Agregação de valor de resíduos agroindustriais do pinhão (Araucaria angustifolia) por extração de celulose
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i10.18836Palavras-chave:
Cascas de pinhão; Extração de cellulose; Agregação de valor.Resumo
Araucária (Araucaria angustifolia) é uma espécie arbórea encontrada nas regiões Sudeste e Sul do Brasil. É também conhecido como pinho brasileiro, apresentando frutos de alta aceitação. Porém, seu processamento gera subprodutos que são pouco utilizados. Assim, este trabalho teve como objetivo extrair e caracterizar a celulose obtida da casca do pinhão, bem como avaliar os teores de cinzas, lignina, celulose e α-celulose em sua composição. A matéria-prima e a celulose extraída foram caracterizadas por análise de fluorescência de raios X (XRF), difração de raios X (XRD), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA). Quanto aos teores de composição química detectados, as cascas apresentaram 1,6% de cinzas, 7% de extrativos, 34% de lignina e 55% de celulose, sendo 46% de α-celulose e 9% de hemicelulose. Foi observado pelo XRD que a remoção dos materiais amorfos resultou em ganho de cristalinidade (de 19 a 33%). Comprovando a eficiência da extração, a caracterização da celulose obtida mostrou-se de alta pureza, uma vez que a banda principal da lignina (FTIR) e os materiais amorfos da amostra celulósica (TGA) desapareceram. Por fim, este trabalho mostra que a casca do pinhão é uma fonte rica em celulose, possibilitando a obtenção de nanocristais.
Referências
ABRAF. (2013). Anuário Estatístico da ABRAF. Brasilia.
Babich, O., Dyshlyuk, L., Noskova, S., Sukhikh, S., Prosekov, A., Ivanova, S., & Pavsky, V. (2019). In vivo study of the potential of the carbohydrate-mineral complex from pine nut shells as an ingredient of functional food products. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre. https://doi.org/10.1016/j.bcdf.2019.100185
Barros, S. de S., Oliveira, E. da S., Pessoa Jr, W. A. G., Rosas, A. L. G., Freitas, A. E. M. de, Lira, M. S. de F., … Freitas, F. A. de. (2021). Waste açaí (Euterpe precatoria Mart.) seeds as a new alternative source of cellulose: Extraction and characterization. Research, Society and Development, 10(7), e31110716661. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i7.16661
da Silva, E., de Lima, O. G., de Andrade, D. P., & Brown, G. G. (2019). Earthworm populations in forestry plantations (Araucaria angustifolia, Pinus elliottii) and Native Atlantic forest in Southern Brazil compared using two sampling methods. Pedobiologia. https://doi.org/10.1016/j.pedobi.2018.10.002
Daudt, R. M., Sinrod, A. J. G., Avena-Bustillos, R. J., Külkamp-Guerreiro, I. C., Marczak, L. D. F., & McHugh, T. H. (2017). Development of edible films based on Brazilian pine seed (Araucaria angustifolia) flour reinforced with husk powder. Food Hydrocolloids. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2017.04.033
De Freitas, T. B., Santos, C. H. K., da Silva, M. V., Shirai, M. A., Dias, M. I., Barros, L., … Leimann, F. V. (2018). Antioxidants extraction from Pinhão (Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze) coats and application to zein films. Food Packaging and Shelf Life. https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2017.10.006
de S. Barros, S., Pessoa Junior, W. A. G., Sá, I. S. C., Takeno, M. L., Nobre, F. X., Pinheiro, W., … de Freitas, F. A. (2020). Pineapple (Ananás comosus) leaves ash as a solid base catalyst for biodiesel synthesis. Bioresource Technology. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123569
Henríquez, C., Escobar, B., Figuerola, F., Chiffelle, I., Speisky, H., & Estévez, A. M. (2008). Characterization of piñon seed (Araucaria araucana (Mol) K. Koch) and the isolated starch from the seed. Food Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.08.040
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. (2018). Produção da Extração Vegetal e da Silvicultura 2017. Rio de Janeiro: IBGE.
