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.Programa Doutoral em Engenharia Químic