ISEP - DM – Biorrecursos
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- Alimentos Sustentáveis e Funcionais para um Coração SaudávelPublication . Nogueira, Ana Catarina Félix; Ferreira, Maria João Dantas RamalhosaCom a viragem do século, as doenças cardiovasculares (DCV) continuam a ser principal causa de mortalidade no mundo e em Portugal, sendo encaradas atualmente como um dos mais importantes problemas de saúde pública. Como resposta a esta situação e em combinação com os avanços em diversos domínios científicos, surgiu um novo tipo de produtos alimentares, denominados alimentos funcionais. Estes produtos, cujo desenvolvimento aumentou consideravelmente ao longo da última década, além da função nutricional básica que possuem, oferecem também aos consumidores uma gama de compostos bioativos com efeitos benéficos e cardioprotetores para a saúde, reduzindo desta forma o risco de doenças DCV. Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver uma bebida funcional substituta de café a partir de duas matrizes vegetais desvalorizadas e altamente disponíveis em Portugal, a bolota e a alfarroba. Para tal, foi necessário processar as amostras de forma a obter no final três bebidas funcionais, B1 (nem muito doce nem muito amarga), B2 (mais amarga) e B3 (mais doce), cada uma com diferentes formulações de bolota e alfarroba torradas, que se enquadrassem no gosto dos consumidores de café ou substitutos de café. De forma a avaliar os benefícios nutricionais e potenciais efeitos cardioprotetores para a saúde, foram efetuadas uma série de análises às bebidas desenvolvidas assim como também às matrizes cruas e às respetivas torras usadas para a preparação das bebidas. Neste sentido, foi realizada uma análise à composição química e nutricional das amostras: humidade/sólidos totais, cinzas, lípidos, proteínas, açúcares, fibras insolúveis, minerais e valor energético; foram avaliados, com recurso à espectrofotometria, os teores de compostos fenólicos totais (TPC), flavonoides totais (TFC), taninos condensados, produtos da reação de Maillard e atividade de sequestro dos radicais livres DPPH• e o ABTS•+, e por último foi feita uma análise à bioatividade através do estudo da capacidade de inibição das enzimas α-glucosidase e α-amilase. As bebidas foram ainda analisadas sensorialmente através de um inquérito efetuado a um grupo de 20 provadores não treinados, de forma a avaliar as características organoléticas dos produtos finais. Os resultados obtidos mostraram que as matrizes possuem um elevado valor nutricional, nomeadamente alto teor em fibras insolúveis, cerca de 19,0 ± 2,5% para a bolota e 31,3 ± 4,0% para a alfarroba, no entanto a alfarroba apresentou teores mais elevados em açúcares totais (31,3 ± 4,0%) quando comparado com outros frutos secos (castanha, amêndoa e avelã). Todas as amostras apresentaram capacidade antioxidante, comprovada essencialmente através dos seus altos teores em compostos fenólicos e de capacidade de sequestro dos radicais livres, nomeadamente o radical ABTS•+ . Deste modo, a bolota foi a matriz que obteve valores mais altos, cerca de 1551 ± 6 mg EAG/100 g de teor em TPC e apresentou um valor de IC50 para a atividade de sequestro do ABTS•+ de 6,04 ± 0,15 µg/mL, enquanto a alfarroba obteve valores de 859 ± 19 mg EAG/100 g e 203 ± 5 µg/mL, respetivamente. Em relação às bebidas, a B2 foi a que apresentou valores superiores de TPC, cerca de 275 ± 1,1 mg EAG/100 g, seguindo-se da B1 e B3 com os respetivos valores de 236 ± 1,1 mg EAG/100 g e 212 ± 1,6 mg EAG/100 g, por outro lado, a B3 (IC50 = 83,0 ± 2,1 µg/mL) obteve valores mais elevados para a atividade de sequestro do ABTS•+, seguido da B2 (IC50 = 65,7 ± 2,7 µg/mL) e B3 (IC50 = 65,3 ± 0,3 µg/mL). Em termos de bioatividades todas as amostras mostraram serem potenciais agentes antidiabéticos, uma vez que os extratos mostraram uma forte inibição da α-glucosidase, apresentando valores de IC50 entre 5,36 – 217 µg/mL. No entanto, não foram registadas quaisquer inibições para a α-amilase. Através da análise sensorial realizada, concluiu-se que os provadores tiveram mais preferência pela bebida B3, de seguida da B2 e por último a B1. Apesar de os provadores terem mostrado que não tinham muita intenção de comprar alguma das bebidas, a B3 foi a que obteve maior pontuação. Deste modo, este trabalho conseguiu mostrar o elevado valor nutricional das matrizes escolhidas, que se refletiu posteriormente na produção de bebidas funcionais, destacando-se a sua capacidade na prevenção e diminuição do risco de DCV, comprovando que estas bebidas poderão ser uma potencial alternativa ao café.
