Resíduos agroindustriais

Resíduos
agroindustriais
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.

Classes de subprodutos
• Tradicionais – elaborados no material sobrante
do produto principal:
leite (manteiga, queijo, etc..);
carnes (embutidos, defumados, etc..)
• Esporádicos – poderão sofrer ou não
transformações.

Aplicação de subprodutos de
resíduos de alimentos
• Na alimentação humana
• Na alimentação animal
• Na agricultura
• Na medicina
• Diferentes fins

Alimentação humana
• Álcool; bebidas fermentadas não alcoólicas; caldas e xaropes;
complexos protéicos; farinhas; geléias; gelatina; gorduras
hidrogenadas; margarina; óleos comestíveis; óleos essenciais;
patês; adstringentes; coalho; enzimas proteolíticas; pectina;
pigmentos; vinagre; etc.

Alimentação animal
• Farelinho e remoído
• Farinhas de ossos; marisco, peixe, 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

Medicina
• NA industria farmacêutica, numerosas
substâncias químicas são retiradas de vegetais,
animais e convertidas em subprodutos de
emprego terapêutico.
• Além de uso via bucal, inúmeros subprodutos
com objetivo medicinal, tem uso tópico;
manteiga para queimaduras leves e reabsorção
de hematomas; toucinho para feridas causadas
por moscas varejeiras.

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

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, laranja – antitérmicos e antigripais

Medicina
• Da carne
• De aparas de carnes e resíduos protéicos – isolam-se albuminas,
peptonas, concentrados protéicos.
• Carne de peixe – extraída a estreptogenina (regulador protéico);
vigneron (fator de crescimento)
• Músculos de animais – ATP (adenosina trifosfato) – pesquisas sob
ação muscular e estudo na área molecular

Medicina
• De ossos e cartilagens
• Tíbias de bovinos – farinha de osso purificada – alto teor cálcio-
fosforo, em alimentos infantis
• Ossos de vitela - elementos de reparação plástica, substitutos de
tecidos, reconstituição óssea
• Cartilagens – implantadas em lugar de ossos faciais

Medicina
• De órgãos
• Estomago – renina, pepsina(alimento infantil) e mucina(ulceras)
• Intestinos – duodeno – vitaminas B12 (anemia); - segmento
ceco-pilórico – proteases, tripsina.
• Fígado – glândula hepática se extrai medicamento para
transtornos hematopoiéticos (anemia)
• Vesícula biliar – extraída a colecistoina
• Pâncreas – tripsina (transtornos digestivos, lesões necróticas,
ulceras), quimotripsina (digere tecidos necrosados) e amilase,
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, colesterol

Medicina
• De origem animal – Do sangue
• Isolados aminoácidos, como caseína – períodos pós-operatório
• 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’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

• Resíduos resultantes do beneficiamento deResíduos resultantes do beneficiamento de
alimentosalimentos
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.

• Resíduos eliminados durante o processamentoResíduos eliminados durante o processamento
de alimentosde alimentos
Este tipo de resíduo é eliminado dos alimentos
durante o seu processamento e, por estratégias
tecnológicas se tornam subprodutos.
Ex.: melaço, tortas (originadas das sementes de
frutas e leguminosas), bagaços ( da extração
para obtenção de sucos), farelos e germens (da
moagem de cereais e de leguminosas), etc..

• Resíduos de alimentos já processadosResíduos de alimentos já processados
Esses resíduos tem características próprias de serem parte do
produto terminado, isto é, são resíduos já prontos.
Ex.: resíduos de subprodutos impróprios ao comércio ou ao
consumo humano destinado a outros fins.

Resíduos vegetais
• ‘‘In natura’In natura’
Vegetais refugados – em entrepostos, mercados e centros de
produção (colheitas excessivas ou encalhadas)
• Convertidas em subprodutos
Ex.: Frutas refugadas – na industria de enlatados, na produção
de sucos, de vinagre e aguardente, de doces secos e
cristalizados

Resíduos vegetais
• Laranjas destinadas a exportação e separadas nas ‘packing
houses’, por irregularidades de forma, tamanho, aspecto –
indústria de sucos, vinagre, xaropes e outras.
• Limões não deteriorados, porém refugados – elaboração de
sucos
• Outras frutas – ameixas, maças, figos, etc....

Resíduos vegetais
• FolhasFolhas
Utilizadas em pratos exóticos
Alimentação de índios
Bebibas fermentadas
• Vegetais pigmentadosVegetais pigmentados
cenoura – carotenóides
beterraba – antocianina
espinafre e ervilha – clorofila
tomate – licopeno
diversas frutas (jabuticaba, jenipapo, pitanga)

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

Sementes e caroços de
frutas
• Principal subproduto – óleo
Sementes de uvas – procedentes da fabricação de vinhos ou
de passas
Damasco, de cerejas, de ameixas,pêssegos – óleo comestível

Resíduos animais
• Surgidos durante o preparo, para as diferentes qualidades de
consumo:
durante o beneficiamento de leite
da carne de animas abatidos
• Cartilagens
• Ossos e tendões

Resíduos animais
• O maior contingente de resíduos de alimentos
animais é justamente formado pelos que
decorrem dos processos de beneficiamento.
• Nos animais de corte, sua carne e órgãos são
separados de imediato para consumo humano;
outras partes, surgidas do beneficiamento, são
usadas para ração animal e para outros
empregos.

