Resíduosagroindustriais aula 1 Prof. Adriana Dantas UERGS – Caxias do Sul Introdução • • • • • • Resíduos de alimentos e sua industrialização Subprodutos de resíduos de alimentos Tipos de resíduos de alimentos Fontes e utilização de alimentos Bioutilizaçao dos resíduos Tratamentos de resíduos não renováveis Resíduos • Na industria de alimentos são conhecidos como ‘resíduos’, parte da matéria-prima não utilizadas no processamento do produto principal. • Matéria-prima mão aproveitada para a elaboração do produto alimentício e como subproduto. queijo.).. defumados.. etc. etc. carnes (embutidos.) • Esporádicos – poderão sofrer ou não transformações.Classes de subprodutos • Tradicionais – elaborados no material sobrante do produto principal: leite (manteiga. . Aplicação de subprodutos de resíduos de alimentos • • • • • Na alimentação humana Na alimentação animal Na agricultura Na medicina Diferentes fins . pigmentos. etc. geléias. complexos protéicos. gorduras hidrogenadas. adstringentes.Alimentação humana • Álcool. coalho. óleos essenciais. gelatina. vinagre. bebidas fermentadas não alcoólicas. óleos comestíveis. enzimas proteolíticas. margarina. farinhas. pectina. caldas e xaropes. patês. . marisco. peixe.Alimentação animal • • • • • • • Farelinho e remoído Farinhas de ossos. ostra Gorduras não comestíveis pelo homem Melaço de cana Soro de leite Suplemento cálcico e protéico Tortas oleaginosas e de frutas . Agricultura • • • • • • • • Águas residuais de digestores Resíduos de casca de ovo Resíduos de cinzas de ossos Resíduos empregados na alimentação Resíduos de matadouros Resíduos orgânicos Bagaços esgotados de cana Tortas em bruto de sementes e de frutas . Medicina • • • • • • • • • • • • • • • Ácido nucléico Adstringentes Albuminas e peptonas Cafeína Colecistocinina Complexo protéico (plasma sanguínea) Complexo B Diurético Enzimas proteolíticas Extrato de órgãos Hesperidina Sais biliares Terebintina Vermífugo Vitaminas A e D . Diferentes fins • • • • • • • • • • • • Amuleto Botões Pentes Tapetes Calçados Cintos Tapetes Cola e material plástico Colchões e travesseiros Escovas Graxa Velas . inúmeros subprodutos com objetivo medicinal.Medicina • NA industria farmacêutica. numerosas substâncias químicas são retiradas de vegetais. animais e convertidas em subprodutos de emprego terapêutico. manteiga para queimaduras leves e reabsorção de hematomas. • Além de uso via bucal. toucinho para feridas causadas por moscas varejeiras. . tem uso tópico. Medicina • De origem vegetal • • • • • Cafeína ( envoltório e cascas de sementes de café) Complexo B – capa de aleurona de certos cereais Hesperidina – cascas de cítrico Terebentina – cascas de manga Ergotina – esporão de centeio . laranja – antitérmicos e antigripais .Medicina • • • • Estigma de milho – diurético Mesocarpo e casca de romã – adstringente Sementes de abóbora – vermífugo Bagaço de cítricos ou vegetais ricos em celulose – anticonstipantes • Casca de limão. concentrados protéicos. vigneron (fator de crescimento) • Músculos de animais – ATP (adenosina trifosfato) – pesquisas sob ação muscular e estudo na área molecular .Medicina • Da carne • De aparas de carnes e resíduos protéicos – isolam-se albuminas. peptonas. • Carne de peixe – extraída a estreptogenina (regulador protéico). Medicina • De ossos e cartilagens • Tíbias de bovinos – farinha de osso purificada – alto teor cálcio-fosforo. reconstituição óssea • Cartilagens – implantadas em lugar de ossos faciais . substitutos de tecidos. em alimentos infantis • Ossos de vitela .elementos de reparação plástica. quimotripsina (digere tecidos necrosados) e amilase. tripsina. insulina (controle da glicemia) • Coração – antígenos (tratamentos de sífilis) – coração do atum e peixe espada • Pulmões – heparina isolada do pulmão e do fígado – enfermidades cardiovasculares • Medula espinhas – hormônios sexuais. pepsina(alimento infantil) e mucina(ulceras) • Intestinos – duodeno – vitaminas B12 (anemia). • Fígado – glândula hepática se extrai medicamento para