Tecnologias sustentáveis para a extração de produtos bioactivos de interesse industrial. Patrícia Pestana

Transcrição

1 Tecnologias sustentáveis para a extração de produtos bioactivos de interesse industrial Patrícia Pestana

2 Compostos de interesse para as INDUSTRIAS ALIMENTAR e FARMACÊUTICA Alga Divisão Compostos Atividade funcional Arthrospira platensis Cyanobacteria EFA s (Omega 3) Ficocianina Vitamina E Anti-inflamatório Antioxidante Chlorella vulgaris Chlorophyta Cantaxantina e Astaxantina Antioxidantes Chlorella pyrenoidosa Chlorophyta Luteína Antioxidante Dunaliella salina Chlorophyta -caroteno Antioxidante

3 Compostos de interesse para as INDUSTRIAS ALIMENTAR e FARMACÊUTICA Alga Divisão Compostos Atividade funcional Isochrysis galbana Haptophyta EFA s (Omega 3) Fucoxantina Anti-inflamatório Antioxidante Anticancerígena Undaria pinnatifida Ochrophyta Fucoxantina Antioxidante Anticancerígena Haematococcus pluvialis Chlorophyta Astaxantina Antioxidantes Dictyopteris membranacea Ochrophyta Óleos e polissacáridos Antimicrobiana

4 Métodos tradicionais para obter compostos de alto valor. Vantagens e desvantagens EXTRAÇÃO FRIO QUENTE Maceração Hidrodestilação Prensagem a frio Solventes

5 MACERAÇÃO Carateristicas da matriz Seletividade do solvente Extração fracionada + Hexano = Ex: ácidos gordos + Diclorometano = Ex: alcaloides + Metanol = Ex: taninos

6 PRENSAGEM A FRIO

7 Fonte de calor HIDRODESTILAÇÃO

8 Fonte de calor EXTRAÇÃO COM SOLVENTES

9 VANTAGENS & DESVANTAGENS Extraçã o Quente Vantagens - Processo eficiente ( > rendimento) Desvantagens - Degradação dos compostos termolábeis - Consumo de grandes quantidades de solventes - Fraca qualidade dos extratos - Inflamabilidade dos solventes Frio - Estabilidade dos compostos - Técnica simples (maceração) - Exige a secagem das algas (prensagem a frio) - Processo muito demorado - Não ocorre esgotamento do extrato devido à saturação do solvente - Consumo de grandes quantidades de solventes - Inflamabilidade dos solventes

10 Extração com FLUÍDOS SUPERCRÍTICOS como processo alternativo para obter compostos de alto valor

11 FLUÍDO SUPERCRÍTICO - definição Substância que se encontra em condições de pressão e temperatura acima do seu PONTO CRÍTICO

12 FLUÍDO SUPERCRÍTICO - Características Estado Densidade (kg m - 3 ) Coeficiente difusão (m 2 s - 1 ) Viscosidade (N s m - 2 ) Gasoso Supercrítico Líquido Densidade semelhante à de um líquido (maior poder solvente que um gás) Coeficiente de difusão superior ao de um líquido (transporte mais eficiente) Viscosidade inferior à de um líquido (penetração mais rápida) EFICIÊNCIA DE EXTRAÇÃO

13 FLUÍDOS SUPERCRÍTICOS Fluído T c ( o C) P c (atm) Etanol Água Etileno Benzeno Tolueno Propano Hexano bar = atm

14 CO 2 SUPERCRÍTICO (green solvent)

15 CO 2 SUPERCRÍTICO (green solvent) Características em condições NTP: - GRAS - Não inflamável - Não corrosivo - Incolor - Inodoro - Gasoso - Apolar

16 CO 2 SUPERCRÍTICO (green solvent) Em condições Supercríticas: - Propriedades mistas de gás e líquido - Capacidade elevada de transporte e extração Elevado poder solvente

17 PROCESSO DE EXTRAÇÃO 1º Pressurização do vaso extrator (P e T > P c e T c ) 2º A extração decorre 3º Despressurização nos vasos coletores 4º Recuperação dos extratos e libertação do CO 2

18 Princípios básicos da extração supercrítica efeitos da Temperatura e da PRESSÃO Pressão Densidade Solubilidade

19 Princípios básicos da extração supercrítica efeitos da TEMPERATURA e da Pressão Temperatura Densidade CO 2 Pressão vapor compostos Enquanto prevalecer o efeito da Densidade Enquanto prevalecer o efeito da Pressão vapor Solubilidade Solubilidade

20 CURVA DE EXTRAÇÃO - exemplo

21 Extração com CO 2 SUPERCRÍTICO - Tecnologia sustentável - Tecnologia amiga do ambiente - Não tóxica - Rápida - Sem degradação térmica - Mantem a integridade da matriz - Evita consumo de grandes quantidades de solventes orgânicos - Produz extratos de alta qualidade para farmacéutica, cosmética e neutracéutica

22 Algas - Extração de compostos de valores acrescentado DESAFIOS: Parede celular Moléculas polares

23 Do ponto de vista técnico e económico, quando é que a SFE é mais vantajosa: - Legislação ambiental (processo) - Legislação exige pureza - Industria exige alta qualidade - Imagem de marca

24 ALGAS - Exemplos de condições T e P Matéria-prima Compostos P (bar) T (ºC) Tempo (min) Dunaliella salina -carotenos Nannocholopsis gaditana Carotenoides e Clorofilas Dictyopteris membranacea Voláteis Chlorella pyrenoidosa Luteína Arthrospira platensis Ácido γ linolénico

25 Exemplos Extração da cafeína dos grãos de café Extração de óleos essenciais (vegetais e animais) Extração de nicotina das folhas de tabaco Extração de gorduras de produtos alimentares

26