USE OF 'LIME' ORANGE AND THEIR WASTES IN THE DEVELOPMENT OF NEW PRODUCTS
DOI:
https://doi.org/10.18011/bioeng2016v10n1p69-96Keywords:
waste, Lima orange, food, reuse, biotechnological productAbstract
One of the great humanity challenges is to balance production of goods and services, economic growth, social equity and environmental sustainability. Alternatively, the industrialization of food can contribute markedly to the encouragement and stabilizing agricultural production, allowing better use of surplus and promoting their use throughout the year and not just in times of harvest. Allied to this, biotechnological processes enable not only the utilization of the feedstock but also its residues in the development of new products. The culture of orange Lima has the municipality of Santana do Mundaú, in Alagoas, the main reference and Brazilian production center. The excellent environmental conditions in the region allow the development of excellent fruit quality and ample opportunities to compete with those produced in other regions. However, even though it presents advantages and facilities, investments in the citrus industry are limited, resulting in low levels of productivity and discard of the surplus product of the region. This work aimed the use of biotechnological technologies to propose orange Lima utilization in a point of industrial view, assessing the commercial viability and acceptance of the Lima orange wine and vinegar, obtained from the juice, essential oil extraction from the bark and the use of albedo, coming from the extraction process, for the production of pectin, incorporation into food, adsorption, enzyme production and 2G ethanol. Products of economic value were generated, adding value to a waste material and providing an alternative income source, thereby fulfilling an environmental and social function.
Downloads
References
ABREU, F.A.P. Aspectos tecnológicos da gaseificação do vinho de caju (Anacardium occidentale L.). 95 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Alimentos), Universidade Federal do Ceará, Fortaleza. 1997.
ABUD A. K. S. Estudo do comportamento cinético e da estabilidade de uma linhagem recombinante de Saccharomyces cerevisiae no processo de fermentação alcoólica de amiláceos. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 1997.
ABUD, A. K. S.; NARAIN, N. Incorporação da farinha de resíduo do processamento de polpa de fruta em biscoitos: uma alternativa de combate ao desperdício. Brazilian Journal of Food Technology, v. 12(4): 257-265, 2010.
ALMEIDA, C. O.; PASSOS, O. S.; CUNHA SOBRINHO, A. P.; SOARES FILHO, W. S. Citricultura brasileira: em busca de novos rumos, desafios e oportunidades na região Nordeste. Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, 2011, 160 p.
ANTIER, P.; MINJARES, A.; ROUSSOS, S.; RAIMBAULT, M.; VINIEGRA-GONZALEZ, G. Pectinase hyperproducing mutants of Aspergillus niger C28B25 for solid-state fermentation of coffee pulp. Enzyme Microbial Technology, v. 15: 254-260, 1993.
ARAÚJO, L. T.; SILVA, C. E. F.; ABUD, A. K. S. Produção de vinagre de laranja "Lima" em vinagreira artesanal. Scientia Plena, v. 8(12), 2012.
ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS (AOAC) Official Methods of Analysis of the Association Analytical Chemists. 18 ed, Gaithersburg, Maryland, 2005.
BAKER, R.A. Potential dietary benefits of citrus pectin and fiber. Food Technology, v. 48(11): 133-139, 1994.
BELLIDO, C.; BOLADO, S.; COCA, M.; LUCAS, S.; GONZÁLEZ-BENITO, G.; GARCÍA-CUBERO, M. T. Effect of inhibitors formed during wheat straw pretreatment on ethanol fermentation by Pichia stipitis. Bioresource Technology, v. 102: 10868-10874, 2011.
BEROVIC, M.; OSTROVERSNIK, H. Production of Aspergillus niger pectolytic enzymes by solid state bioprocessing of apple pomace. Journal of Biotechnology, v. 53(1): 47-53, 1997.
BHARAT, A. Global markets for enzyme inhibitors, Jun 2012, 174p. Disponível em: <http://ptgoarticles.appspot.com/article/report-on-global-markets-for-enzymes-in-industrial-applications>. Acesso em: 15 abr. 2014.
BOCCAS, F.; ROUSSOS, S.; GUTIERREZ, M. SERRANO, L.; VINIEGRA, G. G. Production of pectinase from coffee pulp in solid state fermentation system: selection of wild fungal isolate of high potency by a simple three-step screening technique. Journal Food Science Technology, v. 31: 22-26, 1994.
BONIOLO M. R.; YAMAURA, M.; MONTEIRO, R. A. Biomassa residual para remoção de íons uranilo. Química Nova, v. 33(3): 547-551, 2010.