transtornos hematopoiéticos (anemia) • Vesícula biliar – extraída a colecistoina • Pâncreas – tripsina (transtornos digestivos. lesões necróticas. ulceras). segmento ceco-pilórico – proteases. colesterol .Medicina • De órgãos • Estomago – renina. Medicina • De origem animal – Do sangue • Isolados aminoácidos, como caseína – períodos pósoperatório • Plasma sanguínea dessecado – dietoterápica, complemento protéico • Albumina purificada – diversas aplicações (alimento, meios de cultura de tecidos, determinar fator Rh, estabilizador de vacinas, culturas microbianas, etc..) • Fibrinogênio e gamaglobulinas – pesquisas • Albumina cristalizada de boi – proteína padrão em pesquisas • Potrombina – produzida a cortisona e outros esteróides • Plasma de peixe - Esteróides como a cortisona principalmente Salmão Tipos de resíduos de alimentos • Resíduos ‘in natura’ Aqueles que permanecem em seu estado natural e que assim são utilizados, em sua totalidade ou parcialmente. Ex.: frutas refugadas, determinadas folhas, pendões de cana e outros Tipos de resíduos de alimentos • Resíduos resultantes do beneficiamento de alimentos Os resultantes do beneficiamento de alimentos, surgem durante o preparo destes, para a sua conversão em produtos alimentícios. Pertencem a este tipo, os resíduos que não se integram aos produtos como seus componentes e que por esse motivo necessitam serem deles excluídos. Ex.: aparas de vegetais; certas sementes; cascas e centros de frutas; palhas e sabugos de milho. : melaço.. .Tipos de resíduos de alimentos • Resíduos eliminados durante o processamento de alimentos Este tipo de resíduo é eliminado dos alimentos durante o seu processamento e. por estratégias tecnológicas se tornam subprodutos. Ex. bagaços ( da extração para obtenção de sucos). tortas (originadas das sementes de frutas e leguminosas). farelos e germens (da moagem de cereais e de leguminosas). etc. são resíduos já prontos.Tipos de resíduos de alimentos • Resíduos de alimentos já processados Esses resíduos tem características próprias de serem parte do produto terminado. isto é. .: resíduos de subprodutos impróprios ao comércio ou ao consumo humano destinado a outros fins. Ex. mercados e centros de produção (colheitas excessivas ou encalhadas) • Convertidas em subprodutos Ex. na produção de sucos.: Frutas refugadas – na industria de enlatados. de vinagre e aguardente. de doces secos e cristalizados .Resíduos vegetais • ‘In natura’ Vegetais refugados – em entrepostos. xaropes e outras. • Limões não deteriorados. aspecto – indústria de sucos. figos. por irregularidades de forma. tamanho.Resíduos vegetais • Laranjas destinadas a exportação e separadas nas ‘packing houses’. vinagre. maças.. etc. porém refugados – elaboração de sucos • Outras frutas – ameixas... . Resíduos vegetais • Folhas Utilizadas em pratos exóticos Alimentação de índios Bebibas fermentadas • Vegetais pigmentados cenoura – carotenóides beterraba – antocianina espinafre e ervilha – clorofila tomate – licopeno diversas frutas (jabuticaba. pitanga) . jenipapo. Subprodutos de cascas e centros de frutas • Abacaxi – bebidas fermentadas – álcool – vinagre – calda pata compota de abacaxi • Maçã – geléias – vinagre • Pêra – Caldas para adicionar em conservas de pêra e consumo de mesa • Amêndoas – álcool neutro para fortificar bebidas . de ameixas.pêssegos – óleo comestível . de cerejas.Sementes e caroços de frutas • Principal subproduto – óleo Sementes de uvas – procedentes da fabricação de vinhos ou de passas Damasco. para as diferentes qualidades de consumo: durante o beneficiamento de leite da carne de animas abatidos • Cartilagens • Ossos e tendões .Resíduos animais • Surgidos durante o preparo. • Nos animais de corte.Resíduos animais • O maior contingente de resíduos de alimentos animais é justamente formado pelos que decorrem dos processos de beneficiamento. . são usadas para ração animal e para outros empregos. sua carne e órgãos são separados de imediato para consumo humano. outras partes. surgidas do beneficiamento. Farinhas