para compensar a perda de poder de solubilização do solvente devido à diminuição da densidade com o aumento da temperatura. Nos experimentos de extração, observou-se que a taxa de extração dos solutos aumenta com a temperatura devido ao efeito no processo de dessorção da cafeína adsorvida na matriz de guaraná. As melhores condições experimentais encontradas para a extração de cafeína, a partir de sementes de guaraná, foram: 17,9 MPa e 343,2 K usando 10% de etanol como co-solvente e um diâmetro médio de partículas de 180µm. Além do desenvolvimento técnico-científico, espera-se que estes resultados contribuam para o desenvolvimento econômico da extração de alcalóides de produtos naturais, abrindo a possibilidade de formulação tanto de produtos atraentes aos consumidores preocupados com a saúde (produtos descafeinados, por exemplo), como subprodutos utilizados como princípios ativos em medicamento (alcalóides de todas as variedades)Abstract: Alkaloids are organic compounds found in natural products and have toxic effects on animals and humans. In moderate doses, they however disp1ay therapeutic effects. Alkaloids from vegetable matrices such as caffeine, teophylline, teobromine, emetine and pilocarpine, among others, are used in many medicine formulations and as stimulants. Because of these properties, processes for the recovery of these compounds from natural products are of great importance for the pharmaceutical, food and cosmetic industries. Caffeine, the most consumed alkaloid in the word, is found in high concentration in some natural products such as mate leaves, coffee beans and guaraná seeds. Unfortunately, conventional process for the recovery this alkaloid from vegetable matrices use organic solvents. These solvents could have damaging effects on the environment and harmful to human and animal health. Extraction using supercritical carbon dioxide (SC-CO2), a non-toxic and noncombustible solvent; commercially available in high purity, environmentally benign and attainable critical parameters, has being utilized to substitute conventional processes. Supercritical fluids (SFC) are characterized by high densities, low viscosities, and diffusivities that are intermediate between gases e liquids. These unusual properties make SCFs potentially good solvents in a variety of applications. Supercritical Fluid Extraction (SFE) is based on the fact that, near the critical point of the solvent, its properties such as density and solvent power change rapidly with only slight variations of pressure and temperature; this way compounds can be dissolved and recovered from SFCs by simple manipulation of these variables. A problem associated with the widespread use of SC-CO2 is attributed to its low polarity and hence the low solubility of polar solutes. For industrial processes this inevitably leads to the use of large solvent volumes and high pressures. The addition of polar fluids (cosolvents) such as water, methanol and acetonitrile to the CO2 can modify ifs polarity and improves its capacity to dissolve polar solutes. The objective from this work is to provide information on caffeine extraction from guaraná seeds (Paullinia cupana) using supercritical carbon dioxide and polar cosolvents such as ethanol and isopropanol. In order to assess the effect of cosolvents on the solubility of caffeine in SC-CO2, experimental data on solubility of caffeine in supercritical ethanol/CO2 and isopropanol/CO2 mixed solvents were obtained using a high-pressure semi-continuous flow apparatus. Caffeine solubi1ities in 5% ethanol/CO2, 10% ethanol/CO2 and 5% isopropanol/CO2 mixtures were determined at 323.2 and 343.2 K and pressures ranging from 15.2 at 23.4 MPa. Experimental data on extraction curves of caffeine from ground and roasted guaraná seeds were also obtained with the same supercritical mixtures at 323.2, 333.2 and 343.2 K and at 17.9, 23.4 and 30.0 MPa. Caffeine extraction curves from guaraná particles with diameters ranging from 91 at 715µm were obtained at 323.5 K, at 23.4 MPa in order to assess the effect of the solid matrix on the extraction rate of caffeine. The concentration of total phenols found in the extracts was also obtained by colorimetric determination. In all experiments, the solvent flow rate utilized was 1,44g CO2/min. The results obtained for the solubility of pure caffeine in the supercritical mixtures indicated large increases in solubility with increase in relative amount of the co-solvent in the mixed solvent The large solubilities in the presence of cosolvent are attributed to the resultant chemical interaction force (hydrogen bonding) and increase in dispersion forces in the systems upon the addition of cosolvents. The addition of cosolvents, however, was found to reduce the selectivity of solvent for the caffeine in the extraction experiments, increasing the total phenols extraction rate. The increase in pressure increases the pure caffeine solubilities, but the increase in pressure did not, however, always result in increase in the extraction rate. The solubility of pure caffeine in mixed solvents also revealed the presence of a retrograde region, where the solubility decreased with increase in temperature, with the cross-over pressure being a function of the critical temperature and Pressure of the mixed solvent. In the extraction of caffeine from guaraná seeds, extraction rates increased with the increase in temperature due to the effect of temperature on the desorption of caffeine from the seed matrix. The best conditions for the caffeine extraction were found at 17.9 MPa and 343.2 K using the 10% ethanol/CO2 supercritical mixture and average particle diameter of 180µm. It is hoped that the information provided in this work can contribute to enhance the understanding of the extraction processes of alkaloids and in general of active principles from natural productsMestradoEngenharia de ProcessosMestre em Engenharia Químic