BOTELLA, C.; DIAZ, A.; ORY, I.; WEBB, C.; BLANDINO, A. Xilanase and pectinase production by Aspergillus awamori on grape pomace in solid state fermentation. Process Biochemistry, v. 43(1): 98-101, 2007.
BRASIL, Lei n°. 7.678, de 08 de novembro de 1998. Dispõe sobre a produção, circulação, comercialização do vinho e derivados da uva e do vinho. Disponível em: <http://extranet.agricultura.gov.br/sislegisconsulta/consultarLegislacao.do?operacao=visualizar&id=189>. Acesso em: 22 maio 2006.
BRASIL. Leis, Decretos, etc. Decreto n. 2314, de 4 de set. de 1997. Diário Oficial da União, Brasília, n. 171, 5 de set. 1997. Seção I, p. 19549. [Regulamenta a lei n. 8918, de 14 de julho de 1994, que dispõe sobre a padronização, a classificação, o registro, a inspeção, a produção e a fiscalização de bebidas]. Disponível em: ‹ http://www.planalto.gov.br/ccivil/decreto/D2314.htm › Acesso em: 09 maio 2007.
CANTERI-SCHEMIN, M.H.; FERTONANI, H.C.R.; WASZCZYNSKYJ, N.; WOSIACKI, G. Extraction of pectin from apple pomace. Brazilian Archives of Biology and Technology, v. 48(2): 259-266, 2005.
CARVALHO, H.H.; JOMG, E.V.; BELLO, R. M. Alimentos: Métodos físicos e químicos de análises. 1 ed. Porto Alegre: Universidade/UFRGS, 2002, 180p.
CASIMIRO, A.R.S.; AGUIAR, L.M.B.A.; MEDEIROS, M. C. Vinho de caju. Fortaleza: NUTEC, 1989. 18p.
CASTILHO, L. R.; ALVES, T. L. M; MEDRONHO, R. A. Production and extraction of pectinases btained by solid state fermentation of agroindustrial residues with Aspergillus niger. Bioresource Technology, v. 71: 45-50, 2000.
CASTRO, A. M.; PEREIRA JR, N. Produção, propriedades e aplicação de celulases na hidrólise de resíduos agroindustriais. Química Nova, v. 33(1): 181-188, 2010.
CHAN, S.; CHAO, W. Effect of extraction conditions on the yield and chemical properties of pectin from cocoa husks. Food Chemistry, v. 141: 3752-3758, 2013.
CHAVES, K.O.; GOMES, R.B.; ARAÚJO, R.S.; BUARQUE, H.L.B. Cinética da adsorção de corante índigo carmim em biomassa fúngica morta de Aspergillus niger tratada alternadamente com soluções ácida e alcalina. In: II Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte Nordeste de Educação Tecnológica. João Pessoa, 2007.
COELHO, Y. S. Citricultura em Alagoas: Referência nacional na produção de laranja 'Lima'. Embrapa Mandioca e Fruticultura. Cruz das Almas, BA. Citros em Foco, n. 25, 2004.
CORAZZA, M.L.; RODRIGUES, D.G.; NOZAKI, J. Preparação e caracterização do vinho de laranja. Química Nova, v.24(4): 449- 452, 2001.
COUTO, M. A. L.; CANNIATTI-BRAZACA, S. G. Quantificação de vitamina C e capacidade antioxidante de variedades cítricas. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 30(supl 1): 15-19, 2010.
FAO O desperdício alimentar tem consequências ao nível do clima, da água, da terra e da biodiversidade – novo estudo da FAO http://www.fao.org/news/story/pt/item/204029/icode/. Acesso em: 15 jan. 2016.
FENNEMA, O. Food Chemistry. 3ª ed. New York: Marcel Dekker, 1996.
FERREIRA, J. T. P.; FERREIRA, E. P.; PANTALEÃO, F. S.; ALBUQUERQUE, K. N.; FERREIRA, A. C. Citricultura em Santana do Mundaú, Alagoas, Brasil: histórico, evolução e oportunidades. Citrus Research & Technology, v. 34: 1-8, 2013.
FERREIRA, V. L. P. (Coord.). Análise sensorial: testes discriminativos e afetivos. Campinas: Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos (SBCTA), 2000. 127 p.
GONÇALVES, C. C. S.; MARSAIOLI, A. J. Fatos e tendências da biocatálise. Química Nova, v. 36(10): 1587-1590, 2013.