empregadas na alimentação de aves e de porcinos. excelentes fontes de nutrientes protéicos minerais • Farinhas de e ossos • • • • • • • Farinha de sangue Farinha de carne Farinha de carne e ossos Farinha de penas Farinha de aves Farinhas de animais mamíferos Farinha de peixe . Agricultura • Impróprios para alimentação e para aproveitamento em outros setores. . só servindo para fabricação de adubos. destacando a importância do uso completo do produto entregue pela natureza (agricultura) .VALORIZAÇÃO INTEGRAL DA BIOMASSA • O conceito do uso de fontes renováveis está implicitamente conectado com a idéia de Valorização Integral. . . . . . . . . Principais resíduos usados como fertilizantes (direta ou indiretamente): • De origem vegetal Adubo vegetal Cascas de frutas Farelinho Tortas de sementes e frutas oleaginosas Bagaço esgotado de cana Resíduos vegetais secos ou submetidos as fermentações . Principais resíduos usados como fertilizantes (direta ou indiretamente): • De origem animal • • • • • • Sangue de matadouros Pescado deteriorado Farinha de osso Cinzas de ossos Cascas de ovos Estrumes animal de curral e de matadouros . de capa de revestimento de parede. pós de uso industrial. • Óleo de amêndoas amargo.Outras finalidades • Cascas de nozes – combustível. fabricação de plástico. graxa e sabão. extração de óleos • Caroços de frutas – carvão. inseticidas • Sementes de uvas – industriais de sabões. tintas • Cascas e centros de uvas – tanino • Pedúnculo de uva – tartarato de potássio (cremor tártaro) • Semente e cascas de tomates – purê. glicose e ácido cianídrico). agente farmacêutico. espessante. doces e bolos . óleos fixos (amigdalina. UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS EM PROCESSOS BIOTECNOLÓGICOS COMO PERSPECTIVA DE REDUÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL • A crescente preocupação com o meio ambiente vem mobilizando vários segmentos do mercado. Inúmeros órgãos governamentais e indústrias estão se preparando para aplicar uma política ambiental que diminua os impactos negativos à natureza. . • Resíduos sólidos diferenciam-se do termo lixo porque. já que é aquilo que deve apenas ser descartado. por possibilitarem reaproveitamento no próprio processo produtivo. . exigindo investimentos significativos em tratamentos para controlar a poluição. • Além de criar potenciais problemas ambientais. aqueles possuem valor econômico agregado. enquanto este último não possui nenhum tipo de valor. os resíduos representam perdas de matérias-primas e energia. bioadsorvente em . os resíduos foram usados como substratos para a produção de aroma de frutas. • bioconversão destes resíduos por fermentação em estado sólido. • uso dos resíduos como tratamento de resíduos. sendo que.Implementação de transformação de resíduos de industrias de vegetais: • transformação de resíduos em ingredientes para a indústria de sucos e panificação. neste caso. Bioutilização de resíduos • Fermentação da palha de trigo pelo Chaetomium cellulolyticum . • Produção de ração animal pela fermentação de sagu pelo Rhizopus oligosporus .incremento no teor protéico e produção de biomassa • Biorreator para ser utilizado no enriquecimento protéico da polpa de beterraba pelo Trichoderma viride. 6g biomassa.4 e 18.Bioutilização de resíduos • Sargantanisis et al. Os incrementos em teor protéico obtidos foram de 3.os microrganismos que apresentaram melhor desempenho Saccharomyces e o Rhizopus. (1993) .produção de Rhizopus oligosporus em farinha de milho obtiveram rendimento de 0. teor de umidade do substrato em torno de 70%.2 para 8. (1993) . respectivamente.5%. .enriquecimento protéico de resíduos de batata doce através de vários microrganismos. • Yang et al.g-1 de produto seco. 50 e 15. 