Métodos de extração de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em amostra de solo, sedimento e lodo.

bitstream/item/12265/1/documentos_79.pd

Extração do óleo essencial de patchouli Pogostemon cablin (Blanco) Benth utilizando dióxido de carbono supercrítico

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos.O óleo essencial de patchouli é um importante insumo para as indústrias de perfume e cosméticos, além disto é utilizado como um aditivo natural em conjunto com aromas em alimentos. Patchoulol e a-patchouleno são os principais componentes do óleo essencial de patchouli, sendo suas concentrações diretamente proporcionais a qualidade do óleo. Atualmente, o método mais utilizado para a obtenção do óleo essencial de patchouli é através da destilação por arraste a vapor, porém esta causa a degradação térmica de alguns componentes do óleo. No presente trabalho o óleo essencial de patchouli foi extraído com dióxido de carbono supercrítico a diferentes condições de pressão (74 bar a 140 bar) e temperatura (32°C a 50°C) e através de destilação por arraste a vapor, afim de comparar os métodos de extração. Foi demonstrado que a extração com dióxido de carbono (CO2) supercrítico a 140 bar e 32°C forneceu um rendimento de 5,14% enquanto que a destilação por arraste a vapor forneceu um rendimento de 1,50%. Além disso, as maiores concentrações de patchoulol obtidas nas extrações supercríticas (31,39% e 32,23%) também foram maiores que a obtida por destilação por arraste a vapor (19,4%). Portanto, a extração com CO2 supercrítico promoveu um maior rendimento e um óleo essencial de patchouli de melhor qualidade em relação ao método da destilação por arraste a vapor. Os experimentos realizados tiveram como objetivo investigar a influência de diferentes parâmetros do processo no rendimento e na qualidade do óleo essencial para determinar a condição ótima de extração com CO2 supercrítico em relação ao rendimento e qualidade do óleo essencial de patchouli. Dentro da faixa de pressão e temperatura estudadas, a melhor condição de extração supercrítica obtida foi de 100 bar e 32°C, pois são as menores pressão e temperatura em que se obtêm o maior rendimento e um óleo essencial de patchouli de maior qualidade

Estudos dos processos de destilação molecular para a obtenção de alfa-tocoferol (vitamina E) e de extração supercritica para a obtenção de alfa-tocoferol e beta-carotero (pro-vitamina A)

