Recovery and purification of cutin from tomato by-products for application in hydrophobic films
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10362/138717 |
Resumo: | O repiso de tomate é um recurso renovável e de baixo custo, que recentemente tem sido estudado para a extracção de um biopoliéster de grande interesse — a cutina. Este biopoliéster é composto maioritariamente por ácidos gordos de cadeia longa com grupos hidroxilo, e são considerados excelentes monómeros para a produção de novos biopolímeros hidrofóbicos. Neste âmbito, esta tese teve como objetivo a extracção e isolamento de cutina sob a forma de monómeros, a partir de repiso de tomate, e a sua aplicação na produção de filmes hidrofóbicos. Um lote de repiso de tomate constituído por peles (63,62 ± 1,85%), sementes (34,59 ± 2,51%), fibras (1,80 ± 0,73%) e com um teor de humidade de 84,07 ± 0,42%, foi utilizado para a produção de extractos monoméricos de cutina. Foram exploradas várias estratégias para o isolamento e despolimerização de cutina. As estratégias diferiram no estado da matéria-prima no início do processo de extracção, na existência de uma etapa inicial de remoção de ceras das peles de tomate e do tipo de solvente utilizado para este fim, do tipo de hidrólise alcalina e do método de isolamento de monómeros de cutina. As estratégias de extracção testadas neste estudo permitiram a produção de extractos enriquecidos em ácidos gordos, tais como ácido 16-hidroxi-hexadecanóico, ácido hexadecanodióico, ácido esteárico, ácido linoleico, ácido palmítico, ácido octadecanodióico e ácido oleico. Películas de cutina e quitosano foram produzidas com sucesso, a partir dos extractos de cutina e de quitosano comercial, pelo método de casting. Foram produzidos dois tipos de películas — películas compósitas de cutina e quitosano e películas de dupla-camada. As primeiras foram as mais maleáveis e homogéneas. As películas compósitas de cutina e quitosano foram caracterizadas em relação à sua espessura (0,103 ± 0,004mm e 0,106 ± 0,005mm), cor, ângulo de contacto com a água (93,37 ± 0,31° e 95,15 ± 0,53°) e permeabilidade ao vapor de água ((3,84 ± 0,39) x10-11 (mol.m/m2sPa e (6,20 ± 2,44) x10-11 (mol.m/m2sPa). |
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Recovery and purification of cutin from tomato by-products for application in hydrophobic filmsTomato pomaceCutinFatty acidsChitosan-cutin blend filmsChitosan-cutin bilayer filmsFood packagingDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia QuímicaO repiso de tomate é um recurso renovável e de baixo custo, que recentemente tem sido estudado para a extracção de um biopoliéster de grande interesse — a cutina. Este biopoliéster é composto maioritariamente por ácidos gordos de cadeia longa com grupos hidroxilo, e são considerados excelentes monómeros para a produção de novos biopolímeros hidrofóbicos. Neste âmbito, esta tese teve como objetivo a extracção e isolamento de cutina sob a forma de monómeros, a partir de repiso de tomate, e a sua aplicação na produção de filmes hidrofóbicos. Um lote de repiso de tomate constituído por peles (63,62 ± 1,85%), sementes (34,59 ± 2,51%), fibras (1,80 ± 0,73%) e com um teor de humidade de 84,07 ± 0,42%, foi utilizado para a produção de extractos monoméricos de cutina. Foram exploradas várias estratégias para o isolamento e despolimerização de cutina. As estratégias diferiram no estado da matéria-prima no início do processo de extracção, na existência de uma etapa inicial de remoção de ceras das peles de tomate e do tipo de solvente utilizado para este fim, do tipo de hidrólise alcalina e do método de isolamento de monómeros de cutina. As estratégias de extracção testadas neste estudo permitiram a produção de extractos enriquecidos em ácidos gordos, tais como ácido 16-hidroxi-hexadecanóico, ácido hexadecanodióico, ácido esteárico, ácido linoleico, ácido palmítico, ácido octadecanodióico e ácido oleico. Películas de cutina e quitosano foram produzidas com sucesso, a partir dos extractos de cutina e de quitosano comercial, pelo método de casting. Foram produzidos dois tipos de películas — películas compósitas de cutina e quitosano e películas de dupla-camada. As primeiras foram as mais maleáveis e homogéneas. As películas compósitas de cutina e quitosano foram caracterizadas em relação à sua espessura (0,103 ± 0,004mm e 0,106 ± 0,005mm), cor, ângulo de contacto com a água (93,37 ± 0,31° e 95,15 ± 0,53°) e permeabilidade ao vapor de água ((3,84 ± 0,39) x10-11 (mol.m/m2sPa e (6,20 ± 2,44) x10-11 (mol.m/m2sPa).Tomato pomace is a low-cost, renewable resource that recently has been studied for the extraction of a biopolyester of great interest – the cutin. This biopolyester is mainly composed of long-chain hydroxy fatty acids, which are considered excellent building blocks for the production of new hydrophobic biopolymers. In this context, this thesis aimed the extraction and isolation of cutin in the form of monomers from tomato pomace, and its application in the production of hydrophobic cutin-based films. A batch of tomato pomace composed of peels (63.62 ± 1.85% w/w), seeds (34.59 ± 2.51% w/w), fiber (1.80 ± 0.73% w/w) and with a moisture content value of 84.07 ± 0.42% (w/w) was used in this work as the raw material for the production of monomeric cutin extracts. Several strategies for the isolation and depolymerization of cutin were explored. Strategies differed in the state of the raw material at the beginning of the extraction process, the existence of an initial tomato peel dewaxing step and type of solvent used for this purpose, type of alkaline hydrolysis and isolation method of cutin monomers. The extraction strategies tested in this study enabled the production of extracts enriched in fatty acids, such as 16-hydroxy-hexadecanoic acid, hexadecanedioic acid, stearic acid, linoleic acid, palmitic acid, octadecanedioic acid and oleic acid. Cutin and chitosan-based films were successfully produced from the cutin extracts and from commercial chitosan by the casting method. Two types of films were produced — blend of cutin and chitosan and bilayer films. Cutin and chitosan blend films were the most malleable and homogeneous. Cutin and chitosan blend films were characterized regarding its thickness (0.103 ± 0.004mm and 0.106 ± 0.005mm), color, water contact angle (93.37 ± 0.31° and 95.15 ± 0.53°) and water vapor permeability ((3.84 ± 0.39) x10-11 mol.m/m2sPa and (6.20 ± 2.44) x10-11 mol.m/m2sPa).Projeto financiado pela Sociedade Ponto Verde, intitulado de “Bioplásticos e Filmes Comestíveis Vegan”Ferreira, CarlaCoelhoso, IsabelRUNSimões, Andreia Filipa Morais2023-03-01T01:31:30Z2022-04-262022-04-26T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10362/138717enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-03-11T05:16:04Zoai:run.unl.pt:10362/138717Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:49:11.861659Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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