18.0% e concentração de inoculo acima de 107 esporos. • Joshi e Sandhu (1996) . Teores de umidade acima de 55.57% para cada microrganismo utilizado. Candida utilis e Torula utilis. .80% para 16. respectivamente.Bioutilização de resíduos • Zvauya e Muzondo (1994) enriquecimento protéico da farinha de mandioca através de algumas variedades de Aspergillus.ração animal através da fermentação da polpa de maçã residual de indústria de suco por Saccharomyces cerevisiae.80.g-1. Incremento no teor protéico de 5. A bioutilização dos rejeitos industriais para a produção de bioinseticidas pode ser considerada muito importante. que podem ser considerados resíduos com grande potencial de utilização como substratos. No processamento de arroz. casca. pois ao mesmo tempo em que significa uma solução para as indústrias. . farelo e quirela (ou quirera). soca ou soqueira.resíduos da indústria de beneficiamento do arroz para a produção de bioinseticida a base de Bacillus thuringiensis. podem-se destacar os seguintes subprodutos e resíduos: palha de arroz. este produto não causa danos ao meio ambiente e pode ser utilizado na agricultura que fornece matérias-primas para produção das mesmas. desde a colheita até o beneficiamento.Bioutilização de resíduos • Pelizer (1997) . tais como as de sucos de frutas. . (2000) produção de poligalacturonase (enzima amplamente usada na indústria de alimentos. vinhos. • Coelho et al.Bioutilização de resíduos • Bravo et al. (2001) .resíduos da indústria de coco verde para a produção de enzimas. cacau e café) utilizando-se o caldo de cana (resíduos da indústria de sucro-alcoleira). .para utilização em ração animal. Esse material enriquecido com proteína microbiana através da fermentação em estado sólido pode ser utilizado como ração animal. Conteúdo de proteína inicial do bagaço era 2% e no produto final de 8.65% mínimo exigido para ração de ruminantes (7%). • Produção de proteína.Bioutilização de bagaço de cana-deaçúcar • Diferentes sistemas de fermentação em estado sólido – suporte inerte para produção de penicilina utilizando o Penicillium chrysogenum. • Produção de alcalóides pela Claviceps purpurea por fermentação em estado sólido. • Produção de mais de 2 milhões de toneladas de bagaço de cana-de-açúcar como resíduo agro-industrial. através do Chaetomium cellulolyticum. • Produção de biomassa protéica de Trichoderma reesei e Rhizopus (cultura mista) em fermentação submersa. com conseqüente redução na margem de lucro. contribui significativamente no custo de produção do leite e da carne.SILAGENS ALTERNATIVAS DE RESÍDUOS AGRO• A ensilagem. tem sido largamente utilizada em propriedades rurais como estratégia de reserva forrageira para períodos críticos ou mesmo para uso contínuo na alimentação animal. como técnica de conservação INDUSTRIAIS de forragens. • O uso de silagem ou mesmo de feno. . . aveia.).• O uso de resíduos agro-industriais como bagaço de laranja e rama de mandioca tem apresentado alto potencial para uso na alimentação de ruminantes. azevém. .. alfafa. normalmente utilizadas na produção de silagem. . • Pelo alto custo de implantação de lavouras anuais como milho e sorgo e de outras culturas de alto valor forrageiro (milheto. • Para o desprendimento da água e atenuar a natureza hidrofílica da pectina. para então. ser peletizada e comercializada. muitas vezes esta tecnologia se torna antieconômica. adiciona-se hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio antes das prensagens. principal carboidrato presente na polpa. mas devido ao alto custo de energia. da qual resulta até 90% de matéria seca.Industria de Sucos • A indústria de suco de laranja produz como subproduto o bagaço de laranja ou polpa de laranja que compreende aproximadamente 50% do total da fruta. • A prática de desidratar o bagaço de laranja é comum. sendo depois submetida à secagem. . É obtida após duas prensagens que restringe a umidade a 65 – 75%. Bagaço da laranja • O bagaço de laranja tem algumas características que contribuem para que seja armazenado na forma de silagem. principalmente quando a quantidade de forragem disponível é pequena. • Estima-se que. . 