Análise econômico-financeira do gerenciamento dos resíduos sólidos orgânicos em uma agroindústria de processamento mínimo de hortaliças / Economic and financial analysis of the management of organic solid waste from a small-scale agro-processing industry

RESUMO As atividades agroindustriais geram grandes quantidades de resíduos sólidos orgânicos. Por essa razão, são responsáveis por estabelecer metas e estratégias de gerenciamento de seus resíduos, visando, sempre que possível, à reutilização, à reciclagem e ao tratamento. Realizou-se um estudo de caso em que foi avaliada a viabilidade econômico-financeira de diferentes cenários para o gerenciamento de resíduos sólidos orgânicos provenientes do processamento mínimo de hortaliças em uma agroindústria localizada na cidade de Teresópolis, no estado do Rio de Janeiro, Brasil. Os cenários que avaliaram os custos com a disposição final dos resíduos sólidos orgânicos em aterros sanitários se apresentaram elevados. Já no cenário que considerou o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos, por meio da técnica de compostagem, observou-se que este foi viável financeiramente e atrativo para investimento, pois apresentou uma rentabilidade na ordem de 19,28% a.a., rentabilidade esta superior às diferentes opções de aplicações financeiras disponíveis no mercado. Com o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos e a comercialização do composto produzido, promove-se a geração de receita para a agroindústria e a destinação ambientalmente correta desses resíduos, pois o tratamento não só reduz os impactos ambientais e o volume de resíduos gerados, mas também permite a reinserção dos nutrientes no ciclo produtivo de novas culturas, gerando renda para a agroindústria. Para o tratamento dos resíduos faz-se necessário um investimento inicial de R$ 385.388,09, e estimou-se que o tempo necessário para a recuperação do capital financeiro foi de curto prazo, com quatro anos e dez meses.

ABSTRACT Agro-industrial activities generate large quantities of organic solid waste. For this reason, they are responsible for establishing goals and strategies for the management of their waste, aiming at reuse, recycling, and treatment whenever possible. This work presents a case study was carried out to evaluate the economic and financial viability of different scenarios for the management of agro-industry residues generated by the minimum processing of vegetables, located in Teresopolis, Rio de Janeiro, Brazil. The scenarios that evaluated the costs of disposal of organic solid waste in landfills were high. On the other hand, in the scenario that considered the treatment of organic solid wastes, through the composting technique, it was observed that it was financially feasible and attractive for investment, since it presented a profitability of 19.28% per year, which is higher than different options available in the market. With the treatment of organic solid waste and the commercialization of the compound produced, the generation of revenue for the agroindustry and the environmentally correct destination of this waste are promoted, since it not only reduces the environmental impacts and the volume of waste generated, but also allows the reinsertion of nutrients into the productive cycle of new crops, generating income for the agroindustry. For the treatment of waste, an initial investment of R$ 385,388.09 is necessary, where it was estimated that the time required to recover financial capital was in the short term, with four years and ten months.

Agro-industrial wastes as sources of bioactive compounds for food and fermentation industries / Resíduos agroindustriais como fontes de compostos bioativos para as indústrias de alimentos e de fermentação

ABSTRACT: Agro-industrial wastes are of great interest because they are important natural sources of bioactive compounds and can generate value-added byproducts. Recent studies have shown that byproducts generated by the food processing industry are rich in bioactive compounds, such as phenolic compounds, organic acids, and carotenoids, among others. The growing interest in replacing synthetic antioxidant and antimicrobial compounds with natural ones has stimulated a search for these bioactive compounds from plant sources, especially from fruit-processing wastes. The study aims to project the agro-industrial wastes as potential natural sources of antioxidants and antimicrobials and the feasible technological applications in food and fermentation industries, especially the bioethanol industry.

RESUMO: Resíduos agroindustriais são de grande interesse por serem importantes fontes naturais de compostos bioativos e assim gerar subprodutos de valor agregado. Estudos recentes mostraram que o processamento de alimentos gera subprodutos ricos em compostos bioativos tais como compostos fenólicos, ácidos orgânicos e carotenóides, entre outros. O crescente interesse em substituir compostos antioxidantes e antimicrobianos sintéticos por naturais tem estimulado a procura por esses compostos bioativos a partir de fontes vegetais, especialmente de resíduos de processamento de frutas. O objetivo desta revisão é destacar os resíduos agroindustriais como potenciais fontes naturais de antioxidantes e antimicrobianos assim como as possíveis aplicações tecnológicas nas indústrias de alimentos e de fermentação, especialmente a indústria do bioetanol.

