Extração assistida por ultrassom de compostos fenólicos do resíduo da produção de vinho

Orientador: Prof. Dr. Joel Gustavo TelekenCoorientador: Prof. Dr. Guilherme Martinez MibielliDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Palotina, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia Ambiental. Defesa : Palotina, 03/03/2023Inclui referênciasResumo: O Brasil é um país de grande atividade agrícola e um dos países que mais produz resíduos agroindustriais, como o bagaço de uva. O bagaço de uva é um subproduto abundante da indústria do vinho que consiste no resto das cascas, sementes e caules. Estima-se que este resíduo represente cerca de 30% da massa total da uva utilizada no processo de vinificação. A destinação mais comumente empregada desse resíduo é a compostagem ou ração animal. Considerando que tais resíduos são ricos em compostos bioativos, amplamente reconhecidos por suas propriedades promotoras de saúde e aplicações tecnológicas, a extração dessas substâncias representa uma alternativa para a obtenção de produtos de alto valor agregado que podem ser utilizados como ingredientes nas indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. Dessa forma, este estudo visa avaliar o processo de obtenção de compostos fenólicos a partir de resíduos de vinificação por meio de extração assistida por ultrassom e avaliar a aplicação tecnológica para o mesmo. A matéria-prima coletada em uma vinícola do oeste de Santa Catarina foi tratada termicamente, seca, triturada e caracterizada quanto ao teor de umidade e tamanho de partículas. Avaliou-se o tempo de extração através de uma cinética e a análise das variáveis do processo deu-se por meio de um DCCR, onde foram estudadas as variáveis de extração: temperatura, razão sólido/líquido, concentração de solvente e potência de ultrassom. Para todos os ensaios foram realizadas as análises de compostos fenólicos totais, perfil fenólico e atividade antioxidante. A quantificação dos compostos fenólicos totais foi realizada pelo método de Folin-Ciocalteu e a atividade antioxidante pelos métodos DPPH (2,2- difenil-1-picrilhidrazila) e FRAP (Poder Antioxidante de Redução do Ferro). Já para o perfil fenólico utilizou-se um cromatógrafo líquido acoplado ao detector de massa (HPLC-MS). A partir do planejamento experimental, validou-se, estatisticamente e experimentalmente, o modelo matemático para a análise de Compostos Fenólicos Totais, no qual apenas a variável razão sólido/líquido possui efeito significativo. O melhor resultado para CFT foi de 51,21±7,57 mgAG/gbiomassa; nas condições de extração: 50 ºC, 40 % etanol, 4 gbiomassa/L e 60 % de potência de ultrassom. Esse ensaio resultou em 59,09±5,85 µmolTE/gbiomassa de atividade antioxidante pelo método DPPH e 516,21±17,08 µMSF/gbiomassa pelo método FRAP. A partir dessa melhor condição, realizou-se uma extração em maior volume. O extrato obtido foi liofilizado e caracterizado quando seu perfil fenólico, no qual o ácido siríngico foi o composto identificado em maior concentração. Posteriormente o extrato foi avaliada quando a sua viabilidade celular e de estresse oxidativo, demonstrando potencial positivo para uso em células humanas.Abstract: Brazil is a country of great agricultural activity and one of the countries that most produces agro-industrial residues such as grape pomace. Grape pomace is an abundant by-product of the wine industry consisting of the rest of the skins, seeds and stems. It is estimated that this residue represents about 30% of the total weight of the grape used in the winemaking process. The most used destination for this residue is composting or animal feed. Considering that such residues are rich in bioactive compounds, widely recognized for their health-promoting properties and technological applications, the extraction of these substances represents an alternative for obtaining products with high added value that can be used as ingredients in the food, cosmetics and pharmaceutical industries. Thus, this study aims to optimize the process of obtaining phenolic compounds from winemaking residues through ultrasound-assisted extraction. Initially the raw material was collected in a winery in the west of Santa Catarina. It underwent heat treatment, drying, crushing and characterization regarding moisture content and particle size. The extraction time was optimized through kinetics and the process optimization was performed through a DCCR, where the extraction variables were evaluated: temperature, solid/liquid ratio, solvent concentration and ultrasound power. For all tests the analysis of total phenolic compounds, phenolic profile and antioxidant activity was performed. The quantification of total phenolic compounds was performed by the Folin-Ciocalteu method, the antioxidant activity by the DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) and FRAP (Antioxidant Power of Iron Reduction) methods. For the phenolic profile, a liquid chromatograph coupled to a mass detector (HPLC-MS) was used. In the process optimization analysis, the mathematical model for the analysis of Total Phenolic Compounds was statistically and experimentally validated, in which only the variable solid/liquid ratio has a significant effect. The best result for CFT was 51.21±7.57 mgAG/gbiomass, under the following extraction conditions: 50 ºC, 40% ethanol, 4 gbiomass/L, and 60% ultrasonic power. This assay resulted in 59.09±5.85 µmolTE/gbiomass of antioxidant activity by the DPPH method and 516.21±17.08 µMSF/gbiomass by the FRAP method. Based on this optimal condition, a larger volume extraction was performed. The obtained extract was freeze-dried and characterized for its phenolic profile, in which syringic acid was the compound identified at the highest concentration. Subsequently, the extract was evaluated for its cell viability and oxidative stress, demonstrating positive potential for use in human cells