Orientador: Maria Regina Wolf MacielTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O Brasil se coloca em posição privilegiada devido à sua enorme potencialidade em recursos naturais e agrícolas, principalmente, neste momento em que a substituição de insumos utilizados nas áreas alimentícia, farmacêutica e de cosméticos por produtos de origem natural vem tendo destaque. Entretanto, falta explorar tecnologias para aproveitamento de tais recursos. Como exemplo, têm-se o Destilado da Desodorização do Óleo de Soja (DDOS) para a obtenção de tocoferóis (vitamina E) e o óleo de palma na obtenção de beta-caroteno (pró-vitamina A). Para tanto, este trabalho de tese teve por objetivo estudar e comparar, via simulação, dois processos de separação para a obtenção destes produtos: a Destilação Molecular e a Extração Supercrítica. Na parte de Destilação Molecular, foi apresentado o desenvolvimento do processo para a recuperação de tocoferóis, a partir do DDOS. Conclui-se que, como os tocoferóis destilam em condições similares às dos ácidos graxos, a recuperação dos tocoferóis em um único estágio de destilação não será possível. No caso, o processo irá requerer mais de um estágio de destilação e operação em mais de uma temperatura para obter o produto desejado. Em sistemas onde se deve separar componentes que apresentam características semelhantes, principalmente em termos de peso molecular e pressão de vapor, como é o caso, o destilador molecular de filme descendente apresenta melhor desempenho. Na parte de Extração Supercrítica, foi feita a exploração e montagem do processo no Simulador Comercial de Processos HYSYS, utilizando como caso estudo a separação etanol/água. Esta etapa foi realizada para a familiarização com o simulador no que concerne ao desenvolvimento de uma metodologia para a simulação de um processo supercrítico. Foi desenvolvido o processo completo de Extração Supercrítica (incluindo recuperação e reciclo do solvente) para a recuperação de tocoferóis e para a recuperação de carotenos, usando CO2 ou CO2/etanol, como solvente supercrítico, respectivamente. Concluiu-se que, a destilação molecular foi mais efetiva na recuperação de beta-carotenos, enquanto que a extração supercrítica foi mais efetiva na recuperação dos tocoferóis. Finalmente, foi feita uma comparação entre os processos estudados, para a recuperação de tocoferóis, a partir do DDOS, onde foram levados em consideração gastos com aquisição de equipamentos, com utilidades e a qualidade pretendida dos produtos finais (produtividade e pureza). Foi uma comparação breve, destacando-se os pontos mais relevantes para a comparação entre os processosAbstract: Brazil has a privileged position due to its potentiality of natural resources and agriculture, mainly, in this moment that the substitution of conventional materials used in the nutritious, pharmaceutical and cosmetic areas by natural products has gained interest and importance. However, technologies to take advantage of such resources are not fully explored. As example, the products derived from vegetable oils refining, the Deodorizer Distillate of Soy Oil (DDSO) for obtaining tocopherols (Vitamin E) and the Palm Oil for obtaining betacarotene (pro-vitamin A) can be cited. So, the objectives of this work are to study and to compare, through simulation, two separation processes for obtaining these products: Molecular Distillation and Supercritical Extraction. ln molecular distillation, the process development for recovering tocopherols from DDSO is presented. It was conc1uded that, as the tocopherols distill at similar conditions that the fatty acids, the tocopherols recovery in a single stage of distillation is not possible. In this case, it is necessary more than one stage of distillation and operation in more than one temperature, for obtaining the desired product. For systems, presenting similar characteristics, mainly in terms of molecular weight and vapor pressure, as it is this case, the falling film molecular distillator presents the best performance. In supercritical extraction, firstly, it was made an exploration on the layout of this process using the Commercial Simulator HYSYS, for separating ethanol from water. After that, this process was used to study the complete process (inc1uding solvent recovery and recyc1e) for recovering tocopherols from DDSO and for recovering carotenes from palm oil, using CO2 or CO2/ethanol as supercritical solvent, respectively. It was conc1uded that, the molecular distillation was more effective for beta-carotene recovering and the supercritical extraction was more effective for tocopherols recovering. Finally, it was made a comparative study between both processes for recovering tocopherols from DDSO, where costs with acquisition of equipment and utilities and the intended quality of the final product have been taken into consideration (productivity and purity). This comparative study was brief, showing only the most important points for the comparison of both processesDoutoradoDoutor em Engenharia Químic

Extração e caracterização química de carotenóides prevenientes de biomassas de interesse para a aquicultura

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos.O processo de extração de pigmentos naturais pode ser feito através da utilização de solventes orgânicos, porém, a presença de resíduos de solvente e a instabilidade do composto obtido são fatores que limitam a sua aplicação. Uma das técnicas mais promissoras é a extração supercrítica que vem sendo considerada uma técnica atrativa, principalmente no que diz respeito ao meio ambiente e à qualidade dos produtos obtidos. Neste contexto, e com o intuito de aumentar o valor do produto não apenas em aspectos econômicos, mas também nutricionais este estudo vem trazer como perspectiva a adição de pigmentos às rações de pescados através de fontes naturais. Para isso, foi estudada a extração de pigmentos carotenoídicos das biomassas Phaffia rhodozyma, Haematococcus pluvialis e Chlorella vulgaris por extração convencional por solventes e extração supercrítca. Estudos com a incorporação da levedura Phaffia rhodozyma e da microalga Chlorella vulgaris in natura em rações para crustáceos também foram desenvolvidos, com o intuito de estudar-se a possível inclusão destes aos alimentos de maneira menos dispendiosa e sem que estes fossem previamente tratados. Dentro dos estudos de extração, a extração supercrítica mostrou-se de alta eficiência quanto à extração de compostos carotenoídicos. Já dentro da extração com solventes orgânicos, o método desenvolvido por BONFIN, 1998 demonstrou melhor rendimento quanto a extração de carotenóides. Nos experimentos para a incorporação de pigmentos naturais a alimentação de crustáceos, as iomassas naturais, Phaffia rhodozyma e Chlorella vulgaris mostraram-se eficientes quanto à coloração dos animais, e não houve diferenças significativas em relação às outras fontes de carotenóides já comumente inseridas na alimentação destes animais