- Avaliação Ambiental de Painéis de Aglomerado de Partículas de CardoPublication . Freitas, Clara Sofia Santos; Silva, Luís Manuel Sousa daO presente trabalho de dissertação, para obtenção do grau de Mestre em Biorrecursos pelo ISEP, decorreu no seguimento de um projeto da unidade de Ambiente e Fogo do INEGI. Sendo o principal objetivo a avaliação dos impactes ambientais associados ao ciclo de vida de um painel de aglomerado de partículas, com dimensões de 220×220×16 mm3 , produzido à escala piloto com subprodutos da planta cardo como material estrutural e amido de batata como bioadesivo. A crise climática que enfrentámos exige a colaboração de governos, organizações, empresas, cidadãos e indústrias em adotar estratégias sustentáveis e procurar alternativas mais amigas do ambiente. Por isso, a avaliação dos impactes ambientais de produtos e processos é um contributo fundamental para ajudar a alcançar os 17 ODS da ONU. O uso de matérias-primas biológicas, renováveis, biodegradáveis, funcionais e economicamente viáveis, como o cardo e o amido de batata, é um exemplo dessas alternativas. Nessa perspetiva, o trabalho desenvolvido ao longo do estágio consistiu na pesquisa e análise do estado de arte e na aplicação da metodologia de ACV a uma unidade de PB de cardo com recurso à ferramenta Microsoft Excel, segundo o método ReCiPe 2016 Midpoint (E) V1.02 e como base de dados de inventário o EcoInvent V3.5, consultado através do software SimaPro V8.5.2. De forma a complementar a análise ambiental, analisaram-se os COVs presentes no painel aplicando a técnica de “headspace activo”. Recorreu-se ainda ao programa Aspen Plus V9 para simulação do processo de aquecimento no fabrico do adesivo biológico e obtenção de dados associados a esta etapa. No presente estudo, apenas uma parte do ciclo de vida do PB de cardo foi avaliada, não tendo sido considerados potenciais impactes associados às emissões durante o processo, com destaque para a perda de água, o cultivo e processamento do cardo, fabricação dos equipamentos utilizados, acabamento do painel, transporte, uso e disposição final. Esta última constitui uma das maiores limitações para que os impactes ambientais determinados neste estudo representem a realidade do painel, que idealmente é quando se considera o ciclo de vida completo deste produto. Apesar das limitações, a metodologia de ACV é uma ferramenta importante para avaliar os impactes ambientais tendo-se concluído ao longo deste estudo de ACV que o consumo de energia é a principal fonte de impacte ambiental associado à produção do PB de cardo. Verifica-se ainda, que a substituição de adesivos à base de formaldeído por amido de batata apresenta algumas vantagens por ser de origem biológica e local, o que possibilita a redução de impactes a nível de transporte, no entanto, a prensagem a quente, necessária para a utilização do amido de batata, é a principal etapa responsável pelo consumo energético. Assim, conclui-se que esta etapa é das com mais potenciais impactes associados e, consequentemente, a utilização do adesivo de amido está na base dos potenciais impactes ambientais determinados no sistema em estudo. Em conclusão, para minimizar os impactes ambientais, é necessário estudar e comparar a utilização de matérias-primas alternativas, destaque para o amido, utilizar equipamentos/etapas mais eficientes e, principalmente, optar por fontes de energia renováveis como, por exemplo, energia fotovoltaica como uma opção mais vantajosa quando comparada com o mix energético português, que permite melhorar o desempenho energético do sistema em estudo e, por isso, minimizar os potenciais impactes ambientais do painel de aglomerado de partículas de cardo e, assim, avançar em direção a uma indústria de produção de painéis de aglomerado mais sustentável.