GROHMANN K., CAMERON G. R., BUSLIG S. B. Fractionation and pretreatment of orange peel by dilute acid hydrolysis. Bioresource Technology, v. 54: 129-141, 1995.
GUARATINI C.C. I. ; ZANONI M. V. B. Corantes têxteis. Química Nova, v. 23: 71-78, 2000.
IFT. INSTITUTE OF FOOD TCHNOLOGISTS. Sensory evaluation guide for testing food and beverage products. Food Tecnhology, v. 35(11): 50-57, 1981.
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas Analíticas do Inst. Adolfo Lutz. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 4ª ed , 2005.
JORDAN, D. B.; BOWMAN, M. J.; BRAKER, J. D.; DIEN, B. S.; HECTOR, R. E.; LEE, C. C.; MERTENS, J. A.; WAGSCHAW, K. Plant cell walles to etanol. Biochemical Journal, v. 442: 241-252, 2012.
JORNAL DA UNICAMP, 2003. Pesquisa busca inclusão do país no mercado de extratos naturais. Disponível em: Acesso em 01 de março de 2010.
KAPOOR, M.; BEG, Q. K.; BHUSHAN, B.; DADHICH, K. S.; HOONDAL, G. S. Production and partial purification and characterization of a thermo alkali stable polygalacturonase from Bacillus sp. MG-cp-2. Process Biochemistry, v. 36: 467-473, 2000.
KELEBEK, H.; SELLI, S.; CANBAS, A.; CABAROGLU,T. HPLC determination of organic acids, sugars, phenolic compositions and antioxidant capacity of orange juice and orange wine made from a Turkish cv. Kozan, Microchemical Journal, v. 91: 187–192, 2009.
KLIEMANN E.,SIMAS K.N., PINHEIRO E.R., AMANTE E.R., AMBONI R.D.M.C. Pectin extraction of yellow passion fruit peel (Passiflora edulis flavicarpa) by acidic hydrolysis with acid citric. Nutrire, v. 30: 335, 2005.
LAMBRECHT, R. Adsorção do corante reativo azul 5G em carvão ativado e em xisto retortado. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2007.
LOHRASBI, M.; POURBAFRANI, M.; NIKLASSON, C.; TAHERZADEH, M. J. Process design and economic analysis of a citrus waste biorefinery with biofuels and limonene as products. Bioresource Technology, v. 101: 7382–7388, 2010.
MADRID, A. Manual das indústrias de alimentos: processo de produção da cerveja. São Paulo, p. 285-313, 1996.
MARTIN, N; SOUZA S R; SILVA R; GOMES E. Pectinase production by fungal strains in solid-sate fermentation using agro-industrial bioproduct. Brazilian Archives of Biology and Technology, v. 47, n. 5, p. 813-819, 2004
MERINO, S.; CHERRY, J. Progress and challenges in enzyme development for biomass utilization. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, v.108: 95-120, 2007.
MILLER, G. L. Use of dinitrosalicilic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, v. 31(3): 426-428, 1959.
MUNHOZ, C.L.; SANJINEZ-ARGADONA, E.J.; SOARES-JUNIOR, M.S. Extraction of pectin from dehydrated guava. Food Science Technology, v.30(1):119-125, 2010.
MUNIZ, C.R.; BORGES, M.F.; ABREU, F.A.P.; NASSU, R.T.; FREITAS, C.A.S. Bebidas fermentadas a parir de frutos tropicais. Boletim do CEPPA, v. 20(2): 309-322, 2002.
OGEDA, T. L.; PETRI, D. F. S. Hidrólise enzimática de biomassa. Química Nova, v. 33(7): 1549-1558, 2010.
OLIVEIRA, A.N., OLIVEIRA, L.A., ANDRADE, J.S., CHAGAS JÚNIOR, A.F. Enzimas hidrolíticas extracelulares de isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central, Amazonas, Brasil. Ciência e Tecnologia de Alimentos,v.26: 853-860, 2006.
PAGAN, J.; IBARZ, A.; LLORCA, M.; PAGAN, A.; BARBOSA-CANOVAS, G.V. Extraction and characterization of pectin from stored peach pomace. Food Research International, v. 34:605-612, 2001.
PANDEY, A. Solid-state fermentation. Biochemical Engineering Journal,v. 3636:1-4, 2002. PANDEY, A.; SOCCOL, C.R.; MITCHELL, D.A. New developments in solid state fermentation: I -Bioprocesses and products. Process Biochemistry, v. 35: 1153-1169, 2000.
