| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 2.96 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
In recent years, there has been growing interest in finding innovative and sustainable solutions for managing agricultural and food industry waste products. Winemaking, a prominent sector of the food and beverage industry, generates substantial residues and byproducts that often pose disposal challenges. These residues, including grape skins, seeds, and pomace, contain valuable components such as polyphenols, tannins, and organic acids, which, if properly extracted and utilized, could lead to economic and environmental benefits. This study explores a novel approach to address this challenge by employing molecularly imprinted polymers (MIPs) with boronate affinity for the selective extraction and separation of these valuable compounds from winemaking residues.
MIPs are synthetic polymers designed to exhibit selective binding capabilities towards specific target molecules. The choice of boronate-based templates in the MIP synthesis process is crucial, as boronate functional groups have shown remarkable affinity for polyphenolic compounds, which are abundant in winemaking residues. The preparation of MIPs involves the polymerization of functional monomers in the presence of a template molecule, forming cavities in the polymer matrix that are complementary in shape and chemical functionality to the target compound. Subsequent removal of the template leaves behind imprinted sites that specifically recognize and bind the desired molecules.
The MIPs developed in this study demonstrate a high degree of selectivity and affinity for polyphenols, tannins, and organic acids commonly found in winemaking residues. This selective binding property enables efficient extraction and separation of these valuable components from the complex matrix of winemaking waste. The process of using MIPs to recover these compounds not only contributes to the valorization of winemaking residues but also aligns with the principles of green chemistry by reducing waste generation and minimizing the use of hazardous chemicals.
The valorization of winemaking residues through MIP-based extraction processes offers numerous potential applications. Polyphenols extracted from these residues can find use in the food and beverage industry as natural antioxidants, colorants, and flavor enhancers. Additionally, tannins extracted from grape seeds can be employed in the tanning industry, while organic acids can be repurposed for various industrial applications, including pharmaceuticals and cosmetics.
Furthermore, the utilization of MIPs in winemaking residue valorization contributes to the sustainability of the wine industry, reducing its environmental footprint by diverting waste from landfills and incineration. The recovered valuable compounds can generate additional revenue streams for wineries, thereby improving economic viability. Moreover, this approach aligns with global sustainability initiatives by promoting circular economy practices and reducing the environmental impact associated with waste disposal. In conclusion, the development and application of boronate-affinity MIPs for the valorization of winemaking residues represent a promising and sustainable approach to address waste management challenges in the wine industry. This innovative strategy enables the efficient extraction and separation of valuable components from winemaking waste, creating opportunities for economic gains and environmental benefits. The integration of MIP technology in the valorization of agricultural and food industry byproducts underscores the importance of research-driven solutions in advancing sustainable practices across various sectors. This expanded abstract highlights the significance and potential impact of the study, providing a comprehensive overview of the research's objectives, methods, and potential applications
Nos últimos anos, tem havido um crescente interesse em encontrar soluções inovadoras e sustentáveis para o gerenciamento de resíduos da indústria agrícola e alimentícia. A produção de vinho, um setor proeminente da indústria de alimentos e bebidas, gera resíduos e subprodutos substanciais que muitas vezes representam desafios de descarte. Esses resíduos, incluindo cascas de uva, sementes e bagaço, contêm componentes valiosos como polifenóis, taninos e ácidos orgânicos, que, se extraídos e utilizados corretamente, podem trazer benefícios econômicos e ambientais. Este estudo explora uma abordagem inovadora para enfrentar esse desafio, utilizando polímeros molecularmente impressos (MIPs) com afinidade por boronato para a extração seletiva e separação desses compostos valiosos dos resíduos da produção de vinho. Os MIPs são polímeros sintéticos projetados para exibir capacidades seletivas de ligação com moléculas-alvo específicas. A escolha de modelos baseados em boronato no processo de síntese de MIPs é crucial, pois os grupos funcionais de boronato têm mostrado afinidade notável por compostos polifenólicos, que são abundantes nos resíduos da produção de vinho. A preparação de MIPs envolve a polimerização de monômeros funcionais na presença de uma molécula-modelo, formando cavidades na matriz polimérica que são complementares em forma e funcionalidade química ao composto-alvo. A remoção subsequente do modelo deixa sítios impressos que reconhecem e se ligam especificamente às moléculas desejadas. Os MIPs desenvolvidos neste estudo demonstram um alto grau de seletividade e afinidade por polifenóis, taninos e ácidos orgânicos comumente encontrados nos resíduos da produção de vinho. Essa propriedade de ligação seletiva permite a extração e separação eficientes desses componentes valiosos da matriz complexa dos resíduos da produção de vinho. O processo de usar MIPs para recuperar esses compostos não apenas contribui para a valorização dos resíduos da produção de vinho, mas também está alinhado com os princípios da química verde, reduzindo a geração de resíduos e minimizando o uso de produtos químicos perigosos. 7 A valorização dos resíduos da produção de vinho por meio de processos de extração baseados em MIPs oferece inúmeras aplicações potenciais. Os polifenóis extraídos desses resíduos podem ser utilizados na indústria de alimentos e bebidas como antioxidantes naturais, corantes e realçadores de sabor. Além disso, os taninos extraídos das sementes de uva podem ser utilizados na indústria de curtumes, enquanto os ácidos orgânicos podem ser reaproveitados para diversas aplicações industriais, incluindo farmacêuticos e cosméticos. Além disso, a utilização de MIPs na valorização de resíduos da produção de vinho contribui para a sustentabilidade da indústria vinícola, reduzindo sua pegada ambiental ao desviar resíduos de aterros e incineração. Os compostos valiosos recuperados podem gerar receitas adicionais para as vinícolas, melhorando assim a viabilidade econômica. Além disso, essa abordagem está alinhada com iniciativas globais de sustentabilidade, promovendo práticas de economia circular e reduzindo o impacto ambiental associado ao descarte de resíduos. Em conclusão, o desenvolvimento e a aplicação de MIPs com afinidade por boronato para a valorização de resíduos da produção de vinho representam uma abordagem promissora e sustentável para enfrentar os desafios de gestão de resíduos na indústria vinícola. Essa estratégia inovadora permite a extração e separação eficientes de componentes valiosos dos resíduos da produção de vinho, criando oportunidades para ganhos econômicos e benefícios ambientais. A integração da tecnologia MIP na valorização de subprodutos da indústria agrícola e alimentícia destaca a importância de soluções baseadas em pesquisa no avanço de práticas sustentáveis em diversos setores. Este resumo expandido destaca a importância e o impacto potencial do estudo, fornecendo uma visão abrangente dos objetivos, métodos e aplicações potenciais da pesquisa.