Jacinto, R. C., Brand, M. A., da Cunha, A. B., Souza, D. L., & da Silva, M. V. (2017). Utilização de resíduos da cadeia produtiva do pinhão para a produção de pellets para geração de energia. Floresta. https://doi.org/10.5380/rf.v47i1.52080
Kale, R. D., Bansal, P. S., & Gorade, V. G. (2018). Extraction of Microcrystalline Cellulose from Cotton Sliver and Its Comparison with Commercial Microcrystalline Cellulose. Journal of Polymers and the Environment. https://doi.org/10.1007/s10924-017-0936-2
Karlsruhe. (1995). ICSD – Inorganic Crystal Structure Database. Gmchin-Intitut fur Anorganishe Chemie und Fachinformationszentrum FIZ.
Kumode, M. M. N., Bolzon, G. I. M., Magalhães, W. L. E., & Kestur, S. G. (2017). Microfibrillated nanocellulose from balsa tree as potential reinforcement in the preparation of ‘green’ composites with castor seed cake. Journal of Cleaner Production. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.02.083
Lan, W., Liu, C. F., & Sun, R. C. (2011). Fractionation of bagasse into cellulose, hemicelluloses, and lignin with ionic liquid treatment followed by alkaline extraction. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://doi.org/10.1021/jf201508g
Lobosco, M. P. J., Silva, R. M. C. R. A., Pereira, E. R., Carneiro, E. C. da S. P., & Andrade, A. C. dos S. (2020). The relationship between environmental education and natural sunscreens: an integrative review. Research, Society and Development, 9(6), e158963535. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i6.3535
MANTOVANI, A., COSTA, N., & Freitas, C. (2018). Situação Atual e Conservação das Florestas com Araucária. SEMINÁRIO SUL-BRASILEIRO SOBRE A SUSTENTABILIDADE DA ARAUCÁRIA. Passo Fundo, RS.
Manzato, L., Trichês, D. M., De Souza, S. M., & De Oliveira, M. F. (2014). Synthesis of nanostructured SnO and SnO2 by high-energy milling of Sn powder with stearic acid. Journal of Materials Research. https://doi.org/10.1557/jmr.2013.220
Mendonça, I. M., Machado, F. L., Silva, C. C., Duvoisin Junior, S., Takeno, M. L., de Sousa Maia, P. J., … de Freitas, F. A. (2019). Application of calcined waste cupuaçu (Theobroma grandiflorum) seeds as a low-cost solid catalyst in soybean oil ethanolysis: Statistical optimization. Energy Conversion and Management, 200(September), 112095. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.112095
Mendonça, I. M., Paes, O. A. R. L., Maia, P. J. S., Souza, M. P., Almeida, R. A., Silva, C. C., … de Freitas, F. A. (2019). New heterogeneous catalyst for biodiesel production from waste tucumã peels (Astrocaryum aculeatum Meyer): Parameters optimization study. Renewable Energy, 130, 103–110. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.06.059
Meng, F., Zhang, X., Yu, W., & Zhang, Y. (2019). Kinetic analysis of cellulose extraction from banana pseudo-stem by liquefaction in polyhydric alcohols. Industrial Crops and Products. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.05.025
Mokhena, T. C., & John, M. J. (2020). Esterified cellulose nanofibres from saw dust using vegetable oil. International Journal of Biological Macromolecules. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.01.278
Montagna, T., Lauterjung, M. B., Costa, N. C. F. da, Bernardi, A. P., Candido-Ribeiro, R., & Reis, M. S. dos. (2019). Guidelines for seed collection of Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze: A genetic, demographic and geographic approach. Forest Ecology and Management. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2019.02.006
Naduparambath, S., T.V., J., Shaniba, V., M.P., S., Balan, A. K., & Purushothaman, E. (2018). Isolation and characterisation of cellulose nanocrystals from sago seed shells. Carbohydrate Polymers. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.09.088
Oprea, M., & Voicu, S. I. (2020). Recent advances in composites based on cellulose derivatives for biomedical applications. Carbohydrate Polymers. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116683
Peralta, R. M., Koehnlein, E. A., Oliveira, R. F., Correa, V. G., Corrêa, R. C. G., Bertonha, L., … Ferreira, I. C. F. R. (2016). Biological activities and chemical constituents of Araucaria angustifolia: An effort to recover a species threatened by extinction. Trends in Food Science and Technology. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2016.05.013
Phys., Chem., M. (2018). A. Vorokh, Scherrer formula: estimation of error in determining small nanoparticle size. Https://Doi.Org/10.17586/2220-8054-2018-9-3-364-369, (https://doi.org/10.17586/2220-8054-2018-9-3-364-369), https://doi.org/10.17586/2220-8054-2018-9-3-364-36.