- Avaliação da atividade neuroprotetora de plantas medicinais chinesasPublication . Moreira, João Pedro Soares; Matos, Cristina Maria Fernandes Delerue Alvim deAs doenças neurodegenerativas, como a Doença de Alzheimer e a Doença de Parkinson, assim como distúrbios emocionais, como a depressão, englobam um conjunto de condições incuráveis que perturbam a qualidade de vida dos indivíduos afetados. Esta condição tem como características o declínio da capacidade cognitiva e motora que se agrava com o passar dos anos. Apesar destas doenças serem incuráveis, estudos têm vindo a ser realizados de modo a compreender of mecanismos por detrás do agravamento destas condições, de tal modo a suprimir ao máximo a sua propagação. Até hoje, as hipóteses e teorias mais discutidas revolvem a volta de processos enzimáticos, do agonismo e antagonismo de recetores neuronais, de stress oxidativo, e da citotoxicidade de complexos proteicos, portanto, terapias eficazes têm vindo a ser desenvolvidas de modo a suprimir a progressão destas doenças. As terapias já existentes centramse na administração de fármacos que atuam nos mecanismos inerentes de cada condição neurodegenerativa. Neste aspeto, as plantas medicinais surgem como fortes candidatos a integrarem estas terapias, uma vez que, no passado, eram administradas para tratar diferentes doenças inflamatórias, por exemplo. Cada planta apresenta uma panóplia de compostos bioativos que, em alguns casos, compõe alguns fármacos especificados para este tipo de doenças. De todas as terapias existentes, a Medicina Tradicional Chinesa surge como uma das mais antigas, praticadas, e mais bem documentadas do mundo. Esta dissertação tem como principal objetivo averiguar o potencial de algumas das mais utilizadas plantas medicinais (e um fungo) na Medicina Tradicional Chinesa, na intervenção benéfica dos mecanismos inerentes de cada doença neurodegenerativa.
- Avaliação do processo de tratamento da Estação de Tratamento de Água Residual da empresa H.B. Fuller Portugal Produtos Químicos, S.A.Publication . Barros, Ana Cláudia Dias; Figueiredo, Sónia Adriana Ribeiro da CunhaO presente trabalho tem como objetivo o estudo do processo de tratamento da estação de tratamento de águas residuais (ETAR) da empresa H.B. Fuller Portugal Produtos Químicos, S.A., construída em 1999. As colas produzidas na empresa foram sofrendo alterações e, consequentemente o efluente a tratar também mudou as suas características. Além disso, a empresa fabrica uma grande variedade de produtos. Este estudo começou por uma caracterização das águas residuais geradas ao longo das várias fases do processos de tratamento, tendo-se concluído que numa primeira abordagem deveria otimizar-se o tratamento primário. Os parâmetros analisados no efluente da ETAR antes e após tratamento para avaliação da sua eficiência, incluem pH, condutividade, turvação, carência química de oxigénio (CQO), carbono orgânico total (COT), azoto total e ferro. Os últimos dois parâmetros foram selecionados devido aos resultados obtidos nas análises externas realizadas anteriormente que revelavam que estes se encontravam acima do valor limite de emissão. Realizaram-se testes com sete coagulantes e quatro floculantes pelo método Jar-Test. O intuito foi avaliar se o conjunto coagulante/ floculante que se encontrava a ser utilizado pela empresa estava a ser aplicado nas melhores condições de dosagens e pH e também se existem opções de coagulante/ floculante que tratem a água residual de forma mais eficiente. O coagulante Kemira PAX 18 e o floculante Aquaprox MFA 9722 relevaram ser o conjunto com a relação de eficiência e custo (1,46 €/m3 ) mais adequada para se utilizar no tratamento da ETAR da empresa H.B. Fuller. Comparativamente com o efluente industrial sem tratamento, o teor de carbono orgânico total foi removido em 68% e a turvação em 99,7%. O azoto diminuiu 37% após tratamento, mas mesmo assim continuava acima do VLE (90 mg/L) permitido pela liçenca de descarga da empresa no coletor Municipal, mas como se trata de um tratamento primário o efluente teria de continuar a ser tratado. Os resultados de ferro foram baixos (0,37 mg Fe/L) e o pH encontrava-se na gama de 5,5 a 9,5 prevista para a descarga de água residuais no Regulamento n.º 586/2010, de 7 de julho da Indaqua. Realizaram-se testes em linha e os resultados foram uma boa separação e um sobrenadante límpido, como esperado. E, por causa do futuro aumento produtivo, testou-se também o conjunto coagulante/ floculante no efluente proveniente das colas base aquosa e os resultados foram positivos, sobrenadante límpido, flocos de tamanho médio e lama sedimentada. Assim sendo, concluiu-se que mesmo alterando a composição do efluente que chega à ETAR para tratamento, o Kemira PAX 18 e o Aquaprox MFA 9722 irão tratar o efluente de forma eficaz. Ao longo deste trabalho encontraram-se algumas sugestões de melhoria para tornar o tratamento mais eficaz como a adição de um pré-tratamento constituído pelas etapas de gradagem, tamisagem e flutuação, um doseador de antiespuma automático e de uma solução de acerto de pH ácida. Dado que a produção de lamas no tratamento de água é inevitável, estudaram-se ainda os possiveis destinos para a gestão e valorização das mesmas. Sugere-se a sua incineração para produção de energia térmica. Com o intuito de automatizar o processo de tratamento e adequar as técnicas disponíveis de tratamento pediu-se auxílio à empresa VentilAQUA que confirmou algumas das alterações sugeridas e adicionou mais algumas alterações ao longo do tratamento.
