A mass transfer model applied to the supercritical extraction with CO2 of curcumins from turmeric rhizomes (Curcuma longa L)

ABSTRACT: Increasing restrictions on the use of artificial pigments in the food industry, imposed by the international market, have increased the importance of raw materials containing natural pigments. Of those natural substances with potential applications turmeric rhizomes (Curcuma longa L), are one of the most important natural sources of yellow coloring. Three different pigments (curcumin, desmetoxycurcumin, and bis-desmetoxycurcumin) constitute the curcuminoids. These pigments are largely used in the food industry as substitutes for synthetic dyes like tartrazin. Extraction of curcuminoids from tumeric rhizomes with supercritical CO2 can be applied as an alternative method to obtain curcuminoids, as natural pigments are in general unstable, and hence degrade when submitted to extraction with organic solvents at high temperatures. Extraction experiments were carried out in a supercritical extraction pilot plant at pressures between 25 and 30 MPa and a temperature of 318 K. The influence of drying pretreatment on extraction yield was evaluated by analyzing the mass transfer kinetics and the content of curcuminoids in the extracts during the course of extraction. The chemical identification of curcuminoids in both the extract and the residual solid was performed by spectrophotometry. Mass transfer within the solid matrix was described by a linear first-order desorption model, while that in the gas phase was described by a convective mass transfer model. Experimental results showed that the concentration profile for curcuminoids during the supercritical extraction process was higher when the turmeric rhizomes were submitted to a drying pretreatment at 343 K.

Determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica

A extração com fluido supercrítico de materiais líquidos e sólidos despertou o interesse para aplicações industriais nas últimas décadas, mais particularmente sob o conceito de química verde e biorrefinarias, portanto é fundamental que se faça uma modelagem desse processo a fim de otimizar as condições operacionais e simular o processo. O objetivo geral deste trabalho consiste na determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica de matriz sólida, empregando o dióxido de carbono como solvente, a partir de dados cinéticos de extração e na avaliação sistemática de cinco modelos matemáticos para descrever as cinéticas de extração dos óleos da polpa e da casca do buriti, do óleo de açaí de da oleoresina de cúrcuma, medidas no Laboratório de Extração Supercrítica, da Faculdade de Engenharia Química (UFPA), a fim de contribuir para o estudo de ampliação de escala e análise de custo de produção. Foram avaliados os modelos de Tan e Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), e Sovová (1994). A modelagem das cinéticas de extração foi realizada utilizando aplicativos computacionais desenvolvidos e validados neste trabalho a partir de diferentes dados experimentais publicados na literatura. Diante de 40 cinéticas medidas com diferentes equipamentos de extração, configurações de leito, tipos de matérias primas, preparo dos materiais, pressão e temperatura e outros parâmetros de processo (com destaque ao rendimento global e a vazão de solvente), foi construído um panorama dos resultados acerca da capacidade dos modelos de transferência de massa em descrever as mais diferentes curvas globais de extração. De forma geral, os modelos de Goto et al. (1993) e Sovová (1994) apresentaram as melhores previsões aos dados experimentais das matérias primas tratadas neste trabalho com menores valores de quadrado, erros relativo, faixa de erro e desvios padrão e valores de R² próximos da unidade.

Enriquecimento de compostos fenólicos de folhas de Inga edulis por extração em fase sólida: quantificação de seus compostos majoritários e avaliação da capacidade antioxidante

ABSTRACT: A phenolic fraction was obtained from of the acetone-water-acetic acid extract of Inga edulis leaves, by liquid-liquid partition and SPE-C18 cartridges. This method provided an increase of 108, 66, 51, 50 and 36% of flavonols, proanthocyanidins, total polyphenols, gallotannins and flavanols, respectively. The major phenolics in purified fraction were procyanidin B2, catechin and myricetin-3-O-α-L-rhamnopyranoside, which achieved increases of 111, 47 and 45%, respectively, after SPE. Acid hydrolysis confirmed the presence of procyanidins, prodelphinidins and glycosylated flavonoids.

Purificação e caracterização bioquímica de poligalacturonases termoestáveis produzidas pelo fungo Thermoascus aurantiacus através de fermentação submersa e fermentação em estado sólido

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Impacto ambiental em área com aplicação de agrotóxicos no município de Brotas, SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo da ocorrência de tetraciclinas e estrógenos em água superficial, subterrânea e esgoto tratado na cidade de Campo Grande (MS)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Alquifenóis em água superficial: estudo analítico e determinação no Ribeirão das Cruzes (Araraquara, SP)

Pós-graduação em Química - IQ

Estudo químico e biológico dos fungos endofílicos associados com a espécie vegetal Alibertia macrophylla (Rubiaceae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identificação dos princípios ativos antiulcerogênicos das folhas de Casearia sylvestris: contribuição para o desenvolvimento de um fitoterápico

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Caracterização quali e quantitativa de metabólitos secundários em extratos vegetais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pesticidas mais empregados na cultura de soja no município de Dourados (MS): determinação em água para consumo humano

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da contaminação de águas por resíduos de pesticidas em área de cultura de algodão: região de Primavera do Leste - MT

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identificação dos inibidores de acetilcolinesterase em Tetrapterys mucronata Cav. (Malpighiaceae) e comparação quali e quantitativa dos derivados triptamícos presentes na espécie em estudo e Ayahuasca

Pós-graduação em Química - IQ

Estrógenos na bacia hidrográfica Tietê-Jacaré: ocorrência e avaliação do impacto ambiental

Pós-graduação em Química - IQ

Assessing melatonin and its oxidative metabolites amounts in biological fluid and culture medium by liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)