Estudo da biossorção de antocianinas da casca de jabuticaba (myrciaria cauliflora) em resíduo de indústria de cerveja

A biossorção é uma acumulação passiva e puramente físico-química de um soluto em uma interface e pode ser realizada por material biológico vivo ou morto. O processo surge como uma alternativa para o reaproveitamento de dois resíduos industriais que são despejados em abundância: as leveduras esgotadas da produção cervejeira e as cascas de jabuticaba, descarte majoritário da produção de geleias e licores. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de biossorção do composto antioxidante por um material biológico, buscando a produção de um concentrado proteico, a partir de leveduras, com características antioxidantes. A extração das antocianinas da casca de jabuticaba foi otimizada através de um planejamento experimental do tipo BoxBehnken, testando três variáveis: porcentagem de álcool etílico, razão soluto/solvente e velocidade de agitação. A quantificação das antocianinas totais foi realizada pelo método de pH diferencial. As amostras destinadas ao experimento de biossorção foram preparadas com 0,05 g de levedura seca e 12,5 mL de extrato puro; agitadas em velocidade de 150 rpm, a 25 °C e em proteção da luz; retiradas em tempos regulares e centrifugadas a 5000 rpm. A quantidade de antocianinas biossorvidas foi determinada por balanço de massa e a cinética de biossorção foi modelada por equações de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem. O experimento das isotermas de biossorção foi realizado numa proporção de 50 mg de levedura seca para 12,5 mL de extrato, em agitação a 140 rpm, 25 °C e 120 minutos. A otimização da extração obteve resultados significativos, com coeficiente de determinação maior que 0,98, e sugeriu-se as seguintes condições ótimas: razão de soluto/solvente de 20 mL, concentração de etanol de 50% e velocidade de agitação de 110 rpm. O modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor descreveu a sorção do processo, apresentando coeficiente de determinação também maior que 0,98. Pelo experimento das isotermas, concluiu-se que a biossorção das antocianinas da casca de jabuticaba em leveduras é um processo favorável, de natureza química, ocorre em monocamada e a superfície do sólido é uniforme e constituída de sítios idênticos e independentes entre si. A biomassa de leveduras enriquecida com o grupo antocianínico é uma alternativa interessante e promissora tanto para a indústria alimentícia e farmacêutica quanto para o reaproveitamento de resíduos industriais.The biosorption is a purely passive and physicochemical accumulation of a solute in an interface and it can be performed by living or dead biological material. The process is an alternative to the reuse of two industrial waste discharged in abundance: the exhausted yeast of beer production and jabuticaba shells, majority disposal of the production of jams and liqueurs. The objective of this work was to study the biosorption process of anthocyanins in a biological material, trying to produce a protein concentrate, from yeast, with antioxidant properties. The extraction of anthocyanins of jabuticaba peel was optimized through an experimental design of the Box-Behnken type, testing three variables: percentage of ethanol, solute/solvent ratio and stirring speed. The quantification of anthocyanins was carried out by the pH differential method. Sampling for the biosorption experiment were prepared with 0.05 g of dry yeast and 12.5 ml of pure extract; stirred at a speed of 150 rpm at 25 ° C and in protection from light; the samples were removed at regular intervals and were centrifuged at 5000 rpm. The adsorbed quantity of anthocyanins was determined by mass balance, and the biosorption kinetics was modeled by pseudo-first order and pseudo-second order equations. The experiment of biosorption isotherms was carried out in a proportion of 50 mg to 12.5 ml dry yeast extract, stirring at 140 rpm, 25 ° C and 120 minutes. The optimization of the extraction obtained significant results, with a coefficient of determination higher than 0.98, and it was suggested the following conditions: ratio of solute/solvent of 20 ml, ethanol concentration of 50% and agitation speed of 110 rpm. The model of pseudo-second order was the best model to describe the sorption process, with a coefficient of determination also greater than 0.98. Through the isotherms experiments, it was concluded that the biosorption of the anthocyanins from the jabuticaba peels in yeast is a favorable process, chemical, and occur in monolayer and the solid surface is uniform and composed of identical and independent sites. The biomass of yeast enriched with anthocyanins is an interesting and promising alternative for the food and pharmaceutical industries and for the reuse of industrial waste