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dc.contributor.authorStahl, Aylon Matheus
dc.date.accessioned2021-09-20T14:24:23Z
dc.date.available2021-09-20T14:24:23Z
dc.date.issued2021-04-29
dc.identifier.citationSTAHL, Aylon Matheus. Biorrefinaria aplicada à cadeia de soja: um estudo de caso de extração verde e sustentável de isoflavonas. 2021. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14914.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14914
dc.description.abstractSOY BIOREFINERY: GREEN AND SUSTAINABLE EXTRACTION OF ISOFLAVONES. Brazil has the potential to be the world's largest producer of soybeans (Glycine max), being, in 2020, responsible for the production of 124 Mt of oilseeds. However, about 70% of the mass produced ends up being transformed into waste during the countless processing steps to generate oil, bran and grains. These agro-industrial residues have high added-value substances that can be extracted and reintegrated into the production chain using green techniques. Considering new practices aligned with sustainable development to face global challenges, such as the circular economy and the use of green and sustainable chemical processes, the concept of biorefinery presents itself as an economically viable way to achieve such objectives. This concept seeks creative processes for the extraction and transformation of this residual material that are sustainable in their core. Therefore, the investigation of by-products from soy processing is the first step to reinsert them in the production chain through the concepts of biorefinery and green and sustainable chemistry, establishing initial steps towards a non-linear economy. Thus, the extraction of two bioactive compounds from soy agro-industrial residues, the isoflavones of commercial interest daidzein and genistein, was investigated. For the extraction of these substances, two industrially scalable techniques were used: Extraction Assisted by High-Speed Homogenizer and Extraction Assisted by Ultrasound. For the optimization of procedures, the following chemometric treatments were performed: Full Factorial Design and Fractional Factorial Design, for the selection of the most relevant variables for higher extraction yields, and the Central Composite Design, for the creation of mathematical models capable of describing the best parameters for extraction. In order to make the procedure more sustainable, the extractions were performed only with mixtures of water and ethanol as the extraction solvent and, also, a chromatographic method was developed for quantification in an Ultra High Performance Liquid Chromatograph coupled to a diode array detector in the ultraviolet-visible range. In order to analyze the efficiency of resources use of the experiments, the metric "sustainable factors" was employed, considering sample mass, solvent volume, energy and time. The chromatographic method developed proved to be selective, linear and with adequate limits of detection and quantification for the extracts obtained. Among the variables studied, the sample-to-solvent ratio and the composition of the extraction solvent are the most significant for both techniques. The highest extraction yield obtained (in mg g-1) for extraction using homogenizer was 0.11 for daidzein and 0.071 for genistein; and for extraction using the ultrasonic bath it was 0.14 for daidzein and 0.082 for genistein. When analyzing the results, some experiments with slightly lower extraction yields showed greater efficiency in the use of resources considering the mass of the extracted analytes. In general, it was shown that it is possible to adopt agro-industrial residues as sources of commercially important molecules. These compounds extraction from processing residues can be carried out in an efficient and sustainable manner.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/*
dc.subjectBiorrefinariapor
dc.subjectIsoflavonaspor
dc.subjectSojapor
dc.subjectQuimiometriapor
dc.subjectExtrações verdes e sustentáveispor
dc.subjectQuímica verde e sustentávelpor
dc.subjectGreen and sustainable chemistryeng
dc.subjectBiorefineryeng
dc.subjectChemometricseng
dc.subjectSoybeaneng
dc.subjectIsoflavoneseng
dc.subjectGreen and sustainable extractionseng
dc.titleBiorrefinaria aplicada à cadeia de soja: um estudo de caso de extração verde e sustentável de isoflavonaspor
dc.title.alternativeSoy biorefinery: green and sustainable extraction of isoflavoneseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Zuin, Vânia Gomes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5265150425993880por
dc.contributor.advisor-co1Forim, Moacir Rossi
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1234565160573730por
dc.description.resumoBIORREFINARIA APLICADA À CADEIA DE SOJA: EXTRAÇÃO VERDE E SUSTENTÁVEL DE ISOFLAVONAS. O Brasil apresenta potencial para ser o maior produtor mundial de soja (Glycine max), sendo, em 2020, responsável pela produção de 124 Mt da oleaginosa. Entretanto, cerca de 70% da massa produzida acaba sendo transformada em resíduo durante as inúmeras etapas de processamentos para geração de óleo, farelo e grãos. Esses resíduos agroindustriais possuem substâncias de alto valor agregado que podem ser extraídas e reintegradas à cadeia produtiva por meio de técnicas verdes. Considerando novas práticas alinhadas ao desenvolvimento sustentável para o enfrentamento dos desafios globais, como a economia circular e o uso de processos químicos verdes e sustentáveis, o conceito de biorrefinaria se apresenta como uma maneira economicamente viável para atingir tais objetivos. Este conceito busca processos criativos de extração e transformação desse material residual que sejam sustentáveis em seu cerne. Portanto, a investigação de subprodutos do processamento de soja é o primeiro passo para reinseri-los na cadeia produtiva através dos conceitos de biorrefinaria e química verde e sustentável, firmando passos iniciais para uma economia não-linear. Assim, investigou-se a obtenção de extratos a partir de resíduos agroindustriais de soja contendo dois compostos bioativos: as isoflavonas de interesse comercial daidzeína e genisteína. Para extração das referidas substâncias, duas técnicas industrialmente escalonáveis foram empregadas: a extração assistida por homogeneizador de alta velocidade e a extração assistida por ultrassom. Para a otimização dos procedimentos, os seguintes tratamentos quimiométricos foram realizados: planejamento fatorial completo e planejamento fatorial fracionário, para seleção das variáveis mais relevantes para o maior rendimento de extração; e o planejamento de composto central, para criação de modelos matemáticos capazes de descrever os melhores parâmetros para extração. Com o intuito de tornar o procedimento mais sustentável, as extrações foram realizadas apenas com misturas de água e etanol como solvente extrator, e também se desenvolveu um método cromatográfico para quantificação em um cromatógrafo líquido de ultra eficiência acoplado ao detector de arranjo de diodos na faixa ultravioleta-visível. A fim de analisar a eficiência do uso de recursos nos experimentos, a métrica “fatores sustentáveis” foi empregada, considerando massa de amostra, volume de solvente, energia e tempo. O método cromatográfico elaborado se mostrou seletivo, linear e com limites de detecção e quantificação adequados para os extratos obtidos. Dentre as variáveis estudadas, a razão amostra-solvente e a composição do solvente extrator são as mais significativas para ambas as técnicas. Os maiores rendimentos de extração obtidos (em mg g-1) para a extração utilizando homogeneizador foi de 0,11 para daidzeína e 0,07 para genisteína; e para extração em que se emprega o banho ultrassônico esse rendimento foi de 0,14 para daidzeína e 0,08 para genisteína. Ao analisar os resultados, alguns experimentos com rendimento de extração pouco menores apresentaram maior eficácia do uso de recursos considerando a massa do analito extraída. De maneira geral, mostrou-se que é possível adotar os resíduos agroindustriais de soja como fontes de moléculas comercialmente importantes e que a extração desses compostos bioativos da biomassa residual de processamento pode ser realizada de maneira eficaz e sustentável.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICApor
dc.description.sponsorshipId131871/2019-6por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0146141624567461por


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