USO DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS NA PRODUÇÃO DE XILOSE

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Físico-Química

Autores

Jesus, A.P. (INSTITUTO FEDERAL GOIANO - CAMPUS RIO VERDE) ; Ozanski, G.D. (INSTITUTO FEDERAL GOIANO - CAMPUS RIO VERDE) ; Menezes, A.C.P.F. (INSTITUTO FEDERAL GOIANO - CAMPUS RIO VERDE) ; Castro, C.F.S. (INSTITUTO FEDERAL GOIANO - CAMPUS RIO VERDE) ; Filho, E.X.F. (UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA) ; Silva, C.O.G. (UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA)

Resumo

A utilização de resíduo agroindustrial mostra-se uma alternativa de destaque na busca de novas tecnologias e métodos, pois alinha o baixo custo de obtenção, com materiais ricos em substâncias bioativas, assim como, serem obtidos de fontes renováveis e diminuir impactos ambientais negativos. Utilizou-se hidrólise alcalina de farinha de sabugo de milho (SM) e farinha de casca de arroz (CA), para obtenção de monossacarídeos com foco na obtenção de xilose, a metodologia proposta foi verificada através da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), que indicou a presença de monossacarídeos após a metodologia proposta. O objetivo da presente proposta foi utilizar metodologia simplificada para obtenção de monossacarídeos utilizando resíduos agroindustriais.

Palavras chaves

Casca de arroz; Sabugo de milho; Monossacarídeos

Introdução

Grande quantidade de resíduos ou subprodutos são gerados através de atividades agroindustriais, estes por sua vez podem ser fonte de problemas relacionados a poluição, quando não são descartados de forma correta ou então utilizados para atividades pouco lucrativas como decomposição de matéria orgânica (PINTO, p. 1, 2005). Resíduos provenientes da agricultura, apresentam-se como uma alternativa para obtenção de novos compostos, assim como, geração de energia e novas tecnologias, a aplicação dos mesmos em processos tecnológicos, também é uma forma de reduzir impactos negativos sobre o meio ambiente (ROCHA, et al., p. 219, 2017). O material proveniente de resíduos agrícolas, apresentam material lignocelulósicos, sendo 15 a 30% de lignina, 20 a 60% de celulose e 20 a 30% de hemicelulose, sendo que a hemicelulose pode ser utilizada para obtenção de açúcares monoméricos, pois a mesma é constituída de pentoses e hexoses (TAMANINI, et al., p. 316, 2004). O sabugo de milho, um dos resíduos gerados provenientes de atividades agroindustriais, gira em torno de 22% da massa de grãos de milho produzidos (CARVALHO, p. 33, 1992), enquanto a produção de casca de arroz chega a 23% da massa de arroz em casca (DELLA, et al., p. 778, 2001), sendo que ambos possuem em sua constituição carboidratos estruturais pertencentes ao grupo das hemiceluloses (SCHELLER; ULVSKOV, p. 265, 2010). Com a busca de novos compostos, novas tecnologias e o emprego de matérias primas de fontes renováveis, o presente trabalho objetivou utilizar resíduos agroindustriais (sabugo de milho e casca de arroz), para obter xilose a partir de hidrólise alcalina e precipitação com metanol.

Material e métodos

Submeteu-se as matérias-primas (sabugo de milho e casca de arroz), a lavagem com água destilada, em seguida as mesmas foram secas em estufa, moídas e peneiradas para se obter tamanho uniforme de partículas (35 mesh). As farinhas então foram submetidas a ataque alcalino com solução de NaOH a 2%, na proporção de 1g de matéria-prima para 20 ml da solução alcalina, a reação permaneceu com temperatura constante de 90°C durante 90 minutos com agitação vigorosa e em seguida filtradas com descarte do filtrado. Para obtenção do precipitado o sobrenadante teve adição de 4 volumes de metanol, que então ficou em repouso durante 24 horas em geladeira, após tempo decorrido o sobrenadante foi descartado por filtração e o precipitado seco em estufa e armazenado para análises (LI et al., p. 1610, 2012b). Após a secagem do material precipitado e filtrado, as amostras foram preparadas seguindo o protocolo Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass (NREL/TP-510-42618, adaptado), as amostras foram analisadas através da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), (SLUITER, et al., p. 7 – 16, 2008).

Resultado e discussão

A metodologia de extração de xilose através de ataque alcalino de resíduos agrícolas se mostra como uma alternativa eficiente, pois trata-se de uma técnica de fácil execução, prática e de baixo risco quando comparado com demais técnicas, como a hidrólise com ácido concentrado descrita por alguns autores como Paiva, et al. (p. 76, 2009) e Canettieri, et al. (p. 324, 2002). Após a hidrólise alcalina, precipitação com metanol, filtragem e secagem, o material obtido foi tratado segundo o método NREL/TP-510-42618 adaptado para se adequar ao material em questão e então as amostras foram analisadas pela técnica CLAE (SLUITER, et al., p. 7 – 16, 2008). Na tabela 01 apresenta-se as características dos hidrolisados das farinhas de SM e de CA, onde observa-se mistura de monossacarídeos. Os hidrolisados de SM e CA, compreendem uma mistura de monossacarídeos respectivamente, arabinose (11,93 e 8%), glicose (11,28 e 54,01%) e xilose (73,52 e 37,99%), observa-se também a presença do monossacarídeo galactose no hidrolisado de SM na proporção de 3,27%. Observa-se que a presença de xilose no hidrolisado de SM é alta em torno de 73%, enquanto o mesmo não ocorre no hidrolisado de CA, o qual apresenta maior teor de glicose (54%) em relação a xilose. A diferença de monossacarídeos nos hidrolisados ocorre devido a diferença da composição química de cada material, a técnica proposta de hidrólise alcalina de resíduos agrícolas, pode evitar a formação de compostos tóxicos, principalmente o furfural, o qual é formado pela exposição do material em meio ácido quando ocorre a degradação da xilose pelo ácido, sendo assim a utilização da técnica evitaria também etapas de purificação do material hidrolisado para aplicação da xilose obtida (SOUZA, et al., p. 527, 2015).

Determinação de porcentagem de xilose obtida de sabugo de milho e de casca de arroz, em função dos demais monossacarídeos presentes.

Conclusões

A utilização de resíduos agrícolas, assim como a busca pelo desenvolvimento de novas metodologias assim como aplicação de compostos obtidos por elas, se mostram uma alternativa de extrema relevância, pois alinha-se a utilização de material de fonte renovável e de fácil obtenção, assim como o desenvolvimento de novas metodologias e técnicas. O trabalho proposto, evidencia a eficiência da metodologia proposta, assim como demonstra que as matérias-primas utilizadas são fontes para obtenção de monossacarídeos, com destaque para a D-xilose (xilana), que podem ser empregados em demais processos

Agradecimentos

A equipe do Laboratório de Química Tecnológica (QuiTec), ao Instituto Federal Goiano - Campus Rio Verde, a Capes e ao CNPQ pelo apoio prestado.

Referências

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