O COCO (Cocus nucifera) COMO MATÉRIA PRIMA

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1 Instituto de Tecnologia ORT do Rio de Janeiro O COCO (Cocus nucifera) COMO MATÉRIA PRIMA Trabalho de conclusão do Curso Técnico de Biotecnologia (Nível Médio) Allan Schechter, Ingrid Amaral e Pedro Thiengo Orientadora Dra. Maria Antonia Malajovich Out/2013

2 O coco é o fruto do coqueiro (Cocus nucifera L.), uma árvore originária da Ásia. No Brasil, são produzidos anualmente frutos (Embrapa). É considerado um fruto de grande importância socioeconômica, tendo em vista seu papel de fonte de matéria-prima para diversos ramos industriais (agroindústrias, têxteis, cosméticos) e seu uso alimentício como produto de alto valor nutricional. O fruto do coco é botanicamente classificado como uma drupa fibrosa. A casca, formada pela epiderme lisa e um mesocarpo fibroso e castanho semelhante a palha, que ocupa 57% do fruto. Possui um endocarpo duro revestindo o albúmen ou polpa branca. Aproximadamente ¾ da cavidade central da castanha do coco são recobertos por um liquido opalescente altamente nutritivo a água de coco.

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4 A INDÚSTRIA DO COCO O coco é a maior fonte mundial de ácido láurico, um ácido orgânico com aplicações diretas na indústria alimentícia, de cosméticos e na extração de álcool. O conteúdo de óleo na polpa é superior a 60% e pode ser extraído mediante prensagem fria ou quente ou com utilização de solvente, sendo extremamente versátil. É um substituto eficaz de óleos vegetais tradicionais por não sofrer degradação mesmo sob altas temperaturas e não possuir gorduras trans, geradas no processo de hidrogenação comuns nos óleos vegetais. Também possui importância dermatológica devido as suas propriedades hidratantes válidas para renovação do cabelo e da pele e larga utilização na culinária. A transesterificação dos triglicerídeos do óleo de coco a um éster monoálquil, o biodiesel, é uma alternativa sustentável de redução do uso de combustíveis fósseis especialmente na Tailândia e nas Filipinas. Além disso, na água de coco encontram-se citocininas, fitormônios que estimulam a divisão celular, utilizados em biotecnologia vegetal.

5 OBJETIVO DO TRABALHO Explorar as possibilidades de aproveitamento do coco como matéria-prima para a cadeia produtiva industrial, destacando algumas das técnicas empregadas para otimizar a utilização desse recurso natural.

6 Preparação de meio de cultivo Água de coco Aspectos dietéticos Vinho e Vinagre Polpa Óleo de coco Cultivo in vitro Coco Culinária Industria têxtil Substrato para jardinagem Fibra Biodiesel Cosméticos Saponificação Ração

7 INCLUSÃO EM MEIOS DE CULTIVO E NA ALIMENTAÇÃO A ÁGUA DE COCO

8 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA ÁGUA DE COCO Principais componentes minerais: água 95,5%, proteína 0,1%, gordura 0,1%, carboidratos 4%. Teor de minerais: Fe 0,09 0,27 ppm; Mn 0,52 2,18 ppm; Ca 52,80 196,22 ppm; Mg 1,92 1,99 ppm; Zn 0,12 0,54 ppm; Cu 0,11 0,46 ppm; P 0,76 3,17 ppm; K ppm e Na ppm. Outros componentes: iodo, enxofre e cloro. Vitaminas: Vit. C, entre 2,2 a 3,7 mg/%, diminuindo na medida em que o coco amadurece. Vit. do complexo B em pequena proporção. Devido ao alto teor de potássio, a água de coco pode ser empregada como diurético, líquido hidratante e forma de combate a câimbras e hipercolesterolemia.

