Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Scaramussa, Simone Aparecida de Lima, 1998-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Colorantes naturais
Pigmento azul
Processamento Downstream
Natural colorants
Blue pigment
Downstream processing
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/22284
Resumo: Orientador: Juliano Lemos Bicas
id UNICAMP-30_2feb5efcb81aae821fa7ee1c46c34eca
oai_identifier_str oai::1404022
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.Study of extraction kinetics and purification of violacein produced by "Janthinobacterium" spColorantes naturaisPigmento azulProcessamento DownstreamNatural colorantsBlue pigmentDownstream processingOrientador: Juliano Lemos BicasDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Biocolorantes naturais têm ganhado grande destaque nos últimos anos devido à tendência emergente dos consumidores de buscarem por produtos contendo ingredientes e aditivos mais naturais, ambientalmente amigáveis e sustentáveis, bem como por estes biocolorantes serem frequentemente associados à diversas atividades biológicas de interesse. Desta forma, tornouse crescente a procura por colorantes naturais alternativos, especialmente os de tons azulados, por serem escassos na natureza e por possuírem limitadas opções destes biocolorantes que sejam estáveis nas condições de processamento. Neste contexto, este trabalho investigou as etapas de extração e isolamento da violaceína e seus derivados. Mais particularmente, foram avaliadas as cinéticas de extração por maceração empregando-se ferramentas de Planejamento Experimental (Design of Experiments – DOE) para a determinação da influência de diferentes concentrações de etanol (54,5 a 99,5%) e diferentes razões biomassa/solvente (1,72 a 58,28 g/L) na recuperação total e no rendimento de recuperação da violaceína. Logo após, utilizando-se das condições previamente definidas a partir do DOE, seguiu-se com a avaliação do efeito de extrações sequenciais e da aplicação de diferentes temperaturas (30, 50, 70 e 90°C) e potências de ultrassom (125, 250, 375 e 500 W) na recuperação total e no rendimento de recuperação da violaceína. Por fim, objetivou-se a purificação da violaceína e da deoxiviolaceína isoladas do extrato utilizando-se de técnicas de HPLC semi-preparativo. A cinética de extração da violaceína demonstrou que o equilíbrio de recuperação é atingido rapidamente, sendo fixado o tempo de extração em 60s em vórtex para garantir que a máxima concentração foi obtida em cada extração. Os ensaios de DOE indicaram que maiores concentrações de solvente e maiores razões biomassa/solvente favoreceram a recuperação total da violaceína, enquanto que menores razões biomassa/solvente e concentrações de etanol entre 50-75% e 65-90% favoreceram o rendimento de recuperação e a seletividade de extração, respectivamente. Desta forma, foi considerado o etanol em 70% como a concentração ideal do solvente de extração, enquanto que razões biomassa/solvente de 30 g/L foi considerado ideal para a obtenção de maiores rendimentos de recuperação, e razões de 55 g/L foi considerado ideal para obtenção de maiores teores de recuperação total. Quanto à extração sequencial, observou-se que o rendimento total de pigmento (violaceína + deoxiviolaceína) foi em média de 3,10 mg/g biomassa úmida, sendo 89,96% desse valor recuperado logo na primeira extração ao utilizar 30 g/L de biomassa úmida ou de 69,75% ao utilizar 55 g/L de biomassa úmida. Além disso, o conteúdo total de pigmento é composto em média por 93,39% de violaceína e 6,61% de deoxiviolaceína. A aplicação de diferentes temperaturas e potências do processador ultrassônico não se justificam na extração da violaceína, uma vez que não melhoraram significativamente a eficiência de recuperação. Metodologias capazes de isolar a violaceína (100%) e a deoxiviolaceína (96,22%) por técnicas de HPLC semi-preparativo empregando-se somente etanol e água como solventes foram desenvolvidas, resultando em purezas dos extratos isolados similar ou superior (>99,55%) ao padrão comercial da violaceína (98,28%). Desta forma, o presente projeto apresentou novas abordagens a jusante das etapas de downstream para a violaceína e a deoxiviolaceína, biocolorantes dos quais apresentam um alto potencial de uso farmacológico ou para aplicação como colorantes naturais em alimentos, cosméticos e tecidos. Além disso, o presente projeto contribui para a busca de meios mais sustentáveis e economicamente viáveis de produção de novos aditivos naturais para a indústriaAbstract: Natural biocolorants have gained great prominence in recent years due to the emerging trend of consumers looking for products containing more natural, environmentally friendly and sustainable ingredients and additives, as well as because these biocolorants are often associated with various biological activities of interest. Thus, the demand for alternative natural colorants has become increasing, especially those with bluish tones, because they are scarce in nature and have limited options of these biocolorants that are stable under processing conditions. In this context, this work investigated the stages of extraction and isolation of violacein and its derivatives. More particularly, the kinetics of extraction by maceration were evaluated using Design of Experiments (DOE) tools to determine the influence of different ethanol concentrations (54.5 to 99.5%) and different biomass/solvent ratios (1.72 to 58.28 g/L) on total recovery and recovery yield of violacein. Soon after, using the conditions previously defined from the DOE, the effect of sequential extractions and the application of different temperatures (30, 50, 70 and 90°C) and ultrasound powers (125, 250, 375 and 500 