Study of the concentration of lycopene from the pulp of papaya (Carica papaya L.) ultrafiltration on pilot scale

Resumo: O licopeno, um dos mais importantes carotenóides, tem sido crescentemente estudado devido a resultados positivos em pesquisas relacionadas à redução de riscos de alguns cânceres e doenças cardíacas. Os processos de separação com membranas destacam-se como uma alternativa aos processos convencionais de tratamento térmico, agindo como uma barreira permeável seletiva para separar um ou mais solutos de um fluido inclusive microrganismos. Dentre estes, a ultrafiltração pode ser um atrativo para a concentração de alguns componentes funcionais. A concentração de licopeno por membranas é um processo viável, pois este carotenóide fica na porção retida mesmo possuindo baixa massa molecular, já que se liga a outras moléculas como as proteínas, pectina e lipídio. Visando a concentração do licopeno, foi avaliado o desempenho de duas membranas de ultrafiltração (UF), polissulfona (PS) 100 kDa e polieterssulfona (PES) 50 kDa em diferentes condições de pressão e velocidade. Foi realizado a comparação dos experimentos com polpa tratada enzimaticamente e in natura e pode-se concluir que os resultados foram semelhantes. O permeado obtido apresentou-se levemente amarelado, límpido e sem a presença de carotenóides, enquanto o retentado mostrou-se opaco e de cor vermelha mais intensa que o produto inicial. A retenção do licopeno foi de quase 100%. Foram observados melhores fluxos de permeado em relação ao tempo de processo na membrana de PES 50 kDa e sob pressão de 1,5 bar e velocidade de escoamento de 6m/s e com esta membrana foram realizados dois experimentos utilizando o processo de diafiltração: diafiltração com posterior concentração e concentração com posterior diafiltração, o que resultou em retentado com 68 µg/g de licopeno. A maior parte dos dados experimentais obtidos nas curvas de fluxo de permeado se ajustaram bem aos modelos de Cheryan (1998) nos quais obteve-se valores de R2 de 0,90 a 0,98Abstract: Lycopene, one of the most important carotenoids, has been increasingly studied due to positive results in research related to reduced risk of some cancers and heart disease. The membrane separation processes stand out as an alternative to traditional heat treatment, acting as a selectively permeable barrier to separate one or more solutes from a fluid including microorganisms. Among these, the ultrafiltration can be attractive for the concentration of some functional components. The lycopene concentration on membranes is a viable process, since this carotenoid is retained even in the portion having low molecular weight, since it binds to other molecules such as proteins, lipids and pectin. Aiming at the concentration of lycopene, was evaluated the performance of two membrane ultrafiltration (UF), polysulfone (PS) 100 kDa and polieterssulfona (PES) 50 kDa in different conditions of pressure and speed. Was conducted to compare the experiments with enzymatically treated pulp and pulp in nature and can conclude that the experiment with the enzyme treatment showed similar results to the pulp in natura. The permeate obtained was slightly yellow, clear and without the presence of carotenoids, while the retentate was shown to be opaque and red color more intense than the original. The retention of lycopene was almost 100%. Was observed better flow in relation to the process time in 50 kDa PES membrane and pressure of 1,5 bar and flow rate of 6 m/s, and with this membrane, it was two experiments using the process of diafiltration: diafiltration with subsequent concentration and concentration with subsequent diafiltration, resulting in a retentate of 68 µg / g of lycopene. Most of the experimental data obtained in the permeate flow curves adjusted well to models Cheryan (1998) in which was obtained R2 values from 0,90 to 0,9