9 PREPARAÇÃO DE VINHO DE COCO MATERIAL Água de coco, béquer, manta de agitação, balança, açúcar cristal, levedura Saccharomyces cerevisiae, fermentador. PROCEDIMENTO 1. Em um béquer, colocar 500mL de água de coco. 2. Pesar 100g de açúcar. 3. Adicionar o açúcar. 4. Inocular pequena quantidade da levedura Saccharomyces cerevisiae. 5. Transferir o conteúdo para uma garrafa plástica com a tampa vazada preenchida por uma mangueira de látex ligada a um tubo de ensaio com água. 6. Manter o fermentador em ambiente fresco e com penumbra por algumas semanas. 7. Acompanhar a fermentação pela liberação de gás. RESULTADO Obtivemos vinho de coco por fermentação alcoólica.

10 VINHO DE COCO

11 O CULTIVO IN VITRO DE TECIDOS VEGETAIS O cultivo de tecidos vegetais in vitro consiste em isolar, desinfetar e cultivar em meio de cultura apropriado fragmentos de organismo vivo, chamados de explantes. O objetivo é a clonagem vegetal, ou seja, a propagação de clones idênticos à planta-mãe. Essa prática baseia-se no principio de totipotência das células vegetais. Isso significa que uma célula ou um tecido vegetal é potencialmente capaz de gerar um novo organismo. O meio de cultivo ideal deve fornecer fontes de carbono, vitaminas, sais minerais e reguladores de crescimento. Um dos meios mais utilizados é o de Murashige & Skoog (M&S) ao qual se adicionam os reguladores de crescimento. Alguns destes fatores podem ser encontrados na água de coco, o suco de laranja e a polpa de tomate, frequentemente utilizados nos laboratórios de cultivo vegetal.

12 PREPARAÇÃO DE MEIO DE CULTIVO MATERIAL Água destilada, ágar, açúcar cristal, água de coco, meio de Murashige e Skoog, balança, béquer, bastão de vidro, micro-ondas, potes de 100ml, panela de pressão. PROCEDIMENTO 1. Pesar 0,4g de meio de Murashige & Skoog, 1.4g de ágar e 5g de açúcar cristal. 2. Dissolver em 100mL de água. 3. Misturar com 100mL de água de coco. 4. Acrescentar o ágar e esquentar no micro-ondas até derreter. 5. Aferir o volume (200mL). 6. Distribuir igualmente em 20 potes de 10mL. 7. Esterilizar na panela de pressão por 30 minutos.

13 Após algumas semanas, observamos o crescimento dos explantes de alho, a partir da região meristemática da planta-mãe. CULTIVO IN VITRO DE EXPLANTES DE ALHO MATERIAL Faca, dente de alho, azulejo, desinfetante, água sanitária, água estéril, pinças, béquer com álcool, frascos de vidro contendo meio de cultura M&S com água de coco esterilizados previamente. PROCEDIMENTO 1. Descascar os dentes de alho. 2. Esterilização do material: deixar em água sanitária diluída (50%) com uma gota de detergente durante 10 minutos e lavar 3 vezes em água estéril em 5, 10 e 20 minutos. Agitar suavemente durante todo o processo. 3. Em condições assépticas transferir os dentes de alhos esterilizados para uma placa de Petri. 4. No fluxo laminar, separar a parte basal e cortá-la ao meio. 5. Transferir ambos os explantes para o frasco com meio de cultivo estéril, colocando os pedaços do alho em posições de polaridade diferente. 6. Observar semanalmente o crescimento dos explantes. RESULTADO

14 CULTIVO IN VITRO DE ALHO

15 CULTIVO IN VITRO DE GEMAS DE BATATA INGLESA MATERIAL Faca, batata, inglesa brotada, azulejo, desinfetante, água sanitária, água de torneira estéril, pinças, béquer com álcool, frascos de vidro esterilizados contendo meio de cultura M&S com água de coco. PROCEDIMENTO 1. Retirar as gemas das batatas. 2. Esterilização do material: deixar em água sanitária diluída (50%) com uma gota de detergente durante 10 minutos e lavar 3 vezes em água estéril em 5, 10 e 20 minutos. Agitar suavemente durante todo o processo. 3. Em condições assépticas transferir as gemas esterilizadas para uma placa de Petri. 4. No fluxo laminar, transferir as gemas para o frasco estéril contendo o meio de cultivo M&S com água de coco. 5. Observar semanalmente o crescimento dos explantes. RESULTADO Após algumas semanas, observamos o crescimento dos explantes de batata.