Nos últimos anos, tem havido um crescente interesse em encontrar soluções inovadoras e sustentáveis para o gerenciamento de resíduos da indústria agrícola e alimentícia. A produção de vinho, um setor proeminente da indústria de alimentos e bebidas, gera resíduos e subprodutos substanciais que muitas vezes representam desafios de descarte. Esses resíduos, incluindo cascas de uva, sementes e bagaço, contêm componentes valiosos como polifenóis, taninos e ácidos orgânicos, que, se extraídos e utilizados corretamente, podem trazer benefícios econômicos e ambientais. Este estudo explora uma abordagem inovadora para enfrentar esse desafio, utilizando polímeros molecularmente impressos (MIPs) com afinidade por boronato para a extração seletiva e separação desses compostos valiosos dos resíduos da produção de vinho. Os MIPs são polímeros sintéticos projetados para exibir capacidades seletivas de ligação com moléculas-alvo específicas. A escolha de modelos baseados em boronato no processo de síntese de MIPs é crucial, pois os grupos funcionais de boronato têm mostrado afinidade notável por compostos polifenólicos, que são abundantes nos resíduos da produção de vinho. A preparação de MIPs envolve a polimerização de monômeros funcionais na presença de uma molécula-modelo, formando cavidades na matriz polimérica que são complementares em forma e funcionalidade química ao composto-alvo. A remoção subsequente do modelo deixa sítios impressos que reconhecem e se ligam especificamente às moléculas desejadas. Os MIPs desenvolvidos neste estudo demonstram um alto grau de seletividade e afinidade por polifenóis, taninos e ácidos orgânicos comumente encontrados nos resíduos da produção de vinho. Essa propriedade de ligação seletiva permite a extração e separação eficientes desses componentes valiosos da matriz complexa dos resíduos da produção de vinho. O processo de usar MIPs para recuperar esses compostos não apenas contribui para a valorização dos resíduos da produção de vinho, mas também está alinhado com os princípios da química verde, reduzindo a geração de resíduos e minimizando o uso de produtos químicos perigosos. 7 A valorização dos resíduos da produção de vinho por meio de processos de extração baseados em MIPs oferece inúmeras aplicações potenciais. Os polifenóis extraídos desses resíduos podem ser utilizados na indústria de alimentos e bebidas como antioxidantes naturais, corantes e realçadores de sabor. Além disso, os taninos extraídos das sementes de uva podem ser utilizados na indústria de curtumes, enquanto os ácidos orgânicos podem ser reaproveitados para diversas aplicações industriais, incluindo farmacêuticos e cosméticos. Além disso, a utilização de MIPs na valorização de resíduos da produção de vinho contribui para a sustentabilidade da indústria vinícola, reduzindo sua pegada ambiental ao desviar resíduos de aterros e incineração. Os compostos valiosos recuperados podem gerar receitas adicionais para as vinícolas, melhorando assim a viabilidade econômica. Além disso, essa abordagem está alinhada com iniciativas globais de sustentabilidade, promovendo práticas de economia circular e reduzindo o impacto ambiental associado ao descarte de resíduos. Em conclusão, o desenvolvimento e a aplicação de MIPs com afinidade por boronato para a valorização de resíduos da produção de vinho representam uma abordagem promissora e sustentável para enfrentar os desafios de gestão de resíduos na indústria vinícola. Essa estratégia inovadora permite a extração e separação eficientes de componentes valiosos dos resíduos da produção de vinho, criando oportunidades para ganhos econômicos e benefícios ambientais. A integração da tecnologia MIP na valorização de subprodutos da indústria agrícola e alimentícia destaca a importância de soluções baseadas em pesquisa no avanço de práticas sustentáveis em diversos setores. Este resumo expandido destaca a importância e o impacto potencial do estudo, fornecendo uma visão abrangente dos objetivos, métodos e aplicações potenciais da pesquisa.
Description
Keywords
Agricultural Food industry