90% da polpa cítrica utilizada são consumidos por vacas em lactação. todavia. nos Estados Unidos. categoria esta para a qual a polpa mostrou-se um alimento de alto valor. existem controvérsias quanto à ensilagem de alimentos com alto conteúdo de umidade. sob condições anaeróbias. merecendo ser estudado. • O uso de diferentes aditivos na ensilagem do subproduto da indústria de suco de laranja. enterobactérias e leveduras como principais responsáveis. • As alterações bioquímicas que ocorre durante o processo de ensilagem. das bactérias produtoras de ácido láctico. apontando as atividades enzimáticas das plantas. devido às perdas faz-se necessário rever esta tecnologia de conservação. o que torna o processo de fermentação grandemente sujeito a variações. porém. devido a importância econômica regional. clostrídios. principalmente láctico e acético. em bases econômicas.Ensilagem e uso de aditivos • A ensilagem é outro método de conservação que vem sendo usado. pode melhorar significativamente a qualidade do ensilado. • A conservação de uma forrageira como silagem depende da fermentação natural dos açúcares a ácidos. . principalmente. por bactérias ácido lácticas. adicionar 20% de palha de trigo picada em partículas igual ou inferior a 2. apresenta um número de leveduras menor que o número de bactérias lácticas. • Um modo promissor para melhorar o processo de fermentação do bagaço de laranja seria inibir a população de leveduras. elas não se extinguiram através do período de ensilagem. proporcionando uma relação.5 cm. atribuindo as perdas a estas populações. • A população de leveduras que utilizam lactato é um dos fatores determinantes se uma silagem deteriorará ou não à exposição ao ar. • A dinâmica da fermentação do bagaço de laranja durante a ensilagem.Procedimentos • Para aumentar o teor de matéria seca do bagaço de laranja. de 80/20. . com base na MS. devido à presença de açúcares fermentáveis disponíveis. suficientes para manter o metabolismo. . ácidos ou enzimático microbiano. devido a rápida fermentação ácida produzida contribui para a redução da atividade de levedura durante o uso da silagem. • O bagaço de laranja in natura pode ser eficientemente conservado sob a forma de silagem sem o uso de aditivos. não melhoraram os parâmetros de fermentação das silagens ao ponto de recomendá-los para a confecção de silagem de bagaço. • A aplicação de aditivos.Procedimentos • A inoculação por bactérias lácticas é importante pois o ácido resultante atua como inibidor das leveduras. • A esse respeito.Uso de aditivos • O objetivo original do uso de aditivos é garantir que as bactérias ácido lácticas dominassem a fermentação resultando em uma silagem bem conservada. que foi disponível comercialmente. o melaço. adotou uma maneira diferente e recomendou a rápida acidificação da forragem com ácidos minerais para chegar a um pH por volta de 3. A silagem feita com adição de ácido mineral é chamada de silagem AIV ou processo AIV . • Em 1933. trabalhando na Finlândia. Virtanen. forneceu uma fonte de baixo custo de carboidratos fermentáveis e foi grandemente usado por fazendeiros durante o início do século. • Em 1945 recebeu o Prêmio Nobel pelo seu esforço.5 que foi originalmente a idéia que inibiria a atividade microbiana e das enzimas da planta. em experimentos laboratoriais. utilizando dois tratamentos. o primeiro com drenagem do efluente e o outro sem drenagem. foi quantificada as perdas por liberação de gases. e a presença desses microrganismos não explica todas as perdas registradas durante a estocagem . 1987). . não foram encontradas diferenças nos componentes químicos e microbiológicos (ASHBELL e LISKER. armazenados por 142 dias. • O bagaço de laranja geralmente contém entre 12 e 21% de matéria seca e durante o processo de fermentação mais de 22% do peso do bagaço fresco pode ser perdido pela lixiviação • As perdas causadas por microrganismos aeróbios se restringe à camada superior da silagem de bagaço de laranja. e naquele em que o efluente foi mantido dentro do silo. ensilado por 92 dias. em que o efluente foi permitido escorrer. • Em silagens de bagaço de laranja.Composição quimica • A conservação do bagaço de laranja.