Comportamento ingestivo de cordeiros Santa Inês alimentados com resíduo de cervejaria desidratado / Ingestive behavior of Santa Ines lambs fed rations containing dehydrated brewery residue

Objetivou-se avaliar o comportamento ingestivo de cordeiros Santa Inês alimentados com resíduo de cervejaria desidratado (RCD). Foram utilizados 35 cordeiros, machos, não castrados, com peso médio inicial de 16,00±1,69kg e, aproximadamente, 70 dias de idade. Adotou-se o delineamento inteiramente ao acaso, com cinco tratamentos e sete repetições, consistindo os tratamentos em: 0; 20; 40; 60 e 80% de inclusão de RCD na porção concentrada da ração. A inclusão de RCD na ração não influenciou o tempo de alimentação (TAL; h/dia) e a eficiência de alimentação (gFDN/h; P>0,05). O TAL obtido neste estudo apresentou valor médio de 4,90h/dia. Observou-se efeito linear decrescente (P<0,05) com a inclusão do RCD, para as eficiências de alimentação (gMS/h) e ruminação (gMS/h e gFDN/h). Contudo, efeito linear crescente (P<0,05) foi constatado para tempo de ruminação e mastigação total, bem como para o número de mastigações merícicas por dia para os animais alimentados com o subproduto. A inclusão de resíduo de cervejaria desidratado influencia o comportamento ingestivo de cordeiros Santa Inês, diminuindo a eficiência de alimentação, quando relacionada ao consumo de matéria seca por hora, e aumentando o tempo de ruminação, podendo ser adicionado em até 20% na porção concentrada da ração.(AU)

The aim of this study was to evaluate the ingestive behavior of Santa Ines lambs fed dehydrated brewer's residue (DBR). Thirty-five male lambs were used, with an initial mean weight of 16.00±1.69kg and, approximately, 70 days of age. A completely randomized design was used, with five treatments and seven replicates, the treatments being: 0; 20; 40; 60 and 80% of inclusion of DBR in the concentrated portion of the ration. The inclusion of DBR in the ration did not influence feeding time (FT; h/day) and feeding efficiency (gNDF/h; P> 0.05). The FT obtained in this study had an average value of 4.90h/day. There was a decreasing linear effect (P< 0.05) for feed efficiency (gDM/h) and rumination efficiency (gDM/h and gNDF/h). However, linear increasing effect (P< 0.05) was observed for rumination and total chewing time, as well as for the number of chews per day for animals fed with the byproduct. The inclusion of dehydrated brewer's residue in the concentrate can influence the ingestive behavior of Santa Ines lambs, reducing feed efficiency, when related to the dry matter intake per hour, and increasing the total rumination time in Santa Ines lambs, it can be added up to 20% in the concentrated portion of the ration.(AU)

Oxidative stability of soybean oil added to coffee husk extract (Coffea arabica L.) under accelerated storage conditions

Abstract Several plants have been studied as potential sources of natural antioxidants for use in the food industry, especially polyphenols. The aim of this study was to evaluate the effects of hydroalcoholic extract from coffee husk on the oxidative stability of soybean oil when stored in an oven. Samples were maintained at a temperature of 60 °C and their oxidative stability was evaluated once every 5 days for a period of 20 days through the Rancimat equipament and analysis of peroxide value, conjugated dienes and tocopherols retention. The oxidation rate in terms of mass gain was evaluated once every 24 hours for a period of 24 days. Although the antioxidant TBHQ showed a better efficiency in the inhibition of oxidation, coffee husk extract showed a synergistic effect when used with the synthetic, delaying the appearance of degradation products. In addition, the freeze-dried extract showed the ability to reduce the mass-gain rate when used alone as well as when used in combination with the synthetic antioxidant butyl hydroxyanisole (BHA), noting a synergistic effect on oxidative stability between the extract and the BHA. Therefore, coffee husk extract could be considered a source of natural antioxidants for synthetic antioxidants substitution.

In vitro and cellular activities of the selected fruits residues for skin aging treatment

ABSTRACT Peel extracts of litchi and rambutan, and that of tamarind seed coat were investigated in relation to their utility in skin-aging treatments. Standardized extracts of tamarind were significantly (p < 0.05) more efficient at O2 •- scavenging (IC50 = 27.44 ± 0.09) than those of litchi and rambutan (IC50 = 29.57 ± 0.30 and 39.49 ± 0.52 μg/ml, respectively) and the quercetin standard (IC50 = 31.88 ± 0.15 μg/ml). Litchi extract proved significantly (p < 0.05) more effective for elastase and collagenase inhibition (88.29 ± 0.25% and 79.46 ± 0.92%, respectively) than tamarind (35.43 ± 0.68% and 57.69 ± 5.97%) or rambutan (31.08 ± 0.38% and 53.99 ± 6.18%). All extracts were safe to human skin fibroblasts and inhibit MMP-2, with litchi extract showing significantly (p < 0.01) enhanced inhibition over the standard, vitamin C (23.75 ± 2.74% and 10.42 ± 5.91% at 0.05 mg/ml, respectively). Extracts suppress melanin production in B16F10 melanoma cells through inhibition of tyrosinase and TRP-2, with litchi extract being the most potent, even more so than kojic acid (standard). These results highlight the potential for adding value to agro-industrial waste, as the basis for the sustainable production of innovative, safe, anti-aging cosmetic products.

