Publicação

Otimização da produção da biovanilina através da valorização da fibra de milho

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A vanilina representa o aroma da baunilha, sendo este um dos aromas mais apreciados globalmente. Este aroma é utilizado maioritariamente na indústria alimentar, cosmética e farmacêutica. São vários os métodos de obtenção da vanilina. No entanto, esta via de trabalho implica a produção da vanilina por bioprocesso através da degradação do ácido ferúlico - substrato - pela Amycolatopsis sp. ATCC 39116 - microrganismo. Desta forma, a principal necessidade deste trabalho é a purificação do substrato – ácido ferúlico – e do produto final – vanilina. Em relação ao ácido ferúlico, a primeira etapa - Separação do ácido ferúlico dos arabinoxilanos - consistiu na realização de uma ultrafiltração numa MetCell cross-flow, em que os arabinoxilanos apresentaram uma alta rejeição à membrana Nadir UP150, enquanto o ácido ferúlico conseguiu permear através da mesma, obtendo-se uma recuperação deste composto no permeado final global de 77% ± 0,05. A segunda etapa relativamente ao ácido ferúlico foi a realização de uma extração líquido-líquido com soluções modelo (solução aquosa apenas de ácido ferúlico com concentração de 3 g/L). Relativamente à vanilina, foram realizadas três etapas distintas para a purificação deste composto. A primeira etapa consistiu na purificação através de uma ultrafiltração com uma membrana GH, utilizando soluções modelo, cujo objetivo foi que os vanílicos e o ácido ferúlico permeassem totalmente através da membrana, de forma a reter macromoléculas existentes no caldo de fermentação. No entanto, as rejeições à vanilina e ao ácido ferúlico foram mais elevadas do que o esperado, tendo-se obtido uma percentagem de 33,96% e de 48,93%, respetivamente. A segunda etapa contou com a concentração da vanilina por osmose inversa utilizando duas membranas distintas – SW 30 e BW 30 – o objetivo foi avaliar qual destas membranas apresenta uma maior rejeição à vanilina, e se simultaneamente alguma destas membranas era capaz de permear o ácido ferúlico. Este processo de osmose inversa foi realizado com soluções modelo, mas também com solução real (caldo de fermentação). Para o processamento da solução real os resultados de rejeição à vanilina foram bastante mais satisfatórios do que para a solução modelo. Com a solução modelo a rejeição à vanilina foi de 67% ± 0,03 para a membrana SW 30 e de 66% ± 0,03 para a BW 30, ao passo que a rejeição obtida para a SW 30 com solução real foi de 99,73%. No entanto, estas duas primeiras etapas, que utilizaram membranas, tiveram percentagens altas de adsorção de vanilina e ácido ferúlico por parte das diferentes membranas. A terceira, e última etapa, de purificação da vanilina consistiu numa extração líquido-líquido, com soluções modelo de vanilina com uma concentração de 5 g/ L. Para este processo foram utilizados quatro solventes distintos. Esta etapa teve como finalidade observar se algum destes solventes era seletivo para a vanilina. Adicionalmente, foi também realizada uma diálise de forma a observar se seria possível a redução da cor acastanhada do caldo de fermentação. E por último, realizaram-se testes rápidos do bioprocesso com o ácido ferúlico obtido pela extração líquido-líquido de solução real.
Autores principais:	Melo, Matilde Pereira Branco de Lacerda e
Assunto:	Vanilina Ácido ferúlico Ultrafiltração Osmose inversa Extração líquido-líquido
Ano:	2022
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade Nova de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório Institucional da UNL

Descrição
Resumo:	A vanilina representa o aroma da baunilha, sendo este um dos aromas mais apreciados globalmente. Este aroma é utilizado maioritariamente na indústria alimentar, cosmética e farmacêutica. São vários os métodos de obtenção da vanilina. No entanto, esta via de trabalho implica a produção da vanilina por bioprocesso através da degradação do ácido ferúlico - substrato - pela Amycolatopsis sp. ATCC 39116 - microrganismo. Desta forma, a principal necessidade deste trabalho é a purificação do substrato – ácido ferúlico – e do produto final – vanilina. Em relação ao ácido ferúlico, a primeira etapa - Separação do ácido ferúlico dos arabinoxilanos - consistiu na realização de uma ultrafiltração numa MetCell cross-flow, em que os arabinoxilanos apresentaram uma alta rejeição à membrana Nadir UP150, enquanto o ácido ferúlico conseguiu permear através da mesma, obtendo-se uma recuperação deste composto no permeado final global de 77% ± 0,05. A segunda etapa relativamente ao ácido ferúlico foi a realização de uma extração líquido-líquido com soluções modelo (solução aquosa apenas de ácido ferúlico com concentração de 3 g/L). Relativamente à vanilina, foram realizadas três etapas distintas para a purificação deste composto. A primeira etapa consistiu na purificação através de uma ultrafiltração com uma membrana GH, utilizando soluções modelo, cujo objetivo foi que os vanílicos e o ácido ferúlico permeassem totalmente através da membrana, de forma a reter macromoléculas existentes no caldo de fermentação. No entanto, as rejeições à vanilina e ao ácido ferúlico foram mais elevadas do que o esperado, tendo-se obtido uma percentagem de 33,96% e de 48,93%, respetivamente. A segunda etapa contou com a concentração da vanilina por osmose inversa utilizando duas membranas distintas – SW 30 e BW 30 – o objetivo foi avaliar qual destas membranas apresenta uma maior rejeição à vanilina, e se simultaneamente alguma destas membranas era capaz de permear o ácido ferúlico. Este processo de osmose inversa foi realizado com soluções modelo, mas também com solução real (caldo de fermentação). Para o processamento da solução real os resultados de rejeição à vanilina foram bastante mais satisfatórios do que para a solução modelo. Com a solução modelo a rejeição à vanilina foi de 67% ± 0,03 para a membrana SW 30 e de 66% ± 0,03 para a BW 30, ao passo que a rejeição obtida para a SW 30 com solução real foi de 99,73%. No entanto, estas duas primeiras etapas, que utilizaram membranas, tiveram percentagens altas de adsorção de vanilina e ácido ferúlico por parte das diferentes membranas. A terceira, e última etapa, de purificação da vanilina consistiu numa extração líquido-líquido, com soluções modelo de vanilina com uma concentração de 5 g/ L. Para este processo foram utilizados quatro solventes distintos. Esta etapa teve como finalidade observar se algum destes solventes era seletivo para a vanilina. Adicionalmente, foi também realizada uma diálise de forma a observar se seria possível a redução da cor acastanhada do caldo de fermentação. E por último, realizaram-se testes rápidos do bioprocesso com o ácido ferúlico obtido pela extração líquido-líquido de solução real.