16 CULTIVO IN VITRO DE GEMAS DE BATATA INGLESA

17 Extração, caracterização e derivados para a indústria química O ÓLEO DE COCO

18 O óleo extraído da polpa do coco é composto de ácidos graxos saturados (mais de 80%) com elevados índices de ácidos láurico, caprílico e mirístico. Seu principal ácido graxo é o ácido láurico que possui diversas aplicações na indústria de cosméticos, farmacêutica e culinária e essencial para a síntese de monolaurina no organismo para o combate a micro-organismos invasores. Essa composição química fornece ao óleo de coco características singulares como a resistência á oxidação não enzimática e um ponto de fusão baixo, inferior a 25 C. Trata-se de um óleo estável, pois mantém suas propriedades mesmo sob temperaturas elevadas.

19 EXTRAÇÃO DO ÓLEO MATERIAL Coco seco, béquer, micro-ondas, faca de bom corte, liquidificador, funil, garrafa plástica, tesoura coador, bacia. PROCEDIMENTO 1. Abrir os cocos, reservar a água. 2. Retirar e picar a polpa em pequenos pedaços. 3. Bater a polpa com a água do próprio coco no liquidificador até que se forme uma pasta. 4. Espremer esta pasta em uma bacia, separando a massa do leite de coco. 5. Transferir o leite de coco com o auxilio de um funil para uma garrafa plástica em local escuro por cerca de 48 horas (fermentação). 6. Colocar na geladeira. O óleo de coco solidificará em temperaturas inferiores a 23 0 C. 7. Com o auxilio de uma tesoura abrir a garrafa e retirar a mistura sólida de óleo e polpa. 8. Aquecer no micro-ondas até o óleo ficar liquido, fritando a parte da polpa que sobrou. 9. Coar o óleo separando-o da polpa e guardar ambos os produtos na geladeira.

20 RETIRAR A POLPA CORTAR, TRITURAR E ESPREMER O LEITE DE COCO FERMENTAÇÃO RETIRADA DA PARTE SÓLIDA

21 ESQUENTAR A PARTE SÓLIDA COAR O ÓLEO POLPA FRITA E ÓLEO DE COCO

22 ÓLEO DE COCO A LIQUIDO ÓLEO DE COCO CONGELADO

23 RESULTADOS Em três extrações, obtivemos o óleo de coco, puro e límpido. Com o aprimoramento da técnica utilizada, o rendimento passou de 6,8% a 17,6%. Tabela: Rendimento da extração de óleo de coco (100 x massa de óleo de coco / massa de polpa tratada) Extrações Massa de polpa tratada (g) 1188,4 1293,1 1811,3 Massa de óleo de coco (g) 80,7 189,8 319,6 Rendimento (%) 6,8 14,7 17,6

24 MEDIDA DO PONTO DE FUSÃO DO ÓLEO OBTIDO MATERIAL Suporte universal, garra, tubo de ensaio de base reta, termômetro, rolha, óleo de coco, cronômetro. PROCEDIMENTO 1. Adicionar óleo de coco ao tubo de ensaio, com o termômetro preso a rolha. 2. Prender a rolha na garra para que fique reto e que o termômetro não toque as paredes do tubo. 3. Reservar na geladeira até que se solidifique. 4. Depois de completamente sólido retirar da geladeira. 5. Anotar de 3 em 3 minutos a temperatura até que o óleo fique completamente líquido. RESULTADOS Observamos que o ponto de fusão se deu a 22 0 C, quando a temperatura se estabilizou. Podemos analisar de acordo com o gráfico abaixo:

