7Biorefinery of Schisandra chinensis Vine Waste: An Integrated Green Process Coupling Deep Eutectic Solvent Extraction with Electrodialysis for Lignan Recovery
Este estudo estabelece um processo de biorrefinaria integrado e sustentável que combina o pré-tratamento com água, a extração por solvente eutético profundo assistida por ultrassom e a eletrodiálise para recuperar eficientemente lignanos de alto valor a partir de resíduos da videira *Schisandra chinensis* com rendimentos significativamente superiores aos dos métodos convencionais.
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No mundo da medicina e nutrição à base de plantas, um desafio comum é como extrair compostos valiosos de materiais vegetais resistentes sem utilizar produtos químicos agressivos ou desperdiçar energia. As plantas são construídas de fibras robustas que mantêm seus ingredientes úteis firmemente presos, de forma muito semelhante a um cofre que guarda seu conteúdo. Para extrair esses ingredientes, os cientistas frequentemente recorrem a solventes, que são líquidos projetados para dissolver substâncias específicas. Os métodos tradicionais dependem frequentemente de água ou álcool, mas estes podem ser ineficientes para certos compostos vegetais oleosos ou podem deixar resíduos que não são seguros para alimentos e medicamentos. Recentemente, uma nova classe de líquidos chamada solventes eutéticos profundos surgiu como uma alternativa mais ecológica. Estes são misturas de substâncias comuns e seguras que se fundem para formar um líquido capaz de dissolver materiais difíceis, oferecendo uma maneira de extrair recursos valiosos evitando o desperdício tóxico.
Pesquisadores da Universidade de Jiamusi, na China, aplicaram este conceito a um problema agrícola específico: o resíduo deixado após a colheita do fruto da planta Schisandra chinensis. Esta planta, conhecida por suas bagas usadas em alimentos funcionais e medicina tradicional, produz caules e vinhas que são geralmente descartados. Estas vinhas descartadas são, na verdade, ricas em lignanos, um grupo de compostos naturais conhecidos pela sua capacidade de acalmar o sistema nervoso, proteger o fígado e combater o estresse oxidativo. O objetivo do estudo foi criar um processo limpo e eficiente para extrair estes lignanos valiosos das vinhas residuais, recuperar o líquido de extração para reutilização e garantir que o produto final seja puro o suficiente para aplicações de alto valor.
A equipe começou testando um tipo específico de solvente verde feito de glicina, um aminoácido encontrado em proteínas, e ácido láctico, um conservante alimentar comum. Eles misturaram estes dois ingredientes de grau alimentício numa proporção específica para criar um líquido que pudesse dissolver eficazmente os lignanos oleosos presos dentro dos caules rígidos das vinhas. Para tornar o processo ainda mais eficaz, introduziram uma estratégia de duas etapas. Primeiro, trataram os caules das vinhas secos e moídos com água pura. Este pré-tratamento inicial com água atuou como um agente de inchamento suave, amolecendo as paredes celulares da planta e lavando impurezas solúveis em água, como açúcares e proteínas, que poderiam interferir na etapa seguinte. Uma vez que o material foi pré-tratado e seco, aplicaram a mistura de glicina e ácido láctico utilizando ondas de ultrassom para ajudar o líquido a penetrar profundamente nas fibras vegetais.
Os resultados mostraram que esta abordagem combinada de dois passos foi muito superior aos métodos padrão. Quando os pesquisadores compararam o novo método de água e solvente contra o uso apenas de álcool ou apenas de água, a diferença foi marcante. O novo método rendeu 2,5 vezes mais dos compostos alvo do que a extração padrão com álcool e 1,6 vezes mais do que o uso do solvente isoladamente. O pré-tratamento com água foi a chave; ao afrouxar a estrutura da planta primeiro, permitiu que o solvente especializado alcançasse os lignanos com muito mais facilidade. Através de testes cuidadosos de diferentes variáveis, a equipe determinou que as melhores condições envolviam o embebição do material vegetal durante 40 minutos a uma temperatura de 40 graus Celsius, com uma proporção específica de pó de planta e líquido. Sob estas condições, conseguiram extrair quantidades significativas de cinco tipos diferentes de lignanos, incluindo o schisandrol A e a schisandrina B.
No entanto, extrair os compostos é apenas metade da batalha. Se o produto final contiver o solvente, não poderá ser utilizado em alimentos ou medicamentos. Os pesquisadores precisavam de uma forma de remover a glicina e o ácido láctico sem perder os lignanos valiosos ou criar novos resíduos. Eles recorreram a uma técnica chamada eletrodiálise, que utiliza eletricidade para mover partículas carregadas através de membranas especiais. Nesta configuração, o líquido contendo os lignanos extraídos e o solvente foi colocado numa câmara central. Quando uma corrente elétrica foi aplicada, os componentes carregados do solvente — a glicina e o ácido láctico — migraram do centro para câmaras laterais separadas, deixando para trás as moléculas neutras de lignano. Este processo recuperou com sucesso mais de 92 por cento da glicina e quase 87 por cento do ácido láctico. Crucialmente, os lignanos permaneceram na câmara central, resultando num extrato limpo.
O estudo confirmou que o solvente recuperado poderia ser misturado novamente e usado com quase a mesma eficácia de um lote novo, provando que o processo poderia funcionar num ciclo fechado sem geração constante de resíduos. O extrato final, agora livre do solvente e rico em lignanos, foi testado quanto à sua capacidade de neutralizar radicais livres prejudiciais, uma medida fundamental do poder antioxidante. O extrato mostrou uma forte atividade, confirmando que o processo suave e ecológico preservou o valor biológico dos compostos. Ao transformar resíduos agrícolas numa fonte de produtos naturais de alto valor, este método integrado oferece um modelo sustentável para o futuro do processamento de biomassa, demonstrando que o que antes era considerado lixo pode ser transformado num recurso através de uma química inteligente e limpa.
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