Pesquisa da UFSCar recupera compostos de valor em resíduos da laranja
Estudo usa métodos sustentáveis para extrair substâncias de interesse da indústria a partir de subprodutos do processamento da fruta
A produção industrial de suco de laranja gera diferentes tipos de resíduos ao longo do processamento da fruta. Cascas, sementes, bagaço, óleos essenciais e águas residuais compõem uma matriz agroindustrial complexa que, quando descartada de forma inadequada ou aproveitada apenas em aplicações de baixo valor, pode ampliar impactos ao meio ambiente.
Foi a partir desse cenário que pesquisadores do Departamento de Química da UFSCar (DQ) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) investigaram como a Química Verde pode contribuir para o melhor reaproveitamento dessa matriz. Publicado no periódico Foods, o estudo mostra que subprodutos da produção de suco de laranja podem ser fontes de compostos bioativos de alto valor agregado, quando analisados e recuperados por métodos mais eficientes e sustentáveis.
A pesquisa foi liderada por Antonio Gilberto Ferreira e Maria Fátima das Graças Fernandes da Silva, docentes do DQ-UFSCar, em colaboração com Vânia G. Zuin Zeidler, docente do Institute of Sustainable Chemistry, em Lüneburg, na Alemanha. Os cientistas rastrearam e identificaram, em diferentes etapas do processamento industrial na produção do suco de laranja, diferentes compostos, como a hesperidina, um flavonoide associado a propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e outras atividades biológicas de interesse.
Embora estes compostos sejam considerados pela indústria como compostos de elevado valor agregado, sua presença também impõe desafios tecnológicos, pois pode provocar a obstrução de equipamentos e tubulações das linhas de processamento industrial do suco na separação dos óleos essenciais, além de ocasionar contaminações indesejadas nas características dos descartes finais.
Por isso, recuperar essas substâncias no processo de produção do suco pode transformar um problema operacional em uma oportunidade econômica. De acordo com uma referência do estudo, o mercado global de hesperidina foi avaliado, em aproximadamente US$ 81 milhões em 2019, com projeções indicando crescimento para US$ 125,2 milhões até 2026.
O processo de recuperação envolve múltiplas etapas, nas quais são obtidas diferentes concentrações das substâncias de interesse. Nesse contexto, a otimização das técnicas de extração, purificação e caracterização é fundamental para viabilizar o aproveitamento de resíduos agroindustriais, promovendo iniciativas alinhadas aos princípios da sustentabilidade e da economia circular.
“Embora a indústria citrícola gere um grande volume de resíduos, parte significativa desses subprodutos ainda é pouco explorada em relação ao seu potencial químico”, explica Gilberto Ferreira.
O diferencial da pesquisa está justamente em combinar essa investigação com métodos de extração mais sustentáveis, mostrando que a valorização dos resíduos também depende de processos capazes de reduzir impactos ambientais.
Alternativas aos processos de extração tradicionais
Um dos desafios da pesquisa foi analisar a complexidade química dos resíduos gerados em diferentes etapas do processamento industrial da laranja. As amostras avaliadas reuniam substâncias de naturezas distintas, o que exigiu métodos capazes de oferecer precisão sem tornar o processo excessivamente longo, agressivo ou dependente de muitas etapas de preparo. Por isso, o estudo combinou técnicas analíticas eficientes e estratégias de extração alinhadas aos princípios da Química Verde, que possibilita uma aplicação frente a processos industriais tornando-o mais sustentável.
Entre as técnicas utilizadas, a ressonância magnética nuclear (RMN) teve papel central por permitir a análise de misturas complexas com preparo mínimo das amostras e sem destruí-las. Associada à cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e à cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), a técnica de RMN permitiu monitorar compostos como a hesperidina, e os terpenos D-limoneno e valenceno ao longo da cadeia produtiva e indicar frações com maior potencial de reaproveitamento.
A pesquisa também incorporou a extração assistida por micro-ondas, estratégia considerada mais eficiente e ambientalmente mais adequada para recuperar compostos bioativos. O método reduz etapas do processo e contribui para uma abordagem mais sustentável na obtenção de moléculas de interesse a partir da biomassa residual cítrica.
O valor nos resíduos da laranja
Os resultados do estudo mostram que os resíduos cítricos não têm composição uniforme ao longo do processamento industrial. Cada etapa concentra diferentes moléculas de interesse, e esse mapeamento permitiu aos pesquisadores identificarem pontos mais estratégicos para a recuperação de compostos bioativos.
Com o uso da técnica de RMN, foi possível rastrear as substâncias de valor até mesmo no bagaço de laranja. De acordo com o grupo de cientistas, foi possível extrair hesperidina com alto grau de pureza com o método assistido por micro-ondas de forma eficiente e ambientalmente adequado.
As análises confirmaram que a pureza da hesperidina isolada era de 87,66% por RMN e 84,30% por CLAE. A técnica de CG-MS permitiu ainda identificar outros compostos valiosos como α-pineno, sabineno, β-mirceno, linalol além do D-limoneno e valenceno.
O valenceno, composto da classe dos terpenos, foi um dos exemplos de substâncias destacadas em análise pela pesquisa devido ao seu interesse comercial, especialmente para os setores de cosméticos e fármacos.
“A água amarela, resíduo líquido gerado no processamento final da produção do suco, tinha uma concentração alta de limoneno e, a partir desse resultado, foi possível diagnosticar que o fator principal que dificultava a sua fermentação, tão necessária para o tratamento dessa biomassa e para posteriormente ter seu descarte adequado, era a presença desse terpeno”, explica Ferreira.
Para os pesquisadores, esse estudo representa para a indústria de produtos cítricos melhorias nas estratégias de sustentabilidade e circularidade, solucionando impasses no descarte e mitigando impactos ambientais. Além de melhorar a recuperação de compostos de interesse e tornar o processo ambientalmente mais eficiente, a pesquisa aponta soluções para contornar problemas existentes em oportunidades econômicas. Ou seja, o resíduo que sobra do suco de laranja pode se tornar um produto de alto valor agregado.
A pesquisa recebeu financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo – Fapesp (processo 2014/50918-7, 17/25015-1 e 18/11409-0), INCT 2014: Para o controle biorracional de insetos-praga e fitopatógenos (processo 2019/10756-1 MCBML 20/07806-4 DPP) e CNPq – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (processo – 001).
*Antonio Rodrigues da Silva Neto é mestre em Química (UESPI), doutor em Ciências (UFSCar) e bolsista de Pós-Doutorado de Mídia e Ciências – Jornalismo Científico/Fapesp pelo Laboratório de Produtos Naturais (LPN-UFSCar).
