Notícia com publicação científica
Novo processo pode gerar bioderivados importantes da palha de milho de maneira mais sustentável e eficiente
Pesquisadores desenvolvem novo processo mais eficiente, barato e sustentável para reaproveitamento da palha do milho
Shaun Meintjes via Unsplash
2 de junho de 2025, 14:09

Fonte

Ricardo Muniz, Agência FAPESP

Publicação Original

Agência FAPESP

Áreas

Agricultura, Bioquímica, Biotecnologia Alimentar, Ciência e Tecnologia de Alimentos, Desenvolvimento de Fármacos, Engenharia de Alimentos, Farmacologia, Gestão de Resíduos, Indústria Alimentícia, Indústria Farmacêutica, Produtos Naturais, Química Verde, Sustentabilidade

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Resumo

Pesquisadores aplicaram a técnica de hidrólise com ‘água subcrítica’ – que utiliza apenas água pura como solvente – para extrair bioderivados de resíduos de palha do milho.

Com menor custo, mas eficiência e sustentabilidade, a tecnologia verde pode extrair açúcares, ácidos orgânicos e compostos fenólicos com propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e antimicrobianas.

Os pesquisadores também produziram uma análise de sustentabilidade – chamada EcoScale – através de uma métrica semiquantitativa que permite avaliar os impactos ambientais, econômicos e sociais da tecnologia.

Foco do Estudo

Desenvolver novo processo para o reaproveitamento da palha do milho.

Por que é importante?

A palha de milho é um subproduto agrícola abundante (frequentemente descartado) e rico em compostos lignocelulósicos, como hemicelulose, celulose e lignina.

O processamento da palha de milho pode resultar em bioderivados com propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e antimicrobianas, além de biocombustíveis, como etanol de segunda geração.

Porém, o processo tradicional de hidrólise ácida – que permite atingir esses resultados – pode não ser tão eficiente e sustentável do ponto de vista ambiental.

Estudo

Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) avaliaram a eficiência e o impacto ambiental do aproveitamento da palha de milho com uma técnica que utiliza apenas água pura como solvente para extrair bioderivados.

A partir da pesquisa de doutorado de Rafael Gabriel da Rosa, o grupo de cientistas extraiu açúcares, ácidos orgânicos e compostos fenólicos com propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e antimicrobianas a partir desse resíduo, otimizando parâmetros do processo ao empregar hidrólise com ‘água subcrítica’ (em alta temperatura e sob alta pressão para evitar ebulição) em vez do método de hidrólise ácida.

A obtenção de cada subproduto depende de variações na temperatura e pH, seguindo uma sequência de decomposição que se inicia nos compostos fenólicos e termina nos ácidos orgânicos, passando pelos açúcares.

O estudo foi publicado na revista científica Biofuel Research Journal e a nova tecnologia pode ter aplicações importantes nas indústrias alimentícia, farmacêutica e de biocombustíveis.

[Usando uma métrica capaz de avaliar os impactos ambientais, econômicos e sociais de um processo ou tecnologia, em uma escala de 0 a 100,] nosso resultado surpreendeu: o método atingiu 93 pontos

Dra. Tânia Forster Carneiro, professora da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) da Unicamp

Resultados

Os resultados revelaram o sucesso do novo processo: a hidrólise subcrítica conseguiu obter compostos fenólicos em valores de 16,06 miligramas a 76,82 miligramas equivalentes de ácido gálico por grama (padrão na quantificação de compostos fenólicos), enquanto trabalhos com hidrólise ácida obtiveram 12,76 miligramas equivalentes de ácido gálico por grama.

No caso de açúcares (glicose, xilose e celobiose), foram obtidos 448,54 miligramas por grama de palha de milho hidrolisada a 170 °C por no máximo 30 minutos e pH 1. Métodos tradicionais de hidrólise não superam a marca de 74,5 miligramas por grama de palha hidrolisada. Portanto, além do rendimento significativamente superior, o novo processo pode levar à redução de custos em tempo e energia.

Já no caso de ácidos orgânicos (acético e fórmico), foram obtidos 1.157,19 miligramas por grama de palha de milho hidrolisada a 226 °C e pH 4,5. “Essa extração de ácidos orgânicos representa uma oportunidade concreta para a produção de precursores químicos renováveis com aplicação em plásticos biodegradáveis, solventes e conservantes naturais”, afirmou a Dra. Tânia Forster Carneiro, professora da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) da Unicamp, orientadora de Rafael Rosa e coautora do artigo.

Os pesquisadores também fizeram uma análise de sustentabilidade da tecnologia – chamada EcoScale – através de uma métrica semiquantitativa para avaliação das condições de reação química em escala de laboratório.

A ferramenta, capaz de avaliar os impactos ambientais, econômicos e sociais de um processo ou tecnologia, usa uma escala de 0 a 100, com 0 representando uma reação totalmente falha (0% de rendimento) e 100 a reação ideal. “Nosso resultado surpreendeu: o método atingiu 93 pontos”, comemorou a professora Tânia Forster Carneiro. Outros processos que utilizam produtos químicos agressivos, como ácido sulfúrico e hidróxido de sódio, obtiveram notas entre 54,63 e 85,13 pontos.

Segundo a cientista, outra novidade do estudo foi a análise técnico-econômica preliminar (ou taxa de payback), integrando dados experimentais com estimativas de investimento, operação e retorno econômico ao levar em consideração fatores como custo de equipamentos, insumos e energia.

A análise [técnico-econômica] fornece uma visão estratégica para a tomada de decisão, simula diferentes cenários e identifica os mais promissores para aplicação industrial, fortalecendo o elo entre ciência, inovação e aplicação prática

Dra. Tânia Forster Carneiro, professora da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) da Unicamp

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Autores/Pesquisadores Citados

Dra. Tânia Forster Carneiro

Professora da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) da Unicamp

Rafael Gabriel da Rosa

Doutorando em Engenharia de Alimentos na Unicamp

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a revista científica Biofuel Research Journal (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Agência FAPESP.

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