PEDRÃO, M. R.; CORÓ, F.A.G. Análise sensorial e sua importância na pesquisa de alimentos. Revista UNOPAR Científica, Ciência e Biologia da Saúde, v. 1(1): 85-89, 1999.
PINHEIRO E.R., SILVA IMDA, TEOFILO R.F., FERREIRA M.M.C., AMANTE E.R., AMBONI R.D.M.C. Otimização da extração de pectina da casca do maracujá amarelo (Passiflora edulisflavicarpa) In: Anais da 58ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência, Florianopolis-Brasil, 2006.
PINHEIRO, E.R.Pectina da casca do maracujá amarelo(Passiflora edulis flavicarpa): otimização da extração com ácido cítrico e caracterização físico-química. 79 f. Dissertação(Mestrado em Ciência dos Alimentos),Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2007.
RIZZATTO, M. L.; GOMES, E.; ALEGRE, R. M. Pectinases production by solid-state fermentation of orange bagasse by Penicillium italicumand Aspergillus niger. In: I Brazilian Congress of Phase Equilibrium and Fluid Properties for Chemical Process Design. Águas de São Pedro, SP, 2000.
ROBINSON, T.; MCMULLAN, G.; MARCHANT, R.; NIZAM, P. Remediation of dyes in textile effluent: a critical review on current treatment technologies with a proposed alternative. Bioresource Technology, v. 77: 247-255, 2010.
ROCHA, A. S.; SILVA, F. L. H.; CONRADO, L. S.; LIMA, F. C. S.; CARVALHO, J. P. D.; SANTOS, S. F. M. Ethanol from cashew apple bagasse by enzymatic hydrolysis. Chemical Engineering Transactions, v. 37:361-366, 2014.
ROCHA, M. V. P.; RODRIGUES, T. H. S.; MACEDO, G. R. M.; GONÇALVES, L. R. B. Enzymatic hydrolysis and fermentation of pretreated cashew apple bagasse with alcali and dilute sulfuric acid for bioethanol production. Applied Biochemistry and Biotechnology., v.155:407-417, 2009.
SAHA, B. C.; ITEN, L. B.; COTTA, M. A.; WU, Y. V. Dilute acid pretreatment, enzymatic saccharification and fermentation of wheat straw to ethanol. Process Biochemistry, v. 40: 3693-3700, 2005.
SANDHU, D.K.; JOSHI, V.K. Technology, quality and scope of fruit wines especially apple beverages. Indian Food Industry, v. 14(1): 24 -34, 1995.
SANTOS, F.M.; MACEDO, G.R.; SILVA, F.L.H.; SOUZA, R.L.A.; PINTO, G. A. Aplicação da metodologia de superfície de resposta no estudo da produção e extração da poligalacturonase. Química Nova, v.31(8): 1973-1978, 2008
SANTOS, H. P.; FONTANELI, R. S.; SPERA, S. T.; MALDANER, G. L. Energy conversion and balance of integrated crop-livestock production systems under no-tillage.Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 46: 1193-1199, 2011.
SANTOS, M.H.O. Desperdício de alimentos e sua interferência no meio ambiente. Enciclopédia Biosfera, v.4(5): 1-2, 2008.
SANTOS, M.R.A.Estudos agronômicos e botânicos de erva-cidreira (quimiotipo limoneno-carvona). Tese de Doutorado. UFC/CCA, 2003.
SANTOS, S. C., ALMEIDA, S. S., TOLEDO, A. L., SANTANA, J. C. C., SOUZA, R. R. Elaboração e análise sensorial do fermentado de acerola (Malpighia punicifolia L.) Brazilian Journal of Food Technology, 5°SIPAL, março de 2005.SGS do Brasil Ltda. Análise sensorial. São Paulo. Disponível em:<http://www.meuspa.com.br/download/AnaliseSensorial.pdf> Acesso em 14 maio 2011.
SHALINI, R.; GUPTA, D.K. Utilization of pomace from apple processing industries: a review. Journal of Food Science and Technology, v. 47(4): 365-371, 2010.
SHARMA, S.K., LIPTAY, A., MAGUER, M. Molecular characterization, physicochemical and functional properties of tomato fruit pectin. Food Research International, v. 30(7): 543-547, 1998.
SILVA, D.; MARTINS, E. S.; SILVA, R.; GOMES, E. Pectinase production byPenicillium viridicatumRFC3 by solid state fermentation using agricultural wastes and agro-industrial by-products. Brazilian Journal of Microbiology, v.33: 318-324, 2002.
