The use of clean technologies to obtain biosurfactants and prebiotic carbohydrates from Brazilian ginseng (Pfaffia glomerata)

Autor(es)

Renata Vardanega

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
• Data de defesa: 2016-03-17

Membros da banca

Maria Angela de Almeida Meireles Petenate; Guilherme José Maximo; Marco Di Luccio; Priscilla Carvalho Veggi; Rosiane Lopes da Cunha

• Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles Petenate; Diego Tresinari dos Santos

Resumo

O ginseng brasileiro (Pfaffia glomerata) é uma planta nativa do Brasil que apresenta uma rica composição de compostos bioativos, incluindo a beta-ecdisona que apresenta propriedades estimulantes, as saponinas com atividade surfactante e açúcares prebióticos que possuem atividade prebiótica. Diante destes aspectos, diferentes processos de extração foram estudados a fim de maximizar a recuperação dos compostos bioativos de interesse, bem como separá-los em diferentes frações, utilizando apenas solventes não tóxicos. Inicialmente, realizou-se um estudo técnico e econômico da extração de beta-ecdisona e açúcares prebióticos das raízes e partes aéreas do ginseng brasileiro empregando extração com água subcrítica. Os resultados demonstraram que é possível obter extratos das raízes com concentração de beta-ecdisona de 0,7% (base seca, b.s.), enquanto que os extratos das partes aéreas apresentaram apenas 0,3% (b.s.) de beta-ecdisona. Em relação à extração de açúcares prebióticos, os extratos obtidos das raízes apresentaram um teor de frutooligossacarídeos de até 8,8% (b.s.), o que faz desta matéria-prima uma importante fonte desses compostos. A avaliação econômica do processo de extração com água subcrítica considerou principalmente o teor de beta-ecdisona dos extratos obtidos e demonstrou que o processamento das raízes é técnica e economicamente mais favorável do que o processamento das partes aéreas. Considerando os resultados obtidos neste estudo e dados da literatura sobre extração de compostos bioativos do ginseng brasileiro, um processo de extração intensificado realizado em duas etapas foi proposto com o intuito de aumentar a recuperação de beta-ecdisona, saponinas e açúcares prebióticos das raízes de ginseng brasileiro. Realizou-se a primeira etapa com etanol e a segunda com água, ambas a 333 K e avaliou-se o efeito da pressão neste processo. Observou-se que para a obtenção de compostos bioativos das raízes de ginseng brasileiro, processos realizados a pressão ambiente apresentam maior recuperação dos compostos do que quando realizados a alta pressão. Nesse processo obteve-se um extrato etanólico com 5,6% (b.s.) de beta-ecdisona e 47% (b.s.) de saponinas com concentração micelar crítica (CMC) = 6 mg?mL-1. O extrato etanólico não apresentou açúcares prebióticos. Já extrato aquoso apresentou um teor de frutooligossacarídeos de 9% (b.s.), além de 0,5% (b.s.) de beta-ecdisona e 24% (b.s.) de saponinas com CMC = 18 mg?mL-1. Desta forma, o processo de extração intensificado permitiu a extração e fracionamento dos compostos bioativos das raízes de ginseng brasileiro, uma vez que foi possível obter um extrato etanólico rico em beta-ecdisona e saponinas e um extrato aquoso rico em açúcares prebióticos. A partir destes resultados, um estudo econômico foi realizado a fim de comparar diferentes cenários de produção para avaliar a viabilidade econômica do processo de extração intensificado. Esse estudo confirmou o processo intensificado como sendo a rota de produção de extratos das raízes de ginseng brasileiro economicamente mais viável. Ao final do desenvolvimento deste trabalho demonstrou-se que é possível substituir processos de extração convencionais por processos inovadores que não utilizam solventes tóxicos, minimizam a geração de resíduos através do melhor aproveitamento das matérias-primas e são mais eficientes do ponto de vista energético além de serem altamente promissores do ponto de vista econômico (AU)

• Processo FAPESP: 13/17260-5 - Intensificação do processo de extração de saponinas do ginseng brasileiro (Pfaffia glomerata) utilizando ultrassom e processos acoplados para aproveitamento integral da planta
• Beneficiário: Renata Vardanega
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado