A question of taste: Recognising the role of latent preferences and attitudes in analysing food choices

There has long been substantial interest in understanding consumer food choices, where a key complexity in this context is the potentially large amount of heterogeneity in tastes across individual consumers, as well as the role of underlying attitudes towards food and cooking. The present paper underlines that both tastes and attitudes are unobserved, and makes the case for a latent variable treatment of these components. Using empirical data collected in Northern Ireland as part of a wider study to elicit intra-household trade-offs between home-cooked meal options, we show how these latent sensitivities and attitudes drive both the choice behaviour as well as the answers to supplementary questions. We find significant heterogeneity across respondents in these underlying factors and show how incorporating them in our models leads to important insights into preferences. 

Arsenic Contents in Spanish Infant Rice, Pureed Infant Foods, and Rice

It seems there is a positive correlation between rice content and arsenic level in foods. This is of extraordinary importance for infants below 1 y of age because their diet is very limited and in some cases is highly dependent on rice-based products; this is particularly true for infants with the celiac disease because they have no other option than consume gluten-free products, such as rice or corn. Arsenic contents were significantly higher (P <0.001) in gluten-free infant rice (0.057 mg kg-1) than in products with gluten, based on a mixture of cereals (0.024 mg kg-1). Besides, especial precaution must be taken when preparing rice-based products at home, because arsenic content in Spanish rice was high, with levels being above 0.3 mg kg-1 in some cases.

Contribution of water and cooked rice to an estimation of the dietary intake of inorganic arsenic in a rural village of West Bengal, India

Arsenic contamination of rice plants by arsenic-polluted irrigation groundwater could result in high arsenic concentrations in cooked rice. The main objective of the study was to estimate the total and inorganic arsenic intakes in a rural population of West Bengal, India, through both drinking water and cooked rice. Simulated cooking of rice with different levels of arsenic species in the cooking water was carried out. The presence of arsenic in the cooking water was provided by four arsenic species (arsenite, arsenate, methylarsonate or dimethylarsinate) and at three total arsenic concentrations (50, 250 or 500 mu g l(-1)). The results show that the arsenic concentration in cooked rice is always higher than that in raw rice and range from 227 to 1642 mu g kg(-1). The cooking process did not change the arsenic speciation in rice. Cooked rice contributed a mean of 41% to the daily intake of inorganic arsenic. The daily inorganic arsenic intakes for water plus rice were 229, 1024 and 2000 mu g day(-1) for initial arsenic concentrations in the cooking water of 50, 250 and 500 g arsenic l(-1), respectively, compared with the tolerable daily intake which is 150 mu g day(-1).

Optimised extraction of heterocyclic aromatic amines from blood using hollow fibre membrane liquid-phase microextraction and triple quadrupole mass spectrometry

Heterocyclic aromatic amines (HCA) are carcinogenic mutagens formed during cooking of proteinaceous foods, particularly meat. To assist in the ongoing search for biomarkers of HCA exposure in blood, a method is described for the extraction from human plasma of the most abundant HCAs: 2-Amino-1-methyl-6-phenylimidazo(4,5-b)pyridine (PhIP), 2-amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline (MeIQx) and 2-amino-3,4,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline (4,8-DiMeIQx) (and its isomer 7,8-DiMeIQx), using Hollow Fibre Membrane Liquid-Phase Microextraction. This technique employs 2.5 cm lengths of porous polypropylene fibres impregnated with organic solvent to facilitate simultaneous extraction from an alkaline aqueous sample into a low volume acidic acceptor phase. This low cost protocol is extensively optimised for fibre length, extraction time, sample pH and volume. Detection is by UPLC-MS/MS using positive mode electrospray ionisation with a 3.4 min runtime, with optimum peak shape, sensitivity and baseline separation being achieved at pH 9.5. To our knowledge this is the first description of HCA chromatography under alkaline conditions. Application of fixed ion ratio tolerances for confirmation of analyte identity is discussed. Assay precision is between 4.5 and 8.8% while lower limits of detection between 2 and 5 pg/mL are below the concentrations postulated for acid-labile HCA-protein adducts in blood.

STARTEC: Novel processing technologies in the development of a decision support tool to ensure safe and nutritious Ready-To-Eat foods

Ready-to-eat (RTE) foods can be readily consumed with minimum or without any further preparation; their processing is complex—involving thorough decontamination processes— due to their composition of mixed ingredients. Compared with conventional preservation technologies, novel processing technologies can enhance the safety and quality of these complex products by reducing the risk of pathogens and/ or by preserving related health-promoting compounds. These novel technologies can be divided into two categories: thermal and non-thermal. As a non-thermal treatment, High Pressure Processing is a very promising novel methodology that can be used even in the already packaged RTE foods. A new “volumetric” microwave heating technology is an interesting cooking and decontamination method directly applied to foods. Cold Plasma technology is a potential substitute of chlorine washing in fresh vegetable decontamination. Ohmic heating is a heating method applicable to viscous products but also to meat products. Producers of RTE foods have to deal with challenging decisions starting from the ingredients suppliers to the distribution chain. They have to take into account not only the cost factor but also the benefits and food products’ safety and quality. Novel processing technologies can be a valuable yet large investment for several SME food manufacturers, but they need support data to be able to make adequate decisions. Within the FP7 Cooperation funded by the European Commission, the STARTEC project aims to develop an IT decision supporting tool to help food business operators in their risk assessment and future decision making when producing RTE foods with or without novel preservation technologies.

FoodCAP: acid-labile protein adducts of heterocyclic amines in human blood are not viable biomarkers of HCA dietary exposure

Intake of heterocyclic amines (HCAs, carcinogens produced during cooking of meat/fish, the most abundant being PhIP, DiMeIQx and MeIQx) is influenced by many factors including type/thickness of meat and cooking method/temperature/duration. Thus, assessment of HCA dietary exposure is difficult. Protein adducts of HCAs have been proposed as potential medium-term biomarkers of exposure, e.g. PhIP adducted to serum albumin or haemoglobin. However, evidence is still lacking that HCA adducts are viable biomarkers in humans consuming normal diets. The FoodCAP project, supported by World Cancer Research Fund, developed a highly sensitive mass spectrometric method for hydrolysis, extraction and detection of acid-labile HCAs in blood and assessed their validity as biomarkers of exposure. Multiple acid/alkaline hydrolysis conditions were assessed, followed by liquid-liquid extraction, clean-up by cation-exchange SPE and quantification by UPLC-ESI-MS/ MS. Blood was analysed from volunteers who completed food diaries to estimate HCA intake based on the US National Cancer Institute’s CHARRED database. Standard HCAs were recovered quantitatively from fortified blood. In addition, PhIP/MeIQx adducts bound to albumin and haemoglobin prepared in vitro using a human liver microsome system were also detectable in blood fortified at low ppt concentrations. However, except for one sample (5pg/ml PhIP), acid-labile PhIP, 7,8-DiMeIQx, 4,8-DiMeIQx and MeIQx were not observed above the 2pg/ml limit of detection in plasma (n=35), or in serum, whole blood or purified albumin, even in volunteers with high meat consumption (nominal HCA intake >2µg/day). It is concluded that HCA blood protein adducts are not viable biomarkers of exposure. Untargeted metabolomic analyses may facilitate discovery of suitable markers.

Detection of quantitative trait loci for androstenone, skatole and boar taint in a cross between Large White and Meishan pigs

'Boar taint' is a strong perspiration-like, urine-like unpleasant odour given off upon heating or cooking of meat from some intact (uncastrated) male pigs. Data from the F(2) generation of a Large White (LW) x Meishan (MS) crossbred population were analysed to detect quantitative trait loci (QTL) for traits associated with boar taint. Fat samples from 178 intact male pigs slaughtered at 85 +/- 5 kg were analysed for the major contributors to boar taint (androstenone, indole and skatole). Fat and lean samples from cooked meat were scored for boar, abnormal and pork flavour and odour by a trained sensory panel (SP). A scan with 117 markers covering the whole genome was performed in the F(2) individuals, together with their F(1) parents and purebred grandparents. At the 5% chromosomal significance threshold (approximately equal to the genome-wide suggestive significance threshold), QTL were detected for the laboratory estimate of androstenone on chromosomes 2, 4, 6, 7 and 9. However, only on chromosome 6 were there QTL for boar flavour (BF) traits in the same or adjacent marker intervals as a QTL for the laboratory estimate of androstenone. On chromosome 14, QTL were detected for the laboratory estimates of indole and skatole, the SP score for skatole and the scores for BF in lean and BF in fat. In all five cases, the MS allele generally increased the estimate or score, compared with the LW allele, but it appeared that desirable and undesirable alleles were present in both breeds. This locus on chromosome 14 has considerable potential for use to reduce the incidence of boar taint, especially if further research can identify the causative polymorphism or strongly associated markers.

Acid-labile protein-adducted heterocyclic aromatic amines in human blood are not viable biomarkers of dietary exposure: A systematic study.

Heterocyclic aromatic amines (HCA) are carcinogenic mutagens formed during cooking of protein-rich foods. HCA residues adducted to blood proteins have been postulated as biomarkers of HCA exposure. However, the viability of quantifying HCAs following hydrolytic release from adducts in vivo and correlation with dietary intake are unproven. To definitively assess the potential of labile HCA-protein adducts as biomarkers, a highly sensitive UPLC-MS/MS method was validated for four major HCAs: 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine (PhIP), 2-amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline (MeIQx), 2-amino-3,4,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline (4,8-DiMeIQx) and 2-amino-3,7,8-trimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline (7,8-DiMeIQx). Limits of detection were 1e5 pg/ml plasma and recoveries 91e115%. Efficacy of hydrolysis was demonstrated by HCA-protein adducts synthesised in vitro. Plasma and 7-day food diaries were collected from 122 fasting adults consuming their habitual diets. Estimated HCA intakes ranged from 0 to 2.5 mg/day. An extensive range of hydrolysis conditions was examined for release of adducted HCAs in plasma. HCA was detected in only one sample (PhIP, 9.7 pg/ml), demonstrating conclusively for the first time that acid-labile HCA adducts do not reflect dietary HCA intake and are present at such low concentrations that they are not feasible biomarkers of exposure. Identification of biomarkers remains important. The search should concentrate on stabilised HCA peptide markers and use of untargeted proteomic and metabolomic approaches.

Contribuição para a melhoria da qualidade nutricional do sorgo

Este trabalho teve como principal objectivo sugerir uma forma de processamento de sorgo adaptável à escala industrial que, sendo culturalmente aceite e sensível aos hábitos alimentares, aos factores sociais e às limitações económicas e tecnológicas das populações Africanas de consumo, pudesse dar origem a um produto alimentar seguro e enriquecido em termos nutricionais. Numa primeira fase, efectuou-se um estudo comparativo entre os efeitos promovidos por diferentes formas de processamento: cozimento em água, aquecimento em banho-maria, pipocagem, germinação, fermentação e altapressão. Foram ainda determinadas as condições óptimas de aplicação do processo germinativo e da tecnologia de alta-pressão. Verificou-se que a fermentação, a germinação e a alta-pressão permitem uma melhoria significativa da digestibilidade proteica da farinha de sorgo. A pipocagem conduziu a uma redução da extractibilidade das proteínas não promovendo, contudo, alterações na sua digestibilidade. Comparativamente ao cozimento em água, que promove uma diminuição acentuada na digestibilidade proteica, o cozimento em banho-maria promove uma diminuição ténue e significativamente inferior. Deste estudo comparativo, foi possível concluir que a extractibilidade das proteínas não está correlacionada com a sua digestibilidade e que a água exerce um papel fundamental na diminuição da digestibilidade proteica com o aquecimento. Numa segunda fase, pretendeu-se desenvolver um processo fermentativo que conduzisse a um produto de sorgo com características nutricionais incrementadas. Para tal, foram testadas daiferentes espécies de bactérias lácticas isoladas e conjugadas entre si. Foi ainda testada a adição de malte de sorgo previamente à fermentação e a adição de leveduras ao inóculo. Com este estudo, foi possível concluir que a fermentação do sorgo com um inóculo constituído por culturas puras de Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum e Streptococcus thermophilus permite a obtenção de uma preparação alimentar com características nutricionais melhoradas no que respeita ao balanço em aminoácidos essenciais, à digestibilidade da proteína e do amido e à viscosidade do produto final.

Caracterização e transformação de Lenhosulfonatos de Eucalyptus globulus

Os lenhosulfonatos representam um sub-produto formado durante o cozimento ao sulfito ácido, sendo queimados para a regeneração da base e recuperação de energia. No entanto, os lenhosulfonatos são também considerados uma importante matéria-prima para a produção de vários produtos de valor acrescentado. Os objectivos principais deste trabalho foram contribuir para uma melhor compreensão sobre a caracterização química e estrutural dos lenhosulfonatos do Eucalyptus globulus, assim como, para complementar a informação disponível sobre a síntese e a caracterização estrutural e térmica de materiais poliméricos obtidos a partir de compostos modelo dos produtos de oxidação dos lenhosulfonatos. O licor de cozimento ao sulfito foi analisado em termos do teor de cinzas, extractáveis, compostos voláteis, açúcares e lenhosulfonatos. O teor de cinzas e açúcares no licor de cozimento é muito elevado, tendo sido necessário purificar o mesmo (2,8-13,8 % e 3,2-9,1 %, respectivamente). A análise dos açúcares mostrou uma quantidade considerável de pentoses, sendo o açúcar predominante a xilose. Os lenhosulfonatos foram purificados, isolados e caracterizados por química molhada (titulação potenciométrica e oxidação com permanganato), análise elementar, espectroscopia de ultravioleta/visível (UV/Vis), espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear de protão (RMN de 1H) e carbono (RMN de 13C), espectrometria de massa de ionização por electrospray (ESI-MS), cromatografia de permeação em gel (GPC), termogavimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varrimento (DSC). Os lenhosulfonatos são constituídos principalmente por unidades S, são parcialmente sulfonados e possuem um peso molecular relativamente baixo (Mw = 1250-2400 Da). A ruptura das ligações β-O-4 e α-O-4 da lenhina do Eucalyptus globulus após cozimento ao sulfito ácido originam olígomeros de baixo peso molecular cuja estrutura foi elucidada por RMN 1D/2D e ESI-MS. A degradação térmica dos lenhosulfonatos apresentou dois máximos de degradação a 188-190ºC e a 315-380ºC. As curvas de DSC mostraram um pico endotérmico para temperaturas inferiores a 130ºC e um pico exotérmico a 300-500ºC. Os lenhosulfonatos foram despolimerizados na presença de oxigénio molecular em meio alcalino. Os produtos de oxidação principais foram o aldeído siríngico, a vanilina, o ácido vanílico e o ácido siríngico. A adição do catalisador (sal de cobre) promoveu a oxidação dos lenhosulfonatos aumentando o rendimento dos aldeídos aromáticos (< 50%). A presença de açúcares nos lenhosulfonatos teve um efeito negativo no rendimento dos produtos de oxidação principais. Alguns compostos modelo dos produtos de oxidação dos lenhosulfonatos foram polimerizados por poliadição (catiónica e radicalar) e policondensação. Os monómeros e os polímeros foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier e reflectância total atenuada (FTIR-ATR), RMN em solução e no estado sólido, UV/Vis no estado sólido, GPC, difracção de raios-X (XRD), TGA e DSC. Os compostos modelo estudados foram os estirenos metoxi-substituídos (p-metoxiestireno e 3,4-dimetoxiestireno) e os ácidos hidroxi aromáticos metoxi-substituídos (ácido vanílico e ácido siríngico). O 3,4-dimetoxiestireno foi ainda copolimerizado com o éter isobutil vinílico e os seus copolímeros foram desmetilados, assim como, o poli(p-metoxiestireno) e o poli(3,4-dimetoxiestireno). A polimerização catiónica do p-metoxiestireno e 3,4-dimetoxiestireno é mais rápida e mais completa do que a polimerização radicalar produzindo polímeros com pesos moleculares elevados. O poli(p-metoxiestireno) (Mw = 235000 Da) possui um peso molecular maior do que o poli(3,4-dimetoxiestireno) (Mw = 18800 Da). A estabilidade térmica e a temperatura de transição vítrea diminuiram com a presença do segundo grupo metoxilo. A desmetilação dos homopolímeros foi bem sucedida, tendo sido corroborada por FTIR-ATR e RMN. A policondensação do ácido siríngico foi dificultada pela presença do segundo grupo metoxilo, tendo sido necessário adicionar uma maior quantidade do agente de condensação devido a factores estéricos. O poli(ácido vanílico) e poli(ácido siríngico) são insolúveis na maior parte dos solventes orgânicos, sendo parcialmente solúveis em clorofórmio, ácido triflúoracético, 1,1,2,2- tetracloroetano, dimetilsulfóxido, tetrahidrofurano, N,N’-dimetilformamida e 1,1,1,3,3,3-hexaflúor-2-propanol. A estabilidade térmica diminuiu com a presença do segundo grupo metoxilo e os dois polímeros não exibiram temperatura de transição vítrea. O poli(ácido vanílico) e poli(ácido siríngico) apresentaram uma estrutura muito cristalina (grau de cristalinidade 70% e 50%, respectivamente). O segundo grupo metoxilo aumentou o valor da absorvância, mas a forma do espectro de UV/Vis foi similar. A polimerização catiónica do éter isobutil vinílico resultou na produção de um polímero muito viscoso com peso molecular elevado (Mw = 20400 Da). A degradação térmica do polímero ocorreu em várias gamas de temperatura e foi completa (0% de resíduo a 800ºC). A copolimerização catiónica do 3,4-dimetoxiestireno com o éter isobutil vinílico foi realizada com proporções diferentes 80:20, 50:50 e 20:80. Os copolímeros apresentaram uma viscosidade elevada e um peso molecular baixo (Mw = 2000-4000 Da) que aumentou com a quantidade de éter isobutil vinílico. A degradação térmica dos copolímeros ocorreu também em várias gamas de temperatura, sendo a sua degradação completa (0,9-1,5% de resíduo a 800ºC). A desmetilação dos copolímeros não foi bem sucedida, tendo sido confirmada por FTIR-ATR e RMN.

Contribution of biomass combustion to air pollutant emissions

In Portugal, it was estimated that around 1.95 Mton/year of wood is used in residential wood burning for heating and cooking. Additionally, in the last decades, burnt forest area has also been increasing. These combustions result in high levels of toxic air pollutants and a large perturbation of atmospheric chemistry, interfere with climate and have adverse effects on health. Accurate quantification of the amounts of trace gases and particulate matter emitted from residential wood burning, agriculture and garden waste burning and forest fires on a regional and global basis is essential for various purposes, including: the investigation of several atmospheric processes, the reporting of greenhouse gas emissions, and quantification of the air pollution sources that affect human health at regional scales. In Southern Europe, data on detailed emission factors from biomass burning are rather inexistent. Emission inventories and source apportionment, photochemical and climate change models use default values obtained for US and Northern Europe biofuels. Thus, it is desirable to use more specific locally available data. The objective of this study is to characterise and quantify the contribution of biomass combustion sources to atmospheric trace gases and aerosol concentrations more representative of the national reality. Laboratory (residential wood combustion) and field (agriculture/garden waste burning and experimental wildland fires) sampling experiments were carried out. In the laboratory, after the selection of the most representative wood species and combustion equipment in Portugal, a sampling program to determine gaseous and particulate matter emission rates was set up, including organic and inorganic aerosol composition. In the field, the smoke plumes from agriculture/garden waste and experimental wildland fires were sampled. The results of this study show that the combustion equipment and biofuel type used have an important role in the emission levels and composition. Significant differences between the use of traditional combustion equipment versus modern equipments were also observed. These differences are due to higher combustion efficiency of modern equipment, reflecting the smallest amount of particulate matter, organic carbon and carbon monoxide released. With regard to experimental wildland fires in shrub dominated areas, it was observed that the largest organic fraction in the samples studied was mainly composed by vegetation pyrolysis products. The major organic components in the smoke samples were pyrolysates of vegetation cuticles, mainly comprising steradienes and sterol derivatives, carbohydrates from the breakdown of cellulose, aliphatic lipids from vegetation waxes and methoxyphenols from the lignin thermal degradation. Despite being a banned practice in our country, agriculture/garden waste burning is actually quite common. To assess the particulate matter composition, the smoke from three different agriculture/garden residues have been sampled into 3 different size fractions (PM2.5, PM2.5-10 and PM>10). Despite distribution patterns of organic compounds in particulate matter varied among residues, the amounts of phenolics (polyphenol and guaiacyl derivatives) and organic acids were always predominant over other organic compounds in the organosoluble fraction of smoke. Among biomarkers, levoglucosan, β-sitosterol and phytol were detected in appreciable amounts in the smoke of all agriculture/garden residues. In addition, inositol may be considered as an eventual tracer for the smoke from potato haulm burning. It was shown that the prevailing ambient conditions (such as high humidity in the atmosphere) likely contributed to atmospheric processes (e.g. coagulation and hygroscopic growth), which influenced the particle size characteristics of the smoke tracers, shifting their distribution to larger diameters. An assessment of household biomass consumption was also made through a national scale survey. The information obtained with the survey combined with the databases on emission factors from the laboratory and field tests allowed us to estimate the pollutant amounts emitted in each Portuguese district. In addition to a likely contribution to the improvement of emission inventories, emission factors obtained for tracer compounds in this study can be applied in receptor models to assess the contribution of biomass burning to the levels of atmospheric aerosols and their constituents obtained in monitoring campaigns in Mediterranean Europe.