Farinhas empregadas na alimentação de
aves e de porcinos, excelentes fontes de
nutrientes protéicos e minerais
• Farinhas de 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.

VALORIZAÇÃO INTEGRAL DA
BIOMASSA
• O conceito do uso de fontes renováveis está implicitamente
conectado com a idéia de Valorização Integral, destacando a
importância do uso completo do produto entregue pela
natureza (agricultura)

Principais resíduos usados como
fertilizantes (direta ou indiretamente):
• De origem vegetalDe 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

Outras finalidades
• Cascas de nozes – combustível, pós de uso industrial,
fabricação de plástico, espessante, de capa de
revestimento de parede, 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, extração de óleos
• Caroços de frutas – carvão, óleos fixos (amigdalina,
glicose e ácido cianídrico), graxa e sabão.
• Óleo de amêndoas amargo, agente farmacêutico, doces
e bolos

UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS AGRO-INDUSTRIAIS 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, enquanto este último não possui
nenhum tipo de valor, já que é aquilo que
deve apenas ser descartado, aqueles
possuem valor econômico agregado, por
possibilitarem reaproveitamento no próprio
processo produtivo.
• Além de criar potenciais problemas
ambientais, os resíduos representam perdas
de matérias-primas e energia, exigindo
investimentos significativos em tratamentos
para controlar a poluição.

Implementação de transformação de
resíduos de industrias de vegetais:
• transformação de resíduos em ingredientes para a indústria
de sucos e panificação;
• bioconversão destes resíduos por fermentação em estado
sólido, sendo que, neste caso, os resíduos foram usados como
substratos para a produção de aroma de frutas;
• uso dos resíduos como bioadsorvente em tratamento de
resíduos.

Bioutilização de resíduos
• Fermentação da palha de trigo pelo Chaetomium
cellulolyticum - incremento no teor protéico e produção de
biomassa
• Biorreator para ser utilizado no enriquecimento protéico da
polpa de beterraba pelo Trichoderma viride.
• Produção de ração animal pela fermentação de sagu pelo
Rhizopus oligosporus

• Sargantanisis et al. (1993) - produção de Rhizopus
oligosporus em farinha de milho obtiveram
rendimento de 0,6g biomassa.g-1 de produto seco.
• Yang et al. (1993) - enriquecimento protéico de
resíduos de batata doce através de vários
microrganismos, teor de umidade do substrato em
torno de 70%,os microrganismos que
apresentaram melhor desempenho Saccharomyces
e o Rhizopus. Os incrementos em teor protéico
obtidos foram de 3,2 para 8,4 e 18,5%,
respectivamente.

• Zvauya e Muzondo (1994) - enriquecimento
protéico da farinha de mandioca através de
algumas variedades de Aspergillus. Teores de
umidade acima de 55,0% e concentração de
inoculo acima de 107 esporos.g-1.
• Joshi e Sandhu (1996) - ração animal através da
fermentação da polpa de maçã residual de
indústria de suco por Saccharomyces cerevisiae,
Candida utilis e Torula utilis. Incremento no teor
protéico de 5,80% para 16,80; 18,50 e 15,57%
para cada microrganismo utilizado,
respectivamente.

• Pelizer (1997) - resíduos da indústria de beneficiamento do
arroz para a produção de bioinseticida a base de Bacillus
thuringiensis.
No processamento de arroz, desde a colheita até o
beneficiamento, podem-se destacar os seguintes
subprodutos e resíduos: palha de arroz, soca ou soqueira,
casca, farelo e quirela (ou quirera), que podem ser
considerados resíduos com grande potencial de utilização
como substratos.
A bioutilização dos rejeitos industriais para a produção de
bioinseticidas pode ser considerada muito importante, pois
ao mesmo tempo em que significa uma solução para as
indústrias, este produto não causa danos ao meio ambiente
e pode ser utilizado na agricultura que fornece matérias-
primas para produção das mesmas.

• Bravo et al. (2000) - produção de poligalacturonase (enzima
amplamente usada na indústria de alimentos, tais como as de
sucos de frutas, vinhos, cacau e café) utilizando-se o caldo de
cana (resíduos da indústria de sucro-alcoleira).
• Coelho et al. (2001) - resíduos da indústria de coco verde para
a produção de enzimas.

Bioutilização de bagaço de cana-de-açúcar
• Diferentes sistemas de fermentação em estado sólido –
suporte inerte para produção de penicilina utilizando o
Penicillium chrysogenum.
• Produção de biomassa protéica de Trichoderma reesei e
Rhizopus (cultura mista) em fermentação submersa.
• 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. Esse material
enriquecido com proteína microbiana através da fermentação
em estado sólido pode ser utilizado como ração animal.
• Produção de proteína,para utilização em ração animal, através
do Chaetomium cellulolyticum. Conteúdo de proteína inicial do
bagaço era 2% e no produto final de 8,65% mínimo exigido
para ração de ruminantes (7%).

