Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel.
| Ano de defesa: | 2025 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de São Carlos
Câmpus Sorocaba |
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-So
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Palavras-chave em Inglês: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22335 |
Resumo: | The essential oil market has shown continuous growth in recent years, with a significant increase after the COVID-19 pandemic. In 2022, the global market reached USD 8.8 billion, with projections to reach USD 15.3 billion by 2027, driven by greater awareness of preventive health and a growing preference for natural alternatives. Among plants with potential for essential oil extraction, Melaleuca alternifolia (Tea Tree) stands out for its wide range of applications. However, in Brazil, research has focused primarily on the pharmacological properties of the species, with gaps in studies on the optimization of its cultivation and extraction. This study evaluated the application of ultrasound pretreatment as a strategy to enhance the yield of essential oil extraction from M. alternifolia, aligned with the sustainable principles of Green Chemistry. The effects of three operational parameters during the pretreatment were investigated: sonication time (0, 10, 20, 30, and 40 minutes), ultrasonic bath temperature (25 °C, 40 °C, and 60 °C), and liquid-to-solid ratio (LSR) (10, 15, and 20 mL g⁻¹). The extractions following the pretreatment were performed by hydrodistillation using a Clevenger apparatus. Parameter optimization was conducted using Linear Mixed Models (LMM). The chemical composition of the extracted oils was evaluated using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and compared to a commercial sample to identify potential structural alterations due to the ultrasound pretreatment. The results demonstrated that increasing the ultrasonic bath temperature during the pretreatment reduced the extraction yield, while prolonging sonication time increased the yield, though in a nonlinear fashion. For the LSR, moderate proportions ensuring full immersion of the material, such as 15 mL g⁻¹, showed the best performance. Spectroscopic analysis indicated that the ultrasound pretreatment did not cause significant changes in the chemical composition of the essential oil. It is concluded that the use of ultrasound as a pretreatment is an efficient approach to optimize the extraction of essential oil from M. alternifolia, enabling an increase of up to 48% in yield compared to conventional hydrodistillation without ultrasound pretreatment. |
| id |
SCAR_2c1ddc4e491be55af8384d0f2f4c73e8 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22335 |
| network_acronym_str |
SCAR |
| network_name_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Vaz, Adriel RodriguesPádua, Franciane Andrade dehttp://lattes.cnpq.br/2945447364979913Freitas, Roberta Ranielle Matos dehttp://lattes.cnpq.br/4952749113890055http://lattes.cnpq.br/5370586071224244https://orcid.org/0009-0004-5500-4209https://orcid.org/0000-0002-3349-86482025-07-17T18:50:47Z2025-04-04VAZ, Adriel Rodrigues. Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel.. 2025. Dissertação (Mestrado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22335.https://hdl.handle.net/20.500.14289/22335The essential oil market has shown continuous growth in recent years, with a significant increase after the COVID-19 pandemic. In 2022, the global market reached USD 8.8 billion, with projections to reach USD 15.3 billion by 2027, driven by greater awareness of preventive health and a growing preference for natural alternatives. Among plants with potential for essential oil extraction, Melaleuca alternifolia (Tea Tree) stands out for its wide range of applications. However, in Brazil, research has focused primarily on the pharmacological properties of the species, with gaps in studies on the optimization of its cultivation and extraction. This study evaluated the application of ultrasound pretreatment as a strategy to enhance the yield of essential oil extraction from M. alternifolia, aligned with the sustainable principles of Green Chemistry. The effects of three operational parameters during the pretreatment were investigated: sonication time (0, 10, 20, 30, and 40 minutes), ultrasonic bath temperature (25 °C, 40 °C, and 60 °C), and liquid-to-solid ratio (LSR) (10, 15, and 20 mL g⁻¹). The extractions following the pretreatment were performed by hydrodistillation using a Clevenger apparatus. Parameter optimization was conducted using Linear Mixed Models (LMM). The chemical composition of the extracted oils was evaluated using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and compared to a commercial sample to identify potential structural alterations due to the ultrasound pretreatment. The results demonstrated that increasing the ultrasonic bath temperature during the pretreatment reduced the extraction yield, while prolonging sonication time increased the yield, though in a nonlinear fashion. For the LSR, moderate proportions ensuring full immersion of the material, such as 15 mL g⁻¹, showed the best performance. Spectroscopic analysis indicated that the ultrasound pretreatment did not cause significant changes in the chemical composition of the essential oil. It is concluded that the use of ultrasound as a pretreatment is an efficient approach to optimize the extraction of essential oil from M. alternifolia, enabling an increase of up to 48% in yield compared to conventional hydrodistillation