Gastronomia Algarvia/Dieta Mediterrânica?

The Mediterranean Diet concept was formulated during the sixties, in association with the food consumption pattern of Mediterranean areas that produced olive oil and shared common health styles. These areas, besides their own cultural and religious differences, share common food habits, such as: - The use of olive oil (supplier of monounsaturated fatty acids and antioxidants); - The abundant use of cereals, mainly under the form of excellent quality bread, flour and pasta (providing fibre and energy); - Large and variegate consumption of fruit (fresh and dried), nuts and vegetables (colourful, rich in fibre, antioxidants and other protective materials); - Abundant use of herbs and spices (rich in antioxidants and other protective materials); - Simple culinary methods, using short cooking times and low temperatures (which enhance the preservation of food nutritional and sensorial characteristics). The Mediterranean Diet reflects a set of characteristics that make it internationally recognized as a health promoter eating pattern, where the relation between monounsaturated and saturated fatty acids is highly advantageous for the former, fibre, vitamins and natural antioxidants intake is high, together with a low consumption of animal protein and salt. The obtained results show contents in protein, lipid and carbohydrates very adequate to the “DRI”; The relation between mono and saturated fatty acids (40:9) should be emphasised, together with the high fibre content. Protective nutrients show remarkable results, with a wide variety of vitamins and minerals, in particular Vitamin A, complex B vitamins, biotin, vit. E, folic acid, iron, manganese and selenium, that are widely recognised as important antioxidants and responsible for the good function of the immune system. In conclusion, tomato soup, consumed traditionally as a poor meal, shows to be a health promoter nutritionally complete recipe.

Establecimientos de venta de alimentos: Directrices para el arroz de sushi

This Spanish language document cites Regulation 61-25 giving regulations for cooking sushi rice.

Estudo comparativo da utilização do biodiesel produzido a partir de óleos alimentares usados e do gasóleo numa frota industrial

A definição de teores mínimos de incorporação de biocombustíveis, constitui objeto de discussão entre grupos pro-desenvolvimento e ambientalistas. Esses últimos argumentam que as consequências da utilização desta fonte energética ainda são desconhecidas. Além disso, alegam que a produção de biocombustíveis é, em parte, responsável pelo aumento no preço dos alimentos, encoraja a conversão de florestas em monoculturas e conduz à exploração de trabalhadores em países em desenvolvimento (PEDs). Para responder à dependência energética dos combustíveis de origem fóssil, e ajudar a reduzir as emissões de gases com efeito de estufa, sobretudo no sector dos transportes, o biodiesel produzido a partir de óleos alimentares usados têm sido apontado como uma “solução verde” capaz de minimizar o problema das alterações climáticas e valorizar um resíduo, e simultaneamente conferir ao setor energético um pouco mais de independência. De forma a desmistificar e clarificar um pouco estas premissas, a presente dissertação pretende fazer um estudo de avaliação do impacto da utilização do biodiesel, nomeadamente no que diz respeito às emissões gasosas. Posteriormente realizou-se, tomando como referência uma pequena frota industrial existente, uma análise comparativa dos consumos e emissões dos principais poluentes decorrentes da utilização do biodiesel em diferentes percentagens de incorporação no gasóleo, comparativamente ao gasóleo puro. O trabalho culmina com uma abordagem técnica sobre o comportamento de um veículo equipado com um motor de ignição por compressão, utilizando como biocombustível o biodiesel.