W) on the total recovery and recovery yield of violacein was evaluated. Finally, the objective was to purify violacein and deoxyviolacein isolated from the extract using semi-preparative HPLC techniques. The extraction kinetics of violacein demonstrated that the recovery equilibrium is reached quickly, and the extraction time is set at 60s vortexing to ensure that the maximum concentration was obtained in each extraction. The DOE assays indicated that higher solvent concentrations and higher biomass/solvent ratios favored the total recovery of violacein, while lower biomass/solvent ratios and ethanol concentrations between 50-75% and 65-90% favored the recovery yield and extraction selectivity, respectively. Thus, ethanol at 70% was considered as the ideal concentration of the extraction solvent, while biomass/solvent ratios of 30 g/L were considered ideal for obtaining higher recovery yields, and ratios of 55 g/L were considered ideal for obtaining higher levels of total recovery. Regarding the sequential extraction, it was observed that the total pigment yield (violacein + deoxyviolacein) was on average 3.10 mg/g wet biomass, with 89.96% of this value recovered in the first extraction when using 30 g/L of wet biomass or 69.75% when using 55 g/L of wet biomass. In addition, the total pigment content is composed on average of 93.39% violacein and 6.61% deoxyviolacein. The application of different ultrasonic processor temperatures and powers is not justified in the extraction of violacein, since they did not significantly improve the recovery efficiency. Methodologies capable of isolating violacein (100%) and deoxyviolacein (96.22%) by semi-preparative HPLC techniques using only ethanol and water as solvents were developed, resulting in purities of the isolated extracts similar to or higher (>99.55%) than the commercial standard of violacein (98.28%). Thus, the present project presented new downstream approaches for violacein and deoxyviolacein, biocolorants of which have a high potential for pharmacological use or for application as natural colorants in food, cosmetics and fabrics. In addition, this project contributes to the search for more sustainable and economically viable means of producing new natural additives for the industryAbertoMestradoCiência de AlimentosMestra em Ciência de AlimentosCNPQ131621/2022-0FAPESP2023/06147-5[s.n.]Bicas, Juliano Lemos, 1982-Bilsland, ElizabethEbinuma, Valéria de Carvalho SantosUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Ciência de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASScaramussa, Simone Aparecida de Lima, 1998-20242024-04-23T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (103 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/22284SCARAMUSSA, Simone Aparecida de Lima. Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp. 2024. 1 recurso online (103 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/22284. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1404022https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1404022Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1404022Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-08-12T11:11:40Zoai::1404022Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-08-12T11:11:40Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.
Study of extraction kinetics and purification of violacein produced by "Janthinobacterium" sp
title Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.
spellingShingle Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.
Scaramussa, Simone Aparecida de Lima, 1998-
Colorantes naturais
Pigmento azul
Processamento Downstream
Natural colorants
Blue pigment
Downstream processing
title_short Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.
title_full Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.
title_fullStr Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.
title_full_unstemmed Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.
title_sort Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp.
author Scaramussa, Simone Aparecida de Lima, 1998-
author_facet Scaramussa, Simone Aparecida de Lima, 1998-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Bicas, Juliano Lemos, 1982-
Bilsland, Elizabeth
Ebinuma, Valéria de Carvalho Santos
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Scaramussa, Simone Aparecida de Lima, 1998-
dc.subject.por.fl_str_mv Colorantes naturais
Pigmento azul
Processamento Downstream
Natural colorants
Blue pigment
Downstream processing
topic Colorantes naturais
Pigmento azul
Processamento Downstream
Natural colorants
Blue pigment
Downstream processing
description Orientador: Juliano Lemos Bicas
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024
2024-04-23T00:00:00Z
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.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/22284
SCARAMUSSA, Simone Aparecida de Lima. Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp. 2024. 1 recurso online (103 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/22284. Acesso em: 29 set. 2025.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/22284
identifier_str_mv SCARAMUSSA, Simone Aparecida de Lima. Estudo da cinética de extração e purificação da violaceína produzida por "Janthinobacterium" sp. 2024. 1 recurso online (103 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/22284. Acesso em: 29 set. 2025.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1404022
https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1404022
Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1404022
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (103 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1844628717973798912

Registros relacionados