SILAGENS ALTERNATIVAS DE
RESÍDUOS AGRO-INDUSTRIAIS
• A ensilagem, como técnica de conservação de
forragens, tem sido largamente utilizada em
propriedades rurais como estratégia de reserva
forrageira para períodos críticos ou mesmo para
uso contínuo na alimentação animal.
• O uso de silagem ou mesmo de feno, contribui
significativamente no custo de produção do leite
e da carne, com conseqüente redução na
margem de lucro.

• O uso de resíduos agro-industriais como bagaço
de laranja e rama de mandioca tem apresentado
alto potencial para uso na alimentação de
ruminantes.
• Pelo alto custo de implantação de lavouras
anuais como milho e sorgo e de outras culturas
de alto valor forrageiro (milheto, aveia, azevém,
alfafa, ...), normalmente utilizadas na produção
de silagem.

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. É obtida após
duas prensagens que restringe a umidade a 65 – 75%;
sendo depois submetida à secagem, da qual resulta até
90% de matéria seca, para então, ser peletizada e
comercializada.
• Para o desprendimento da água e atenuar a natureza
hidrofílica da pectina, principal carboidrato presente na
polpa, adiciona-se hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio
antes das prensagens.
• A prática de desidratar o bagaço de laranja é comum, mas
devido ao alto custo de energia, muitas vezes esta
tecnologia se torna antieconômica.

Bagaço da laranja
• O bagaço de laranja tem algumas características
que contribuem para que seja armazenado na
forma de silagem, todavia, existem controvérsias
quanto à ensilagem de alimentos com alto
conteúdo de umidade.
• Estima-se que, nos Estados Unidos, 90% da
polpa cítrica utilizada são consumidos por vacas
em lactação, categoria esta para a qual a polpa
mostrou-se um alimento de alto valor,
principalmente quando a quantidade de
forragem disponível é pequena.

Ensilagem e uso de aditivos
• A ensilagem é outro método de conservação que vem sendo usado, porém,
devido às perdas faz-se necessário rever esta tecnologia de conservação, em
bases econômicas.
• O uso de diferentes aditivos na ensilagem do subproduto da indústria de
suco de laranja, pode melhorar significativamente a qualidade do ensilado,
merecendo ser estudado, principalmente, devido a importância econômica
regional.
• A conservação de uma forrageira como silagem depende da fermentação
natural dos açúcares a ácidos, sob condições anaeróbias, principalmente
láctico e acético, por bactérias ácido lácticas, o que torna o processo de
fermentação grandemente sujeito a variações.
• As alterações bioquímicas que ocorre durante o processo de ensilagem,
apontando as atividades enzimáticas das plantas, das bactérias produtoras
de ácido láctico, clostrídios, enterobactérias e leveduras como principais
responsáveis.

Procedimentos
• Para aumentar o teor de matéria seca do bagaço de laranja,
adicionar 20% de palha de trigo picada em partículas igual ou
inferior a 2,5 cm, proporcionando uma relação, com base na MS, de
80/20.
• A dinâmica da fermentação do bagaço de laranja durante a
ensilagem, apresenta um número de leveduras menor que o
número de bactérias lácticas, elas não se extinguiram através do
período de ensilagem, devido à presença de açúcares fermentáveis
disponíveis, suficientes para manter o metabolismo, atribuindo as
perdas a estas populações.
• Um modo promissor para melhorar o processo de fermentação do
bagaço de laranja seria inibir a população de leveduras.
• A população de leveduras que utilizam lactato �� um dos fatores
determinantes se uma silagem deteriorará ou não à exposição ao ar.

Procedimentos
• A inoculação por bactérias lácticas é importante pois o
ácido resultante atua como inibidor das leveduras,
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.
• A aplicação de aditivos, ácidos ou enzimático
microbiano, não melhoraram os parâmetros de
fermentação das silagens ao ponto de recomendá-los
para a confecção de silagem de bagaço.

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.
• A esse respeito, o melaço, que foi disponível comercialmente,
forneceu uma fonte de baixo custo de carboidratos fermentáveis e
foi grandemente usado por fazendeiros durante o início do século.
• Em 1933, Virtanen, trabalhando na Finlândia, adotou uma maneira
diferente e recomendou a rápida acidificação da forragem com
ácidos minerais para chegar a um pH por volta de 3,5 que foi
originalmente a idéia que inibiria a atividade microbiana e das
enzimas da planta.
• Em 1945 recebeu o Prêmio Nobel pelo seu esforço. A silagem feita
com adição de ácido mineral é chamada de silagem AIV ou processo
AIV

Composição quimica
• A conservação do bagaço de laranja, ensilado por 92 dias, 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.
• Em silagens de bagaço de laranja, armazenados por 142 dias, em
que o efluente foi permitido escorrer, e naquele em que o efluente
foi mantido dentro do silo, não foram encontradas diferenças nos
componentes químicos e microbiológicos (ASHBELL e LISKER,
1987).
• 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 a presença
desses microrganismos não explica todas as perdas registradas
durante a estocagem .

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