- Biossensor Eletroquímico em Cortiça: Deteção de um Biomarcador Associado à Doença de ALZHEIMERPublication . Correia, Bárbara Portugal; Duarte, Abel José AssunçãoO desenvolvimento de tecnologias de diagnóstico de rápida deteção tem sido alvo de grande interesse e investigação, sobretudo quando se refere a doenças neurológicas. Assim sendo, o objetivo principal deste trabalho consistiu no desenvolvimento de sensores eletroquímicos com base em polímeros de impressão molecular (MIP) desenvolvidos em suportes sustentáveis, como a cortiça, para a determinação de um biomarcador associado a processos neuroinflamatórios, a Interleucina 6 (IL6). Numa primeira parte do trabalho, foram otimizadas as condições experimentais para a construção do biossensor, nomeadamente com a escolha criteriosa do monómero a utilizar, de forma a interagir adequadamente com a molécula alvo definida, IL6. A determinação seletiva deste biomarcador foi conseguida utilizando um mecanismo de polimerização eletroquímica com remoção da proteína da matriz polimérica criada, através do ácido sulfúrico. Toda a evolução das diferentes etapas da construção do biossensor foi seguida por técnicas eletroquímicas, nomeadamente, impedância eletroquímica (EIS) e voltametria cíclica (CV). A otimização do biossensor foi efetuada em elétrodos de carbono convencionais descartáveis (SPE), em suporte em cerâmica. Por fim, o desempenho do sensor foi avaliado com a incubação de diferentes padrões de IL6, em solução tampão (PBS) inicialmente, e posteriormente, num sistema próximo do real, neste caso com a deteção de IL6 em amostra de soro comercial. Foi testada a seletividade do sensor eletroquímico na presença de compostos como a ureia, glicose, entre outros, que coexistem em excesso em amostras biológicas. Numa segunda parte do trabalho, após o estudo de condições ótimas e análise de parâmetros eletroquímicos do biossensor, o biossensor foi sintetizado com a mesma metodologia em elétrodos de carbono descartáveis em suporte de cortiça. Posteriormente, procedeu-se à avaliação do seu desempenho analítico. Em concordância com os resultados analíticos em elétrodos comerciais, concluiu-se que o sensor molecularmente impresso (MIP) em suporte de cortiça, obteve um bom desempenho analítico com gama de linearidade entre 0,001 a 10 ng/mL e coeficientes de correlação acima de 0,97 para curvas de calibração em tampão e em amostras de soro. Estes valores englobam os valores fisiológicos da proteína no soro de pacientes com a doença de Alzheimer (DA). Os polímeros sem impressão molecular (NIPs), tiveram uma resposta analítica muito baixa, concordante com o esperado devido à ausência de proteína. Em resumo, os biossensores desenvolvidos em suportes de cortiça apresentaram um bom desempenho analítico, que comparativamente aos sensores tradicionais, considerou-se igualável. Estes resultados demonstram ser possível aplicar (bio)materiais em qualquer área, incluindo a área médica, e melhorar a preservação pelo meio ambiente. Seria interessante mais alguns estudos e otimizações neste dispositivo desenvolvido para testar esta tecnologia em escala piloto. Uma das grandes vantagens desta estratégia proposta é uma ferramenta que permite a deteção no local, de resposta rápida, baixo custo associado e com redução de impactos ambientais causados.