Valorização da Borra de Café: Otimização da Produção de Biodiesel por Catálise Enzimática

O decréscimo das reservas de petróleo e as consequências ambientais resultantes do recurso a combustíveis fósseis nos motores a diesel têm levado à procura de combustíveis alternativos. Esta pesquisa alicerçada nas fontes de energia renovável tornou-se essencial, face à crescente procura de energia e ao limitado fornecimento de combustíveis fósseis . Resíduos de óleo de cozinha, gordura animal, entre outros resíduos de origem biológica, tais como a borra de café, são exemplos de matérias-primas para a produção de biodiesel. A sua valorização tem interesse quer pela perspetiva ambiental, quer pela económica, pois aumenta não só a flexibilidade e diversificação das matérias-primas, mas também contribui para uma estabilidade de custos e alteração nas políticas agrícolas e de uso do solo. É neste contexto que se enquadra o biodiesel e a borra de café, pretendendo-se aqui efetuar o estudo da produção, à escala laboratorial, de biodiesel a partir da borra de café, por transesterificação enzimática, visando a procura das melhores condições reacionais. Iniciando-se com a caracterização da borra de café, foram avaliados antes e após a extração do óleo da borra de café, diversos parâmetros, de entre os quais se destacam: o teor de humidade (16,97% e 6,79%), teor de cinzas (1,91 e 1,57%), teor de azoto (1,71 e 2,30%), teor de proteínas (10,7 e 14,4%), teor de carbono (70,2 e 71,7%), teor de celulose bruta (14,77 e 18,48%), teor de lenhina (31,03% e 30,97%) e poder calorifico superior (19,5 MJ/kg e 19,9 MJ/kg). Sumariamente, constatou-se que os valores da maioria dos parâmetros não difere substancialmente dos valores encontrados na literatura, tendo sido evidenciado o potencial da utilização desta biomassa, como fonte calorifica para queima e geração de energia. Sendo a caracterização do óleo extraído da borra de café um dos objetivos antecedentes à produção do biodiesel, pretendeu-se avaliar os diferentes parâmetros mais significativos. No que diz respeito à caracterização do óleo extraído, distingue-se a sua viscosidade cinemática (38,04 mm2/s), densidade 0,9032 g/cm3, poder calorífico de 37,9 kcal/kg, índice de iodo igual a 63,0 gI2/ 100 g óleo, o teor de água do óleo foi de 0,15 %, o índice de acidez igual a 44,8 mg KOH/g óleo, ponto de inflamação superior a 120 ºC e teor em ácidos gordos de 82,8%. Inicialmente foram efetuados ensaios preliminares, a fim de selecionar a lipase (Lipase RMIM, TL 100L e CALB L) e álcool (metanol ou etanol puros) mais adequados à produção de biodiesel, pelo que o rendimento de 83,5% foi obtido através da transesterificação mediada pela lipase RMIM, utilizando como álcool o etanol. Sendo outro dos objetivos a otimização do processo de transesterificação enzimática, através de um desenho composto central a três variáveis (razão molar etanol: óleo, concentração de enzima e temperatura), recorrendo ao software JMP 8.0, determinou-se como melhores condições, uma razão molar etanol: óleo 5:1, adição de 4,5% (m/m) de enzima e uma temperatura de 45 ºC, que conduziram a um rendimento experimental equivalente a 96,7 % e teor de ésteres 87,6%. Nestas condições, o rendimento teórico foi de 99,98%. Procurou-se ainda estudar o efeito da adição de água ao etanol, isto é, o efeito da variação da concentração do etanol pela adição de água, para teores de etanol de 92%, 85% e 75%. Verificou-se que até 92% decorreu um aumento da transesterificação (97,2%) para um teor de ésteres de (92,2%), pelo que para teores superiores de água adicionada (75% e 85%) ocorreu um decréscimo no teor final em ésteres (77,2% e 89,9%) e no rendimento da reação (84,3% e 91,9%). Isto indica a ocorrência da reação de hidrólise em maior extensão, que leva ao desvio do equilíbrio no sentido contrário à reação de formação dos produtos, isto é, dos ésteres. Finalmente, relativamente aos custos associados ao processo de produção de biodiesel, foram estimados para o conjunto de 27 ensaios realizados neste trabalho, e que corresponderam a 767,4 g de biodiesel produzido, sendo o custo dos reagentes superior ao custo energético, de 156,16 € e 126,02 €, respetivamente. Naturalmente que não esperamos que, a nível industrial os custos sejam desta ordem de grandeza, tanto mais que há economia de escala e que as enzimas utilizadas no processo deveriam ser reutilizadas diversas vezes.