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27 A PRODUÇÃO DE SABÃO POR SAPONIFICAÇÃO Os sabões são produzidos por uma reação química chamada de saponificação. Este processo consiste na reação de óleos ou gorduras com uma base forte, sob aquecimento, formando álcool e um sal. Se a base utilizada na reação de saponificação for NaOH, a consistência do sabão produzida será mais rígida. Quando utilizamos o KOH ao invés de NaOH, obtemos um sabão potássico mole como o creme de barbear.

28 MATERIAL Béquer, colheres de madeira, vaselina, balão volumétrico, termômetro, óleo de coco, solução de NaOH 10M, água destilada, azeite de oliva, bastão de vidro, funil de vidro, forma de porcelana. Preparação da solução de NaOH 10M: Pesar 40g de NaOH. Dissolver em 50mL de água destilada, transferir para um balão volumétrico de 100 ml e avolumar. PROCEDIMENTO 1. Pesar 57,1g de óleo de coco e 228,6g de azeite. 2. Transferir cada um para um béquer e aquecer as amostras a 40 0 C. 3. Transferir as amostras a um béquer maior. 4. Adicionar lentamente a solução de NaOH mexendo continuamente até que a mistura alcance uma consistência de purê. 5. Untar as formas de porcelana com vaselina em gel. 6. Despejar a mistura nas formas. 7. Aguardar duas semanas antes de desenformar.

29 RESULTADOS A reação de saponificação foi bem sucedida, produzindo sabões em diferentes consistências variáveis de acordo com a concentração de óleo de coco e azeite. Com 100% de óleo de coco (controle), obteve-se um sabão bem rígido com alta capacidade de lipossolubilidade. Com 100% de azeite, obteve-se um sabão de consistência bem menos firme. As misturas realizadas produziram sabões de consistências intermediárias, sendo a proporção mais interessante a de uma parte de óleo de coco para três de azeite.

30 100% AZEITE 25% COCO 75% AZEITE 75% COCO 25% AZEITE 100% COCO

31 A PRODUÇÃO DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICAÇÃO O biodiesel é um combustível derivado de biomassa renovável para a geração de energia, que pode substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil. Além de ser um combustível alternativo de queima limpa, o biodiesel é simples de ser usado, biodegradável, não tóxico e essencialmente livre de compostos sulfurados e aromáticos. O biodiesel é fabricado através de um processo químico chamado transesterificação onde a glicerina é separada da gordura ou do óleo vegetal por reação com um álcool. O processo gera dois produtos de interesse industrial, o biodiesel e a glicerina.

32 MATERIAL Balança, bastão de vidro, água destilada, erlenmeyer, pipeta, pera, proveta, óleo de coco, proveta, 15mL metanol, agitador, KOH 9M, funil de decantação, bico de Bunsen, placa de Petri, papel filtro, suporte universal. PROCEDIMENTO 1. Colocar em um erlenmeyer 100mL de óleo de coco. 2. Adicionar, cuidadosamente, 15mL de metanol. 3. Acrescentar vagarosamente 1mL da solução de KOH 9M. 4. Agitar a mistura por 10 minutos. 5. Colocar no funil e aguardar a decantação. 6. Retirar a camada inferior(glicerol). 7. Lavar a camada superior com 10mL de água destilada e deixar que decante novamente. A camada superior é o biodiesel. RESULTADO A transesterificação dos triglicerídeos do óleo de coco com catalisador básico, produziu um éster transparente, o biodiesel, e glicerol. O glicerol foi retirado e o biodiesel lavado e decantado para separação de fases.