- Cálculo da pegada de carbono de adesivos hotmeltPublication . FIDALGO, DAVID DO NASCIMENTO; Martins, Florinda FigueiredoOs adesivos hotmelt são materiais termoplásticos utilizados para unir dois substratos após a sua fusão. Estes adesivos podem ser utilizados em inúmeras indústrias, como a de embalagens, construção, cuidados de saúde, entre outros, distinguindo-se dos restantes tipos de adesivos pela ausência de solventes na sua composição. Tendo em conta a crescente preocupação das indústrias com a sustentabilidade, este estudo foi realizado em parceria com a Colquímica Adhesives com o objetivo de implementar uma metodologia para determinar a pegada de carbono dos adesivos hotmelt produzidos pela empresa, desde o “berço até ao portão” (Cradle to Gate), ou seja, desde a extração das matérias-primas utilizadas até à saída da fábrica. Para isso, foram recolhidas informações em relação às matérias-primas e materiais de embalagem utilizados, bem como do processo de produção do adesivo. Para auxiliar o cálculo, foi utilizado um software de avaliação de ciclo de vida gratuito, o openLCA 2.4.0. Como caso de estudo, foi selecionado um adesivo hotmelt, designado neste projeto como PE3, e a sua pegada de carbono foi calculada para cada fábrica da empresa. Os resultados obtidos demonstraram que o adesivo apresentou uma pegada de carbono média de 3,35 kg de CO2eq por kg de adesivo produzido, considerando as três unidades de produção da empresa. Ficou ainda evidente que a fase do ciclo de vida do produto que contribuiu mais para esta categoria de impacto foi a extração e produção das matérias-primas utilizadas, representando em média cerca de 89,9% da pegada de carbono, devendo ser o foco prioritário de estudos futuros para a redução da pegada de carbono dos produtos produzidos pela empresa.
- Caracterização e avaliação bioquímica de produtos marinhos para determinação de origem geográfica e qualidade nutricionalPublication . AZEREDO, BEATRIZ JORGE MAGALHÃES DE; Ferreira, Maria João Dantas Ramalhosa; Soares, Cristina Maria DiasSeafood fraud, particularly the mislabelling of geographic origin, undermines consumer trust and sustainable fisheries management. This study developed an integrated framework combining consumer insights, nutritional profiling, and amino acid (AA)-based chemometric analysis to authenticate the origin of Trachurus trachurus from the Portuguese coast. A consumer survey (n=102) revealed high awareness of seafood mislabelling (68%) but low selfefficacy in detecting origin (56%), underscoring a clear demand for scientific verification. Biochemically, gravimetric analysis of n-hexane extracts revealed that neutral lipid content varied significantly by region, ranging from 13.5% (Peniche) to 18.2% (Sines) on a dry weight basis. The crude protein content, determined by the Kjeldahl method, was consistently high (76.2–80.2%), with Olhão, Peniche, and Sines forming a distinct high-protein cluster. From 150 individual fish, High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) with methanesulfonic acid hydrolysis, optimised to preserve labile AAs, quantified 17 proteinogenic AAs via pre-column derivatization (OPA/FMOC) and fluorescence detection, with pronounced geographical variations observed in glutamic acid, aspartic acid, and proline. Multivariate analysis confirmed distinct location-based clustering in the AA profiles. To build a predictive authentication tool, machine learning models were developed and compared. A supervised Linear Discriminant Analysis (LDA) model achieved 82.7 ± 4.4% cross-validation accuracy, outperforming a Random Forest (RF) classifier (76.0 ± 7.8%), and demonstrated 66.7% accuracy on an independent test set. The top discriminative AAs for origin were glutamic acid, aspartic acid, tyrosine, tryptophan, and isoleucine. These results confirm that AA profiles serve as a robust biochemical fingerprint for geographical authentication. This research provides a practical, science-based framework to enhance traceability systems, thereby supporting sustainable fisheries and restoring consumer confidence in seafood supply chains.