without ultrasound pretreatment.O mercado de óleos essenciais têm apresentado crescimento contínuo nos últimos anos, com um aumento significativo após a pandemia de COVID-19. Em 2022, o mercado global atingiu 8,8 bilhões de dólares, com projeções de alcançar 15,3 bilhões até 2027, impulsionado pela maior conscientização sobre a saúde preventiva e pela crescente preferência por alternativas naturais. Entre as plantas com potencial para a extração de óleos essenciais, a Melaleuca alternifolia (Tea Tree) destaca-se por sua ampla gama de aplicações. No entanto, no Brasil, as pesquisas têm se concentrado majoritariamente nas propriedades farmacológicas da espécie, havendo lacunas no estudo da otimização de seu cultivo e extração. Este estudo avaliou a aplicação do pré-tratamento ultrassônico como estratégia para potencializar o rendimento da extração de óleo essencial de M. alternifolia, alinhada aos princípios sustentáveis da Química Verde. Foram investigados os efeitos de três parâmetros operacionais durante o pré-tratamento: tempo de sonicação (0, 10, 20, 30 e 40 minutos), temperatura do banho ultrassônico (25 °C, 40 °C e 60 °C) e razão líquido/sólido (RLS) (10, 15 e 20 mL g⁻¹). As extrações subsequentes ao pré-tratamento foram realizadas por hidrodestilação em aparelho Clevenger. A otimização dos parâmetros foi conduzida utilizando Modelos Lineares Mistos (LME). A composição química dos óleos extraídos foi avaliada utilizando a espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e comparada a uma amostra comercial, a fim de identificar possíveis alterações estruturais decorrentes do pré-tratamento ultrassônico. Os resultados demonstraram que o aumento da temperatura do banho ultrassônico durante o pré-tratamento reduziu o rendimento da extração, enquanto o prolongamento do tempo de sonicação promoveu o aumento do rendimento, embora de maneira não linear. Para a RLS, proporções moderadas que garantam total submersão do material, como 15 mL g⁻¹, apresentaram melhor desempenho. A análise espectroscópica indicou que o pré-tratamento ultrassônico não provocou alterações significativas na composição química do óleo essencial. Conclui-se que o uso do ultrassom como pré-tratamento é uma abordagem eficiente para otimizar a extração de óleo essencial de M. alternifolia, possibilitando um aumento de até 48% no rendimento em comparação à hidrodestilação convencional sem pré-tratamento ultrassônico.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus SorocabaPrograma de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-SoUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessExtração sustentávelOtimização de rendimentoQuímica verdeTea treeSustainable extractionTea treeYield optimizationGreen chemistryCIENCIAS AGRARIASUltrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel.Ultrasound as a pre-treatment in Melaleuca alternifolia (Maiden & Betche) Cheel essential oil extractioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALUltrassom como pré-tratamento - Versão Final.pdfUltrassom como pré-tratamento - Versão Final.pdfapplication/pdf22644376https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/8a1ed93e-5a37-4643-bcc4-14711a24bf5b/download60a315f1a6858b01961ab58d05f89da0MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8906https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/9847fddd-171d-48cc-b45d-27fe3b901b7f/downloadfba754f0467e45ac3862bc2533fb2736MD52falseAnonymousREADTEXTUltrassom como pré-tratamento - Versão Final.pdf.txtUltrassom como pré-tratamento - Versão Final.pdf.txtExtracted texttext/plain103371https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3ca7fd31-c4d5-462d-b4fe-e9169b5883bb/downloada68877e864332c6e8f7036db094eab7bMD53falseAnonymousREADTHUMBNAILUltrassom como pré-tratamento - Versão Final.pdf.jpgUltrassom como pré-tratamento - Versão Final.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3732https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/32ff0dd4-0b74-4535-a42c-3531bec3180a/download719ccc1b81679d3a7f07cd4cedd22e1aMD54falseAnonymousREAD20.500.14289/223352025-07-18T03:04:22.247719Zhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22335https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-07-18T03:04:22Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
| dc.title.por.fl_str_mv |
Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel. |
| dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Ultrasound as a pre-treatment in Melaleuca alternifolia (Maiden & Betche) Cheel essential oil extraction |
| title |
Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel. |
| spellingShingle |
Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel. Vaz, Adriel Rodrigues Extração sustentável Otimização de rendimento Química verde Tea tree Sustainable extraction Tea tree Yield optimization Green chemistry CIENCIAS AGRARIAS |
| title_short |
Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel. |
| title_full |
Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel. |
| title_fullStr |
Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel. |
| title_full_unstemmed |
Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel. |
| title_sort |
Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel. |
| author |
Vaz, Adriel Rodrigues |
| author_facet |
Vaz, Adriel Rodrigues |
| author_role |
author |
| dc.contributor.authorlattes.none.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5370586071224244 |
| dc.contributor.authororcid.none.fl_str_mv |
https://orcid.org/0009-0004-5500-4209 |
