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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.74.2023.tde-08022024-121119
Document
Author
Full name
Paloma Jamily Cristina Magalhães
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2023
Supervisor
Committee
Rodrigues, Christianne Elisabete da Costa (President)
Basso, Rodrigo Corrêa
Polachini, Tiago Carregari
Title in Portuguese
Uso do etanol para extração do óleo residual da torta de amendoim e como agente precipitante na obtenção de concentrados proteicos
Keywords in Portuguese
Etanol
Óleo de amendoim
Precipitação alcoólica
Propriedades funcionais
Proteínas de amendoim
Abstract in Portuguese
As recentes preocupações ambientais relacionadas ao crescimento populacional e a produção de alimentos de origem animal vêm provocando mudanças no hábito alimentar da população. Neste sentido, a indústria de alimentos tem buscado atender a essa demanda com a incorporação de produtos de origem vegetal, além da possibilidade de utilização de subprodutos ou coprodutos de processamento de grãos oleaginosos para obtenção de concentrados proteicos, tal como a torta de prensagem do amendoim. Obtida através da prensagem mecânica dos grãos, a torta de prensagem pode ser submetida a extração com solventes visando a recuperação do óleo remanescente, resultando em sólido desengordurado, matéria-prima para a recuperação das proteínas. O hexano (Hx) é o solvente mais utilizado na indústria para a extração de óleo de matrizes vegetais. Apresenta como principal vantagem a produção de sólido desengordurado com baixo teor de lipídeos, porém é obtido de fontes não renováveis e altamente tóxico, contribuindo para a poluição ambiental. Neste sentido, solventes alternativos para a extração de óleos têm sido sugeridos, com destaque para o etanol (Et), que é reconhecido como seguro e proveniente de fontes renováveis. Neste trabalho, Et foi avaliado nas etapas de extração do óleo residual contido em torta de prensagem, sendo comparado ao Hx, e na etapa de precipitação de proteínas, sendo comparado ao método tradicional de precipitação isoelétrica. Na etapa de extração dos lipídeos, a performance dos solventes Et e Hx foi comparada, sendo avaliadas variáveis tais como temperatura, razão sólido/solvente e número de estágios de contato na extração sequencial em correntes cruzadas e o efeito destas variáveis nos óleos e sólidos desengordurados. Na extração com Et, para se atingir rendimento estatisticamente igual ao proporcionado pelo Hx, 86 ± 2%, foi necessária a utilização de temperatura mais elevada, maior quantidade de solvente e de estágios de contato. Os óleos obtidos com Et e Hx apresentaram composição em termos de ácidos graxos e triacilgliceróis e propriedades físicas semelhantes ao óleo extraído por prensagem a frio. O óleo extraído com Et apresentou maior acidez livre e tonalidade verde/amarelo mais intensa que os óleos obtidos por prensagem a frio e com hexano, indicando que as etapas de desacidificação e branqueamento no refino devem ser oneradas. Os sólidos desengordurados obtidos da extração com Et e Hx apresentaram alto teor proteico (> 45% em massa) e alta solubilidade de nitrogênio (> 80%), sendo utilizados para obtenção de concentrados proteicos. Nesta etapa foram avaliadas variáveis como temperatura e pH. A precipitação alcoólica permitiu obtenção de concentrados proteicos com teores de proteínas semelhantes a precipitação isoelétrica, variando entre 73 e 79%. De forma geral, os concentrados obtidos apresentaram coloração avermelhada devido ao pH alcalino utilizado na etapa de extração. O concentrado obtido da extração de lipídeos e precipitação com Et apresentou funcionalidades semelhantes aos concentrados obtidos pelo método de precipitação isoelétrica (índice de solubilidade de 104 ± 5%, capacidade de absorção de água e óleo de 8 ± 1 e 1,2 ± 0,1 g/g concentrado, respectivamente), mostrando que o solvente renovável pode ser utilizado para extração de lipídeos e precipitação proteica.
Title in English
Use of ethanol for extracting residual oil from peanut cake and as a precipitating agent in obtaining protein concentrates
Keywords in English
Alcoholic precipitation
Ethanol
Functional properties
Peanut oil
Peanut proteins
Abstract in English
Recent environmental concerns related to population growth and the production of food of animal origin have been causing changes in the population's eating habits. In this sense, the food industry has sought to meet this demand by incorporating products of plant origin, besides the possibility of using byproducts and coproducts of oleaginous grains processing to obtain protein concentrates, such as peanut pressed cake. Obtained through the mechanical pressing of the grains, the press cake can be subjected to extraction with solvents in order to recover the remaining oil, resulting in a degreased solid, raw material for the recovery of proteins. Hexane (Hx) is the most used solvent in the industry for extracting oil from vegetable matrices. Its main advantage is the production of a defatted solid with low lipid content. However, it is obtained from non-renewable sources and is highly toxic, contributing to environmental pollution. In this sense, alternative solvents for extracting oils have been suggested, especially ethanol (Et), which is considered safe and comes from renewable sources. In this work, Et was evaluated in the residual oil extraction steps contained in the press cake, being compared to Hx, and in the protein precipitation step, being compared to the traditional method of isoelectric precipitation. In the lipid extraction step, the performance of the Et and Hx solvents was compared, evaluating variables such as temperature, solid/solvent ratio, and number of contact stages in the sequential extraction in crossed currents and the effect of these variables on the oils and defatted solids. In the extraction with Et, to reach the statistically equal yield as that provided by Hx, 86 ± 2%, it was necessary to use a higher temperature, a greater amount of solvent, and contact stages. The oils obtained with Et and Hx presented a composition of fatty acids, triacylglycerols, and physical properties similar to the oil extracted by cold pressing. The oil extracted with Et had a higher free acidity and a more intense green/yellow hue than the oils obtained by cold pressing and hexane, indicating that the deacidification and bleaching steps in refining should be burdened. The defatted solids obtained from the extraction with Et and Hx had a high protein content (> 45% by mass) and high nitrogen solubility (> 80%), being used to obtain protein concentrates. In this step, variables such as temperature and pH were evaluated. Alcoholic precipitation allowed obtaining protein concentrates with protein contents similar to isoelectric precipitation, varying between 73 and 79%. The concentrates obtained were reddish due to the alkaline pH used in the extraction step. The concentrate obtained from the lipid extraction and precipitation with Et presented functionalities similar to the concentrates obtained by the isoelectric precipitation method (solubility index of 104 ± 5%, water and oil absorption capacity of 8 ± 1 e 1.2 ± 0.1 g/g concentrate, respectively), showing that the renewable solvent can be used for lipid extraction and protein precipitation.
 
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Publishing Date
2024-02-08
 
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