Adsorção de antocianinas extraídas do repolho roxo utilizando filmes de quitosana

Abstract

Corantes alimentícios são amplamente utilizados com o intuito de aprimorar o aspecto visual dos produtos e com isso melhorar sua aceitação. Usualmente se utilizam corantes de origem sintética, porém a substituição destes por corantes de origem natural vem ganhando força devido à demanda por produtos mais saudáveis. Este trabalho teve como objetivo extrair a antocianina do repolho roxo e separá-la da solução através da técnica de adsorção utilizando filmes de quitosana. A extração da antocianina do repolho roxo foi feita em solução aquosa com sistema de refluxo a uma temperatura de 100ºC por aproximadamente 30 minutos. A quitosana produzida de resíduos de camarão apresentou grau de desacetilação de 85%. Os filmes de quitosana foram obtidos pela técnica casting, e foram caracterizados de acordo com as propriedades mecânicas, apresentando alongamento de aproximadamente 11%, tensão de ruptura de 25 MPa e espessura com aproximadamente 103 µm. O efeito do pH foi verificado para adsorção de antocianina por filmes de quitosana. Curvas de equilíbrio foram obtidas em diferentes temperaturas e os modelos de Henry, Langmuir e Freundlich foram ajustados aos dados experimentais. Também foram determinados parâmetros termodinâmicos. O comportamento cinético foi avaliado através dos modelos de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem e Elovich. O pH que apresentou maior capacidade de adsorção e percentual de remoção foi o de 8,0. Todos os modelos de isotermas apresentaram bons ajustes aos dados experimentais. Os parâmetros termodinâmicos revelaramm uma adsorção endotérmica e um processo espontâneo. O modelo de pseudoprimeira ordem foi o que melhor se ajustou aos dados cinéticos de adsorção. Através da modelagem dos dados experimentais em batelada determinou-se os parâmetros kF e Def, com o intuito da melhor compreensão da transferência de massa de antocianina para o filme de quitosana e o número de Bi > 100 indicou que existe uma resistência a transferência de massa interna. Os resultados apresentados nesta pesquisa mostram que a quitosana é um adsorvente promissor para separação de antocianina.

Food dyes are widely used in order to improve the visual appearance of the products and thereby improve their acceptance. Usually synthetic dyes are used, but the substitution by natural dyes has been gaining strength due to the demand for healthier products. This work aimed to extract the anthocyanin from the red cabbage and separate it from the solution through the adsorption operation using chitosan films. The extraction of the anthocyanin from red cabbage was in aqueous solution with reflux system at a temperature of 100ºC for approximately 30 minutes. Chitosan produced from shrimp residues showed a degree of deacetylation of 85%. Chitosan films were obtained by the casting technique, and were characterized according to the mechanical properties, showing elongation of approximately 11%, tensile strength of 25 MPa and thickness with approximately 103 µm. The effect of pH was verified for adsorption of anthocyanin by chitosan films. Equilibrium curves were obtained at different temperatures and the models of Henry, Langmuir and Freundlich were adjusted to the experimental data. The thermodynamic parameters were also determined. The kinetic behavior was evaluated using the pseudo-first order, pseudo-second order and Elovich models. The pH with the highest adsorption capacity and removal percentage was 8.0. All the isothermal models presented good adjustments to the experimental data. The thermodynamic parameters shows an endothermic adsorption and a spontaneous process. The pseudo-first order model best fitted the kinetic adsorption data. The parameters kF and Def were determined by modeling the experimental data in order to better understand the mass transfer of anthocyanin to the chitosan film and the Biot numbers higher than 100 indicates that there is an internal mass transfer resistance. The results presented in this research showed that chitosan is a promising adsorbent for the separation of anthocyanins.