Desenvolvimento de metodologias verdes na investigação química de resíduos da cultura e do processamento de cana-de-açúcar
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Data
2020-08-14
Autores
Orientador
Funari, Cristiano Soleo de 
Coorientador
Pós-graduação
Biotecnologia - IBB
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
As Nações Unidas preconizam pesquisas focadas na conversão de subprodutos agrícolas em recursos úteis para a sociedade, porque esses subprodutos podem contribuir para mudanças climáticas, contaminação da água e do solo e poluição do ar local. Os princípios da Química Verde devem conduzir a investigação de compostos de valor agregado em subprodutos, pois todo desenvolvimento de produto começa na escala analítica. Neste trabalho, nove diferentes abordagens de extração foram investigadas lado a lado para bagaço de cana-de-açúcar, incluindo três métodos de referência. Two-Liquid-Phase Ultrasound-Assisted Extraction with Probe ou Two-Liquid-Phase Dynamic Maceration com uma geometria de frasco adequada e com etanol e n-heptano, considerados mais verdes, compatíveis com análises e de alta disponibilidade, como alternativas para solventes de referência, como metanol e n-hexano, foram as duas melhores abordagens baseadas na extração e no desempenho ambiental. Eles foram aplicados aos três principais subprodutos sólidos do setor sucroenergético. Os extratos hidroetanólico e n-heptânico produzidos foram analisados, respectivamente, por cromatografia líquida de ultra alta eficiência e cromatografia gasosa, ambas acopladas à espectrometria de massas, sem a necessidade de utilizar etapas de preparação de amostra que exigem tempo, energia e consumo de solventes, como evaporação de solventes, concentração de metabólitos, resuspensões e derivatização. Foram identificados 111 compostos em um único subproduto, cobrindo desde a sacarose altamente polar até o apolar n-hexatriacontanal, em um único procedimento de extração. Orientina, apigenina-6-C-glucosilrhamnosídeo, 1-octasonol, octacosanal e outros compostos bioativos foram identificados nesses subprodutos que se encontram abundantemente disponíveis e que, usualmente, são queimados apenas para produzir energia. Esses dois métodos aparecem como procedimentos verdes, simplificados e altamente eficientes para extrair e identificar de forma abrangente subprodutos sucroenergéticos sólidos. Estes métodos podem ser aplicados para obter o perfil metabólico de outros subprodutos ou matrizes sólidas complexas.
Resumo (português)
The United Nations preconizes research focused on converting agricultural by-products into useful resources for society because these by-products can contribute to climate change, water and soil contamination, and local air pollution. Green chemistry principles should drive the search for valuable compounds in by-products since every product development begins at the analytical scale. In this work, nine different extraction approaches were investigated side-by-side for sugarcane bagasse, including three reference methods. Two-Liquid-Phase Ultrasound-Assisted Extraction with Probe or Two-Liquid- Phase Dynamic Maceration with a proper vial geometry and with the greener, analysis-compatible, highly available ethanol and n-heptane as alternatives for the reference methanol and n-hexane were the two best approaches based on the extraction and environmental performances. They were applied to the three main solid by-products of the sucroenergetic industrial. The produced hydroethanolic and n-heptane extracts were analyzed by ultra-high-performance liquid chromatography and gas chromatography both coupled to mass spectrometry, respectively, without requiring time, energy, and solvent consuming sample preparation steps like solvent evaporations, metabolite concentration, re-suspensions, and derivatization. Up to 111 compounds were annotated in a single by-product, covering from the very polar sucrose to nonpolar n-hexatriacontanal in a single extraction procedure. Orientin, apigenin-6-C-glucosylrhamnoside, 1-octasonol, octacosanal, and other bioactive compounds were identified in these abundantly available by-products, which are currently just burned to produce energy. These two methods appear as a green, simplified, and highly efficient procedures to comprehensively extract and identify solid sucroenergetic byproducts. These can be applied on metabolite profiling other by-products or complex solid matrices.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português