| dc.contributor.advisor1orcid.none.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0002-3349-8648 |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Vaz, Adriel Rodrigues |
| dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Pádua, Franciane Andrade de |
| dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2945447364979913 |
| dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Freitas, Roberta Ranielle Matos de |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/4952749113890055 |
| contributor_str_mv |
Pádua, Franciane Andrade de Freitas, Roberta Ranielle Matos de |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Extração sustentável Otimização de rendimento Química verde |
| topic |
Extração sustentável Otimização de rendimento Química verde Tea tree Sustainable extraction Tea tree Yield optimization Green chemistry CIENCIAS AGRARIAS |
| dc.subject.eng.fl_str_mv |
Tea tree Sustainable extraction Tea tree Yield optimization Green chemistry |
| dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CIENCIAS AGRARIAS |
| description |
The essential oil market has shown continuous growth in recent years, with a significant increase after the COVID-19 pandemic. In 2022, the global market reached USD 8.8 billion, with projections to reach USD 15.3 billion by 2027, driven by greater awareness of preventive health and a growing preference for natural alternatives. Among plants with potential for essential oil extraction, Melaleuca alternifolia (Tea Tree) stands out for its wide range of applications. However, in Brazil, research has focused primarily on the pharmacological properties of the species, with gaps in studies on the optimization of its cultivation and extraction. This study evaluated the application of ultrasound pretreatment as a strategy to enhance the yield of essential oil extraction from M. alternifolia, aligned with the sustainable principles of Green Chemistry. The effects of three operational parameters during the pretreatment were investigated: sonication time (0, 10, 20, 30, and 40 minutes), ultrasonic bath temperature (25 °C, 40 °C, and 60 °C), and liquid-to-solid ratio (LSR) (10, 15, and 20 mL g⁻¹). The extractions following the pretreatment were performed by hydrodistillation using a Clevenger apparatus. Parameter optimization was conducted using Linear Mixed Models (LMM). The chemical composition of the extracted oils was evaluated using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and compared to a commercial sample to identify potential structural alterations due to the ultrasound pretreatment. The results demonstrated that increasing the ultrasonic bath temperature during the pretreatment reduced the extraction yield, while prolonging sonication time increased the yield, though in a nonlinear fashion. For the LSR, moderate proportions ensuring full immersion of the material, such as 15 mL g⁻¹, showed the best performance. Spectroscopic analysis indicated that the ultrasound pretreatment did not cause significant changes in the chemical composition of the essential oil. It is concluded that the use of ultrasound as a pretreatment is an efficient approach to optimize the extraction of essential oil from M. alternifolia, enabling an increase of up to 48% in yield compared to conventional hydrodistillation without ultrasound pretreatment. |
| publishDate |
2025 |
| dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2025-07-17T18:50:47Z |
| dc.date.issued.fl_str_mv |
2025-04-04 |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.citation.fl_str_mv |
VAZ, Adriel Rodrigues. Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel.. 2025. Dissertação (Mestrado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22335. |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://hdl.handle.net/20.500.14289/22335 |
| identifier_str_mv |
VAZ, Adriel Rodrigues. Ultrassom como pré-tratamento na obtenção do óleo essencial de Melaleuca alternifolia (Maiden e Betche) Cheel.. 2025. Dissertação (Mestrado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22335. |
| url |
https://hdl.handle.net/20.500.14289/22335 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
| language |
por |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
| rights_invalid_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus Sorocaba |
| dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-So |
| dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSCar |
| publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus Sorocaba |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFSCAR instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
| instname_str |
Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
| instacron_str |
UFSCAR |
| institution |
UFSCAR |
| reponame_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
| collection |
Repositório Institucional da UFSCAR |
| bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/8a1ed93e-5a37-4643-bcc4-14711a24bf5b/download https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/9847fddd-171d-48cc-b45d-27fe3b901b7f/download https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3ca7fd31-c4d5-462d-b4fe-e9169b5883bb/download https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/32ff0dd4-0b74-4535-a42c-3531bec3180a/download |
| bitstream.checksum.fl_str_mv |
60a315f1a6858b01961ab58d05f89da0 fba754f0467e45ac3862bc2533fb2736 a68877e864332c6e8f7036db094eab7b 719ccc1b81679d3a7f07cd4cedd22e1a |
| bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
| repository.mail.fl_str_mv |
repositorio.sibi@ufscar.br |
| _version_ |
1851688931474538496 |