Efeito antitumoral e antiangiogênico dos extratos bruto e supercríticoo de Bidens pilosa Linné e Casearia sylvestris Swartz

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em FarmáciaO desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas, como as que utilizam as plantas medicinais, tem despertado grande interesse no tratamento do câncer, pois as terapêuticas tradicionais não são capazes de regredir totalmente a evolução da doença e/ou apresentam elevada toxicidade. B. pilosa e C. sylvestris, plantas medicinais que possuem vários usos populares no Brasil e outros países americanos, têm sido indicadas para o tratamento de tumores. Neste estudo a extração supercrítica (ESC) foi o método de escolha, por seu bom fracionamento presentes na matriz vegetal. Assim sendo, o presente trabalho se propôs avaliar as atividades citotóxica, antiproliferativa, antitumoral, nucleásica, antiangiogênica e pró-apoptótica dos extratos bruto e supercrítico de B. pilosa e C. sylvestris em diferentes condições de extração utilizando modelos experimentais in vitro e in vivo. Para se atingir tal objetivo, foram realizados experimentos para avaliar primeiramente a atividade citotóxica (MTT) in vitro com extrato bruto (EB) (0-500 ?g/mL) e nos extratos na extração supercrítica (ESC) 250bar/40°C (0-100 ?g/mL), e a atividade antiproliferativa através do ensaio clonogênico (100 e 200 ?g/mL ) dos extratos de B. pilosa. Os resultados obtidos no MTT e ensaio clonogênico mostraram que os EB e ESC 250 bar/40°C de B. pilosa foram ineficazes em reduzir a viabilidade celular e antiproliferativa em células MCF-7 e T-24. A partir dos resultados obtidos com B. pilosa descritos acima, foram realizados os ensaios de viabilidade celular (MTT) em células MCF-7 (5, 10, 20, 40 e 80 ?g/mL) e T-24 (1; 2,5; 5; 7,7 e 10 ?g/mL) com as diversas condições de ESC de C. sylvestris. Já o EB de C. sylvestris foi realizado em células MCF-7, em concentrações de 62,5; 125; 250; 500 e 1000 ?g/mL e em T-24 nas concetrações de 10; 25; 50; 75 e 100 ?g/mL. Além disso, foi avaliado o efeito dos extratos (EtOH5% 300bar/40°C e EtOac5% 300bar/40°C) sobre o DNA plasmidial através da ativida nucleásica. A atividade antitumoral in vivo foi realizada em camundongos Balb/C inoculados com o TAE e tratados com EB de C. sylvestris e ESC (EtOH5% 300 bar/40°C e EtOac5% 300bar/40°C) de C. sylvestris nas concentrações de 0,1; 1 e 10 mg/kg e através da atividade antiangiogênica em ovos fertilizados de Gallus domesticus, através do ensaio da membrana corioalantóica (MCA), nas mesmas concentrações de 1, 5 e 10 mg/kg/dia. Também foi avaliada a capacidade pró-poptótica, através do ensaio de anexina V por citometria de fluxo em células TAE retiradas dos camundongos após o tratamento com os extratos supercríticos EtOH 5% 300bar/40°C de 0,1 mg/kg/dia, EtOac5% 300bar/40°C de 0,1mg/kg/dia e EtOac5% 300bar/40°C de 1 mg/kg/dia, que elevaram o percentual de células apoptóticas e necróticas de C. sylvestris. Os resultados demonstraram que os extratos supercríticos (EtOH5% 300bar/40°C e EtOac5% 300bar/40°C) de C. Sylvestris reduziram de maneira significativa a viabilidade de células MCF-7 e T-24. Em relação à avaliação da atividade nucleásica com o extrato supercrítico EtOH5% 300bar/40°C, se observou que houve dano direto ao DNA, sendo que o mesmo foi dose-dependente. Os ensaios in vivo demonstraram que os extratos supercríticos EtOH5% 300bar/40°C e EtOac5% 300bar/40°C apresentaram atividades antitumorais consideráveis. O tratamento com os extratos causaram importante inibição do crescimento tumoral nos camundongos, principalmente o extrato supercrítico EtOH5% 300bar/40°C (0,1 mg/kg/dia), causando também aumento do percentual médio de longevidade (PAL). O ensaio da anexina V revelou que a morte celular induzida pelos extratos supercríticos foi do tipo apoptose (EtOH 0,1 mg/kg/dia e EtOac 0,1 mg/kg/dia) e necrose (EtOac 1 mg/kg/dia). A atividade antiangiogênica dos EtOH5% 300bar/40°C e EtOAc5% 300bar/40°C (1, 5 e 10 mg/kg/dia) mostrou que os extratos foram capazes de reduzir de forma significativa o percentual de vasos sanguíneos em torno do embrião, sendo este efeito inversamente proporcional às concentrações.The development of new therapies, such as therapies using medicinal plants, has aroused great interest in cancer treatment, because the available therapies are not able to completely regress the disease progression and/or presents high toxicity. B. pilosa and C. sylvestris, medicinal plants that possess multiple popular uses in Brazil and other American countries, has been indicated for tumor treatment. In this study, the supercritical extraction (ESC) was the choice method for its superior performance in isolation of chemical compounds. Therefore, this study aimed to assess the cytotoxic, antiproliferative, antitumor, nucleasic, antiangiogenic and apoptotic activity of supercritical extract of B. pilosa and C. sylvestris at different extraction conditions using experimental models in vitro and in vivo. To achieve this goal, experiments were performed previously to evaluate the cytotoxic activity (MTT) in vitro with EB (0-500 µg/mL) and supercritical extract 250bar/40 °C (0-100 µg/mL), and antiproliferative activity via the clonogenic assay of B. pilosa extracts. The results obtained from MTT and clonogenic assay demonstrated that the B. pilosa EB and supercritical extract 250bar/40°C were ineffective in reducing cell viability and antiproliferative in MCF-7 cells and T-24. Considering the results obtained with B. pilosa described above, assays were performed in cell viability (MTT) in MCF-7 cells (5, 10, 20, 40 and 80 ?g/mL) and T-24 (1; 2.5; 5; 7.7 and 10 µg/ml) with ESC conditions with C. sylvestris. The EBC was performed on MCF-7 cells at concentrations of 62.5, 125, 250, 500 and 1000 µg/mL and T-24 in concetrations 10, 25, 50, 75 and 100 µg/ mL. Furthermore, the effect of extracts (EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40 °C) on plasmid DNA through the nuclease activity was also evaluated. The in vivo antitumor activity was performed in Balb/C mice inoculated with TAE treated with EBC and supercritical extract (EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40°C) of C. sylvestris at concentrations of 0.1, 1 and 10 mg/Kg and through the antiangiogenic activity of Gallus domesticus eggs fertilized by the chorioallantoic membrane essay (CAM) at the same concentrations of 1, 5 and 10 mg/kg/day. The pro-apoptotic ability was also evaluated by annexin V essay using flow cytometry in TAE cells taken from mice after treatment with the supercritical extract EtOH5% 300bar/40°C of 0.1 mg/kg/day, EtOac5% 300bar/40°C of 0.1 mg/ kg/day and EtOac 1mg/kg/day of 1 mg/kg/day that increased the apoptotic and necrotic cells percentage of C. sylvestris. The results demonstrated that the supercritical extract (EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40 °C) of C. Sylvestris significantly reduced the viability of MCF-7 and T-24 cells. Regarding the nuclease activity assessment with the supercritical extract EtOH5% 300bar/40°C, there was a direct dose-dependent damage on DNA. In vivo assays demonstrated that supercritical extract EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40°C showed considerable antitumor activity. The treatment with the extracts caused significant inhibition of tumor growth in mice, mainly the supercritical extract EtOH5% 300bar/40°C (0.1 mg/kg/day), also causing increase in the average percentage of longevity (PAL). The annexin V essay revealed that the induced cell death by extracts was apoptosis type (EtOH5% 300bar/40°C 0.1 mg/kg/day and EtOac5% 300bar/40°C 0.1 mg/kg/day) and also necrosis type (EtOac5% 300bar/40°C 1mg/kg/day). The antiangiogenic activity of the EtOH5% 300bar/40°C and EtOac5% 300bar/40°C (1, 5 and 10 mg/kg/day) demonstrated that the extracts were able to reduce significantly the percentage of blood vessels around the embryo being this effect inversely proportional to their concentrations

