Valorização integral de cascas de amêndoas de cacau: caracterização físico-química e aromática da gordura e da fração desengordurada obtidas por extração com solventes verdes

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Soares, Ingrid Denardi
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: By-product valorization; Cacau em pó; Cocoa butter; Cocoa powder; Compostos voláteis; Extração sólido-líquido; Manteiga de cacau; Solid-liquid extraction; Valorização de subproduto; Volatile compounds
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-14112025-095409/

A cadeia produtiva do cacau (Theobroma cacao L.) gera grandes quantidades de resíduos, como as cascas de amêndoas de cacau (cocoa shell, CS). Este material, empregado como combustível para caldeiras e alimentação animal, apresenta grande potencial para valorização devido sua composição nutricional rica em compostos bioativos, lipídeos, proteínas e fibras. Sendo assim, a valorização integral deste subproduto é uma estratégia que se alinha aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e aos princípios da economia circular, promovendo a redução de impactos ambientais e o desenvolvimento de novos ingredientes. Nesta tese foram exploradas estratégias para aproveitamento integral das CS, por meio da extração de gordura com solventes verdes e da caracterização abrangente das frações obtidas, gordura (cocoa shell fat, CSF) e sólidos desengordurados (defatted cocoa shell, DCS). Abordagens experimentais e teóricas foram integradas para avaliar o potencial de ambas as frações como alternativas à manteiga e ao pó de cacau, principais produtos comerciais da indústria cacaueira. Extrações foram conduzidas a 75 e 90 °C com etanol ou isopropanol, em suas formas absolutas (0% de água, m/m) ou hidratadas (6 e 12% de água, m/m, respectivamente), solventes propostos como alternativas seguras ao tradicional n-hexano. A eficiência dos solventes foi avaliada através do particionamento de gordura e proteínas e de cálculos teóricos que simularam o processo em extrator contracorrente. As CSF foram analisadas quanto à composição química e propriedades físicas, incluindo comportamento térmico. As CS e os DCS foram avaliados quanto à composição química, propriedades funcionais e aplicação como substitutos parciais de farinha de trigo em cookies. Os perfis aromáticos das CS e das frações foram avaliados por microextração em fase sólida de headspace (HS-SPME) associada a cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). Os solventes utilizados foram eficientes para recuperar CSF, sendo que solventes menos polares, como o isopropanol, apresentaram maior eficiência de extração de lipídeos (menor número de estágios ideais requeridos) e menor impacto na fração proteica (menor perda proteica para a fase extrato). As CSF apresentaram perfis de ácidos graxos e triacilgliceróis comparáveis aos da manteiga de cacau, porém com maior grau de insaturação. Também foi constatada a presença de compostos minoritários, como fosfolipídios, principalmente associados aos solventes mais polares, como o etanol hidratado. Tais diferenças resultaram em CSF mais macias e com perfil de fusão e cristalização menos definidos. Os DCS, assim como as CS, apresentaram elevado conteúdo de fibras e compostos bioativos, e propriedades funcionais relevantes. A aplicação dos DCS como substitutos parciais de farinha de trigo em cookies foi tecnicamente viável e apresentou desempenho comparável à aplicação das CS. O estudo do perfil aromático confirmou a presença de compostos voláteis típicos do cacau nas CS e DCS (pirazinas, álcoois e aldeídos) e indicou a remoção de compostos voláteis indesejados, como ácido acético, após a etapa de extração. De modo geral, os resultados sugerem que a extração com solventes verdes é uma estratégia eficiente para obtenção de frações comparáveis aos produtos comerciais da indústria cacaueira à partir das CS, demonstrando que a valorização integral deste subproduto é tecnicamente viável.