Produ??o de bioetanol a partir de biomassa lignocelul?sica de milho

There is already a consensus on a new global agenda to increase the share of renewable sources, to become an economy based on a wide range of alternative energy sources, in which ethanol can be regarded as an important biofuel. Brazil is the second largest producer of ethanol, however, it is still necessary to diversify the production matrix to make it more attractive for replacement as an alternative fuel. Therefore, it is observed the need for studies with different raw materials, mainly the use of low-cost residues that have a high availability, such as lignocellulosic wastes from agriculture. In this context the aim of this work was to study the production of bioethanol as biofuel from corn lignocellulosic residue. For that, a pretreatment followed by enzymatic hydrolysis to obtain fermentable sugars was carried out. The best condition was the use of a solution of 100 g/L of biomass, concentration of 0.2 gCaO/gbiomass in incubation at 70 ?C and agitation of 200 rpm for a period of 24 hours. Then enzymatic hydrolysis was performed using commercial enzymes at concentrations of 2 % Ctec2 (m/m) and 0.5 % Htec2 (m/m), incubated at 50 ?C and 200 rpm of stirring for 24 hours. Through this process, a solution with a concentration of 0.31 gsugars/gbiomass was obtained, being fermentable sugars quantified by HPLC. Thereafter, a new hydrolyzate was produced in order to be fermented by an industrial Saccharomyces cerevisiae strain (PE-2) and by a wild yeast strain, isolated from rotting corn and taxonomically identified as a new species from genus Wickerhamomyces. From these processes, a yield of 0.376 gethanol/gglucose was achieved, demonstrating the potential of this process for the bioethanol production.J? existe um consenso da necessidade de uma mudan?a do cen?rio energ?tico global para aumentar a parcela de fontes renov?veis, tornando a economia baseada em uma ampla gama de plataformas alternativas de energia, na qual o etanol pode ser apontado como um importante biocombust?vel. O Brasil ? o segundo maior produtor de etanol, contudo ainda ? necess?rio a diversifica??o da matriz de produ??o a fim de torna-lo mais atrativo para substitui??o como combust?vel alternativo. Dessa forma, observa-se a necessidade de estudos com diferentes mat?rias-primas, principalmente a utiliza??o de res?duos de baixo custo que apresentem grande disponibilidade, como, por exemplo, os res?duos lignocelul?sicos da agricultura. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a produ??o de bioetanol como biocombust?vel a partir do res?duo lignocelul?sico do milho. Para tanto, executou-se um pr?-tratamento seguido de hidr?lise enzim?tica para obten??o de a??cares fermentesc?veis. A melhor condi??o ocorreu com o emprego de uma suspens?o de 100 g/L de biomassa, concentra??o de 0,2 gCaO/gbiomassa em incuba??o ? temperatura de 70?C e agita??o de 200 rpm, por um per?odo de 24 horas. A seguir foi realizado hidr?lise enzim?tica, utilizando-se enzimas comercias nas concentra??es de 2% Ctec2 (m/m) e 0,5% Htec2 (m/m), em incuba??o ? temperatura de 50?C e 200 rpm de agita??o, durante 24 h. Por meio desse processo, obteve-se uma solu??o com concentra??o de 0,31 ga??cares/gbiomassa, sendo os a??cares fermentesc?veis quantificados via HPLC. Em seguida, produziu-se um novo hidrolisado, o qual foi fermentado utilizando uma cepa industrial de Saccharomyces cerevisiae (PE-2) e outra selvagem, isolada a partir de biomassa de milho em decomposi??o, identificada taxonomicamente como uma nova esp?cie do g?nero Wickerhamomyces. A partir desses processos determinou-se um rendimento de 0,376 getanol/gglicose, demonstrando o potencial deste processo para a produ??o de bioetanol

Does universal newborn hearing screening impact the timing of deafness treatment?

Objective To evaluate the impact of the Universal Neonatal Hearing Screening (UNHS) on the age at diagnosis, beginning of treatment, and first cochlear implant surgery. Methods A retrospective cohort study with children up to 12 years old with bilateral hearing loss were divided into two groups: patients who underwent UNHS and the ones who didn't. The groups were compared according to their age at the beginning of the evaluation at a specialized center, at the beginning of the intervention, and, for the ones who had indication, at the cochlear implant surgery. The group who underwent UNHS was divided between the ones who passed the screening test and the ones who didn't. They were compared according to their ages at the same moments as the first two groups. Results 135 patients were included. The median age at the first appointment in a specialized center was 1.42 (0.50 and 2.50) years, at the beginning of treatment 2.00 (1.00 and 3.52) years, and the cochlear implant surgery 2.83 (1.83 and 4.66) years. Children who underwent UNHS were younger than those who didn't, at the three evaluated moments (p < 0.001). In a subanalysis, children who passed the UNHS but were later diagnosed with hearing loss reached the first appointment with a specialist and started treatment older than those who failed the tests. Conclusion Performing UNHS interfered with the timing of deafness diagnosis and treatment. However, children who passed the screening but were later diagnosed with hearing loss were the category with the most important delay