Pinheiro, I. F., Ferreira, F. V., Souza, D. H. S., Gouveia, R. F., Lona, L. M. F., Morales, A. R., & Mei, L. H. I. (2017). Mechanical, rheological and degradation properties of PBAT nanocomposites reinforced by functionalized cellulose nanocrystals. European Polymer Journal. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2017.10.026
Rietveld, H. M. (1969). A profile refinement method for nuclear and magnetic structures. Journal of Applied Crystallography. https://doi.org/10.1107/s0021889869006558
Robles Barros, P. J., Ramirez Ascheri, D. P., Siqueira Santos, M. L., Morais, C. C., Ramirez Ascheri, J. L., Signini, R., … Alessandro Devilla, I. (2020). Soybean hulls: Optimization of the pulping and bleaching processes and carboxymethyl cellulose synthesis. International Journal of Biological Macromolecules. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.12.074
Santos, C. H. K., Baqueta, M. R., Coqueiro, A., Dias, M. I., Barros, L., Barreiro, M. F., … Leimann, F. V. (2018). Systematic study on the extraction of antioxidants from pinhão (araucaria angustifolia (bertol.) Kuntze) coat. Food Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.04.057
Segal, L., Creely, J. J., Martin, A. E., & Conrad, C. M. (1959). An Empirical Method for Estimating the Degree of Crystallinity of Native Cellulose Using the X-Ray Diffractometer. Textile Research Journal. https://doi.org/10.1177/004051755902901003
Silva, E. P. da, Dias, L. G., Marot, P. P., Goulart, G. A. S., Freitas, F. A., & Damiani, C. (2020). Fatty acid and chemical composition of the seed and the oil obtained from marolo fruit (Annona crassiflora Mart.). Research, Society and Development. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i9.6670
Stephens, P. W. (1999). Phenomenological model of anisotropic peak broadening in powder diffraction. Journal of Applied Crystallography. https://doi.org/10.1107/S0021889898006001
Tappi. (2007). Solvent extractives of wood and pulp ( Proposed revision of T 204 cm-97 ). Tappi.
Technical Association of Pulp and Paper Industry. T204 cm-97. Solvent extractives of wood and pulp. , TAPPI test methods § (1997).
Technical Association of the Pulp and Paper Industry. (2011). TAPPI T 222: Acid-insoluble lignin in wood and pulp. In TAPPI test methods. https://doi.org/10.1023/a:1019003230537
Vanitha, R., & Kavitha, C. (2020). Development of natural cellulose fiber and its food packaging application. Materials Today: Proceedings. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.07.029
Von Dreele, A. C. L. and R. B. (1994). GSAS: General structure analysis system. LAUR 86-748.
Wijaya, C. J., Saputra, S. N., Soetaredjo, F. E., Putro, J. N., Lin, C. X., Kurniawan, A., … Ismadji, S. (2017). Cellulose nanocrystals from passion fruit peels waste as antibiotic drug carrier. Carbohydrate Polymers. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.08.004
Woo, K. G., Lee, J. H., Kim, M. H., & Lee, Y. J. (2004). FINDIT: A fast and intelligent subspace clustering algorithm using dimension voting. Information and Software Technology. https://doi.org/10.1016/j.infsof.2003.07.003
Yang, H., Yan, R., Chen, H., Lee, D. H., & Zheng, C. (2007). Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2006.12.013
Zortéa-Guidolin, M. E. B., Demiate, I. M., Godoy, R. C. B. de, Scheer, A. de P., Grewell, D., & Jane, J. lin. (2017). Structural and functional characterization of starches from Brazilian pine seeds (Araucaria angustifolia). Food Hydrocolloids. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.08.022
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