- CO2 valorisation for methanol production: exploring the key role of supports in the catalytic performancePublication . Mendes, Inês Carolina de Vasconcelos; Silva, Paula Cristina Pereira; Constantino, DâniaGlobal warming, caused mainly by the increase in carbon dioxide emissions from fossil fuels, calls for sustainable solutions such as carbon capture and utilisation (CCU). CO2 can be used to produce fuels and chemicals, such as methanol, which is widely used in industrial synthesis and, recently, as a marine fuel. The production of methanol through the hydrogenation of CO2 supports the circular economy. The research community is focussing on improving cost-effectiveness through innovative catalysts, advances in reactors and better process integration. This dissertation focused on the development and study of different supported catalysts for the synthesis of methanol from CO2. Different catalysts were developed based on copper and zinc supported on alumina and alumina doped with silica using: incipient wetness impregnation and precipitation methods. Their catalytic performance was assessed in a fixed bed reactor for 8 hours, using optimum conditions obtained from a parametric study previously performed (250ºC, 30 bar, H2/CO2 ratio of 3 and GHSV of 2.8 L∙gcat -1∙h-1). The C20Z10A (P) catalyst, based on 20% by mass of copper, 10% by mass of zinc supported alumina prepared by precipitation, showed promising results, with copper-normalised time yield (CTY) values (1.04 molCO₂∙gCu -¹∙s-¹) and selectivity for methanol (7.9%). The best selectivity obtained was 12.8 per cent with the C20Z10S10 (P) catalyst, based on 20 per cent by mass of copper, 10 per cent by mass of zinc supported on alumina doped with 10 per cent by mass of silica prepared by precipitation. Although this was the material with the highest selectivity for methanol, its CTY was only 0.51 molCO₂∙gCu -¹∙s-¹. Compared to the reference material, TMC-3/1, (22.9 %), the selectivities obtained were lower. The use of aluminosilicates with 40% silica by mass as a support did not positively influence the catalyst. C20Z10A (P) should be investigated in detail, as it could be a promising catalytic system to be used in catalytic films to be integrated into a new microstructure reactor, also known as NetMIX.
- De sistemas integrados de gestão ao modelo Shingo - desenvolvimento de um modelo conceptualPublication . Carvalho, Mariana Pinto de; Sá, José Carlos Vieira deAtualmente, as organizações procuram modelos e ferramentas que lhes proporcionem novas formas de se reinventarem, melhorando continuamente a sua qualidade e trabalhando até ao derradeiro objetivo – a excelência. Este estudo pretende estabelecer um enquadramento de trabalho, através do modelo conceptual desenvolvido, que considera os requisitos do Sistema Integrado de Gestão, relacionando-os com as dimensões presentes no Modelo Shingo permitindo uma avaliação que determina o quão apta uma organização poderá estar para a sua implementação, através da utilização de um sistema de pontuação. O modelo desenvolvido foi validado na Toyota Caetano Portugal – pertencente ao Grupo Salvador Caetano – através de uma observação comportamental que precedeu e fundamentou a avaliação com o sistema de pontuação desenvolvido, a qual se obteve uma pontuação de 732,26 pontos em 1000 possíveis. Posteriormente, os colaboradores da organização acolhedora realizaram uma auto-avaliação quantitativa, através de um inquérito que assentava sob os mesmos moldes do sistema de pontuação desenvolvido, e desta ação obteve-se uma pontuação de 768,28 pontos em 1000 possíveis. Estes resultados permitiram constatar que os métodos de avaliação distintos convergem para as mesmas conclusões pelo que se pode auferir que, nestas circunstâncias, a validação do modelo foi realizada com sucesso visto existir coerência e corroboração dos resultados obtidos do ponto de vista externo e interno. Posto isto, concluiu-se que este modelo tem o potencial de permitir que qualquer organização consiga corresponder às expectativas e exigências dinâmicas de mercado e apresentar-se de forma competitiva em relação às outras organizações, demonstrando orientação para a excelência através da prática da melhoria contínua.
- Desenvolvimento de processos para a produção de polímeros naturais a partir de subprodutos da indústria agrícolaPublication . MAGALHÃES, FRANCISCO DE ALMEIDA E; Morais, Simone BarreiraThis thesis explored the valorization of agricultural by-products as a sustainable feedstock for the production of protein-based biopolymers, focusing on the influence of pre-treatments in the extraction of protein. Ethanol-washing, water-washing, acid and alkaline pre-treatments were conducted for two byproducts to evaluate their impact on protein yield and purity. Analytical techniques including Fourier transform infrared spectroscopy, sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and high-performance liquid chromatography were employed to evaluate both protein integrity and total amino acid content. Injection molding was also conducted as an application test. Results indicated that ethanol-washing provided the highest extraction yields (12.84 % for subproduct A and 16.53 % for sub-product B) yet the lowest protein purity (45.17 % for by-product A and 36.86 % for by-product B), while alkaline pre-treatment and acid pre-treatments respectively produced purer protein isolates for by-product A and B (74.07 % for A and 61.16 % for B). Sequential combinations of pre-treatments showed potential to enhance impurities removal, but failed to achieve higher total amino acid content and process yields. Preliminary injection molding trials demonstrated the feasibility of using the protein isolates, though challenges such as moisture limited performance. Overall, the study highlights that pre-treatment selection plays a decisive role in balancing yield and protein quality, with alkaline pre-treatment emerging as the most promising approach for biopolymer application for by-product A.