SILVA, F.A.S., AZEVEDO, C.A.V. A new version of the ASSISTAT –
Brazilian Journal of Biosystems Engineering v.10(1): 69-96,201696Statistical Assistance Software. American Society of Agricultural Engineers, 393-396, 2006.
SOARES, J.L. Remoção de corantes têxteis por adsorção em carvão mineral ativado com alto teor de cinzas.Dissertação(Engenharia Química). Centro Tecnológico da Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 1998.
SOLER, M.P. Frutas –compotas, doces em massa, geléias e frutas cristalizadas -Manual para a micro e pequena empresa. Campinas: ITAL, 1995.
SOUZA, R. L. A.; OLIVEIRA, L. S. C.; SILVA, F. L. H.; AMORIM, B. C. Caracterização da poligalacturonase produzida por fermentação semi-sólida utilizando-se resíduo do maracujá como substrato. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.14(9): 987–992, 2010.
SUD, D.; MAHAJAN, G.; KAUR, M. P. Agricultural waste material as potential adsorbentsfor sequestering heavy metal from aqueous solutions –A review. Bioresource Biotechnology, v. 99:6017-6027, 2008.
SUGAI, A. Y.; SHIGEOKA, D. S.; BADOLATO,G. G.; TADINI, C. C. Análise físico-química e microbiológica do suco de laranja minimamente processado armazenado em lata de alumínio. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 22(3): 233-238, 2002.
TALEBNIA, F.; POURBAFRANI, M.; LUNDIN, M.; TAHERZADEH, M. J. Optimization study of citrus wastes saccharification by dilute-acid hydrolysis. Bioresources, v. 3(1): 108-122, 2008.
TAVARES J.F. Projeto, construção, testes e operação de um extrator de óleos vegetais. 98 f. Dissertação (Engenharia Química). Universidade Federal de São Carlos, São Carlos-SP, 2007.
TEIXEIRA, E.; MEINERT, E.M.; BARBETTA, P.A. Análise sensorial de Alimentos. Série didática, Florianópolis, Editora UFSC, p. 18-102,1987.
TORRES NETO, A; FEITOZA, A. C. O.; SILVA, W.; SILVA, F.L.H. Estudo da produção de vinagre da fruta da palma forrageira por processo de fermentação batelada. In: VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica, Campinas, 2005
UENOJO, M.; PASTORE, G.M. Pectinases: aplicações e perspectivas. Química Nova, v. 30(2): 388-394, 2007.UGALDEL, F. Z.; NESPOLO, C. R. Desperdício de Alimentos no Brasil. SB Rural, v. 154(7), 21 de maio de 2015.
VACCARINO, C.; CURTO, L. R.; TRIPODO, M. M.; PATANÉ, R.; LAGANÁ, G.; RAGNO A. SCP from orange peel by fementation with fungi acid-tread peel. Biological Wastes, 30:1-10,1989.
VAN BEILEN, J.B.; LI, Z. Enzyme technology: an overview. Current Opinion in Biotechnology, v.13(4): 338-344, 2002.
VANDERZANT, C.; SPLITTSTOESSER, D.F. Compendium of Methods for the microbiological examination and food. American Public Health Society, 3 ed., Washington, 1992, 1087p.
VANDEVIVERE, P. C.; BIANCHI, R.; VERSTRAETE, W. Treatment and reuse of wastewater from the textile wetprocessing industry: review of emerging technologies. Journal of Chemical Technology &. Biotechnology, v. 72: 289-302, 1998.
VOLESKY, B. Biosorption and me. Water Research, v. 41: 4017-4029, 2007.YAPO, B.M.; ROBERT, C.; ETIENNE, I.; WATHELET, B.; PAQUOT, M. Effect of extraction conditions on the yield, purity and surface properties of sugar beet pulp pectin extracts. Food Chemistry, v. 100: 1356-1364, 2007.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2016 C. E. de Farias Silva, B. M. V. da Gama, L. M. T. de M. Oliveira, L. T. de Araujo, M. L. de Araujo, A. M. de Oliveira Junior, A. K. de S. Abud
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish in this journal agree to the following terms:
a) Authors retain the copyright and grant the journal the right of first publication, with the work simultaneously licensed under the Creative Commons Attribution License that allows the sharing of the work with recognition of authorship and initial publication in this journal.
b) Authors are authorized to assume additional contracts separately, for non-exclusive distribution of the version of the work published in this journal (eg, publish in an institutional repository or as a book chapter), with recognition of authorship and initial publication in this journal.