33 COMBUSTÃO DO ÓLEO DE COCO

34 INCLUSÃO NA ALIMENTAÇÃO A POLPA DE COCO

35 O valor nutritivo do coco é conhecido desde a Antiguidade. O elevado teor de sais minerais, especialmente potássio e sódio, fazem do coco um alimento altamente recomendado para o combate a aterosclerose e para manter a homeostase corporal. Tabela nutricional (1 colher das de sopa) da polpa de coco % VD (*) Calorias (valor energético) 70,8 kcal 3,54 % Pontos* 3 - Carboidratos 3 g 1 % Proteínas 0,6 g 0,8 % Gorduras totais 6,8 g 12,36 % Gorduras saturadas 6 g 27,27 % Fibra alimentar 1,8 g 7,2 % Sódio 4 mg 0,17 % (*) % Valores Diários de referência com base em uma dieta de kcal ou 8400 kj. Seus valores diários podem ser maiores ou menores dependendo de suas necessidades energéticas.

36 POLPA DE COCO (SUBPRODUTO DA EXTRAÇÃO DE ÓLEO) MATERIAL Polpa de coco, liquidificador, pote plástico PROCEDIMENTO Peneirar a polpa processada no liquidificador, separando-a do leite de coco. RESULTADO Obteve-se um produto que possui diversos usos na culinária.

37 RAÇÃO (SUBPRODUTO DA EXTRAÇÃO DE ÓLEO) MATERIAL Proteína da polpa frita, gral, pistilo, congelador, peneira, pote plástico, liquidificador. PROCEDIMENTO 1. Triturar o resíduo de polpa (frito) proveniente da extração do óleo com ajuda do gral e do pistilo até obtenção de um pó uniforme. 2. Conservar no congelador. RESULTADO Por ser altamente proteico e nutritivo, o produto obtido pode ser usado na complementação das rações animais.

38 Agricultura e jardinagem, indústria téxtil A CASCA E AS FIBRAS DO COCO

39 As fibras e a casca do coco são resíduos resultantes do processamento industrial da polpa seca (copra). Apesar de serem subprodutos de interesse industrial e de alto valor agregado, infelizmente são pouco aproveitados. O mesocarpo fibroso pode ser usado na produção de substratos para jardinagem e hidropônia. Também pode ser utilizado em matrizes poliméricas de bom isolamento térmico e acústico, papéis, ecomateriais da construção civil e telas protetoras do solo. Resíduos tratados e triturados da polpa e da casca podem ser utilizados na complementação alimentar do gado.

40 EXTRAÇÃO DAS FIBRAS DO COCO VERDE MATERIAL Coco verde, bacia, água sanitária, tesoura, NaOH. PROCEDIMENTO 1. Separar a parte fibrosa do coco verde. 2. Preparar uma solução saturada de NaOH. 3. Aquecer as fibras em uma panela por aproximadamente 30 minutos. 4. Deixar as fibras embebidas na solução de NaOH por um mês. 5. Lavar em água abundante. 6. Voltar a aquecer para que saia a parte orgânica que ainda restar. 7. Deixar de molho em água sanitária por 4h. 8. Deixar secar. RESULTADO Com os filamentos obtidos trançamos pequenas cordas muito resistentes.

41 FIBRAS DE COCO FIBRAS

42 BIBLIOGRAFIA EMBRAPA BIOTECNOLOGIA ENSINO E DIVULGAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE Giselle de Souza Araujo ftp://ftp.ufrn.br/pub/biblioteca/ext/bdtd/gisellesa.pdf WIKIPEDIA AIRE DU SAVON - FICHE PRATIQUE USES FOR COCUNUT OIL COCONUT OIL AS DIESEL FUEL VS BIODIESEL Rafael Rishikawa Slideshare Associação Norte Nordeste de Química Texto slide de cultivo in vitro Solange Rocha Monteiro de Andrade Princípios da Cultura de Tecidos Vegetais BiodieselBr

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