Estudo exploratorio da aplicabilidade dos meios supercriticos para a extração e o processamento de oleos vegetais com enfase em controle aplicado a unidade extratora

Orientador: Rubens Maciel FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Desde a concepção do processo a solvente para a extração de óleos vegetais, no início deste século, tem-se utilizado produtos petro-derivados como agentes de extração. Muito embora a qualidade destes agentes tenha melhorado significativamente ao longo dos anos, a fração hexana (atualmente utilizada) ainda traz consigo inconvenientes tais como a toxidez, a não-renovabilidade e a elevada inflamabilidade. Solventes em condições supercritícas, mais comumente o dióxido de carbono, por outro lado, vêm sendo empregados para a extração de produtos naturais, conferindo aos mesmos altas qualidades e, se feitos operar em ciclo, não produzem impacto ambiental. Objetivando investigar a viabilidade da tecnologia supercrítica com relação ao processo convencional de extração de óleos vegetais a hexano, faz-se revisões do consumo energético durante a operação e da problemática da modelagem do processo extrativo. Para contribuir com dados operaciQnais, pouco comuns, uma proposta de modelagem apresentada na literatura para a extração semi-contínua com dióxido de carbono supercrítico é adaptada para solução numérica e simulada em computador para estudos de sensibilidade paramétrica e de desempenhos para controladores clássicos (Proporcional) e avançados (Por Matriz Dinâmica: DMC). A análise de sensibilidade paramétrica, conduzida por intermédio de planejamentos fatoriais completos, mostrou ser possível por manipulação da velocidade de percolação do solvente, os controles das concentrações de óleo nas fases ao longo do período de extração, ocoDidas perturbações nos teores inicial de óleo dos sólidos e do solvente que ganha o extrator. Os controladores clássicos e avançados mostraram-se capazes de controlar o processo extrativo. Para as malhas de controle com entradas e saídas simples (SISO), aqui analisadas, o controlador clássico apresentou melhor desempenho que o DMC. Entende-se porém, que para malhas com múltiplas entradas e saídas (MIMO), mais prováveis na prática, estratégias de controle mais complexas que a clássica e mais adequadas que a por Matriz Dinâmica, como aqui adaptada para a extração semi-contínua, serão necessáriasAbstract: Since it was proposed in 20's, the solvent extraction process for oilseeds has employed petrol-derived solvents. Even thought these extraction agents have been significantly improved in quality, the hexane (nowadays used) still presents detrimental features such as toxicity, non-renewability as well as high flammability. Supercritical solvents, most often the carbon di oxide, on the other hand, have been applied to extract natural products, giving them high qualities and, if operated in a closed cycle, producing no environmental impacts. Intending to investigate the viability of the supercritical extraction process for lipids and to compare it with the conventional liquid hexane extraction process, the state of the art on the mathematical modelling and operational costs was up to dated. To contribute with operational data, not common in the literature, a dynamic model fur a semi-batch supercritical extraction with carbon dioxide was adapted to a numerical solution and simulated on a microcomputer. This numerlcal solution made possible a study of parameter sensitivity and analyses of performances for the cIassical Proportional and advanced DynamicMatrix (DMC) controllers. The analyses ofparameter sensitivity, made by means of a factorial design, had shown that tbe solvent superficial velocity can be used to control oil concentrations in the solid and in the solvent phases, after disturbances in the initial solid oil concentration and solvent inlet concentration.Both kinds of analysed controllers, specially the cIassical Proportional, showed good performances for controlling the residual oil in the solids and the solvent oil content, after disturbances in the initial oil content of the fed solids and in the solvent ínlet concentration. However, in situations in what multiple inputs and outputs are involved, control strategies more complex than the classical Proportional and more suitable than the DMC, as adapted here to the semi-continuous extraction, wiII be necessary to good performancesDoutoradoDesenvolvimento de Processos QuímicosDoutor em Engenharia Químic