Reuse of wastewater from pulp industry for the optimization of fungal xylanase production / Reutilização de efluentes da indústria de celulose para otimização da produção de xilanase fúngica

The production of enzymes using agro-industrial waste is a low cost alternative for the reuse of byproducts, with the subsequent impact decrease on the environment. Current analysis produced xylanase using fungus Aspergillus niger, with two types of wastewater generated during the pulp chemical bleaching phase as inducers. Xylanase was produced by submerged liquid fermentation and factorial design optimized parameters that influence production (concentration of wastewater and production period). Initial culture conditions (pH, temperature and agitation) were optimized independently. Alkaline wastewater was more effective than acidic wastewater for the induction of xylanase in optimized conditions: 50% of culture medium, 7-day production, 30°C, pH 6.0 and agitation at 160 rpm. Despite different results, acidic and alkaline wastewaters induced xylanase production by A. niger when employed in concentrations lower than or equal to 50% of culture medium and in the most optimal conditions described above. Alkaline wastewater is highlighted as the most efficient for such production.

A produção de enzimas, a partir de resíduos agroindustriais, é uma alternativa para reutilização destes subprodutos como substrato de baixo custo reduzindo seu impacto causado pelo descarte no meio ambiente. Diante disso, o objetivo deste estudo foi a produção de xilanase por Aspergillus niger, utilizando dois efluentes gerados nas fases de branqueamento químico de polpa de celulose como indutores. A produção de xilanase foi realizada por fermentação líquida submersa, e utilizou-se planejamento fatorial para otimização dos parâmetros influentes de produção (concentração de efluentes e período de produção) e as condições iniciais de cultivo (pH, temperatura e agitação) foram otimizadas de forma independente. O efluente alcalino se mostrou mais efetivo do que o efluente com característica ácida, na indução de xilanase em condições otimizadas: 50% em relação ao meio de cultura, sete dias de produção, 30°C, pH 6,0 e agitação de 160 rpm. Conclui-se que ambos os efluentes, ácido e alcalino, apesar de levarem a diferentes resultados, são capazes de induzir a produção de xilanase por A. niger quando empregues em concentrações menores ou iguais a 50% em relação ao meio de cultura e nas condições ótimas descritas acima, destacando-se o efluente alcalino como mais eficiente para produção de tal enzima.

Production of xylanases by an Aspergillus niger strain in wastes grain / Produção de xilanases por uma linhagem de Aspergillus niger em resíduos de grãos

Many fungi are used in order to extract products from their metabolism through bioprocesses capable of minimizing adverse effects caused by agro- industrial wastes in the environment. The aim of this study was to evaluate the xylanase production by an Aspergillus niger strain, using agro-industrial wastes as substrate. Brewer's spent grain was the best inducer of xylanase activity. Higher levels of xylanase were obtained when the fungus was grown in liquid Vogel medium, pH 5.0, at 30ºC, during 5 days. The temperature for optimum activity was 50ºC and optimum pH 5.0. The enzyme was stable at 50ºC, with a half-life of 240 min. High pH stability was verified from pH 4.5 to 7.0. These characteristics exhibited by A. niger xylanase turn this enzyme attractive for some industrial applications, such as in feed and food industries. Additionally, the use of brewer's spent grain, an abundantly available and low-cost residue, as substrate for xylanase production can not only add value and decrease the amount of this waste, but also reduce xylanase production cost.

Muitos fungos são utilizados com a finalidade de extrair produtos de seu metabolismo, por meio de bioprocessos capazes de minimizar efeitos nocivos que resíduos agroindustriais causam ao meio ambiente. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de xilanases por uma linhagem de Aspergillus niger, empregando resíduos agroindustriais como substrato. O bagaço de malte foi o melhor resíduo indutor da atividade xilanásica. Maiores níveis de xilanases foram obtidos quando o fungo foi cultivado em meio líquido de Vogel, pH 5,0, a 30ºC, durante cinco dias. A temperatura ótima estabelecida para a atividade xilanásica foi a de 50ºC e o pH ótimo 5,0. A enzima foi estável a 50ºC, apresentando uma meia vida de 240 min. Elevada estabilidade enzimática foi verificada entre os pH 4,5 e 7,0. As características bioquímicas exibidas pela xilanase produzida por A. niger tornam esta enzima atraente para determinadas aplicações industriais, como as indústrias de ração animal e alimentícia. Adicionalmente, a utilização do bagaço de malte, um resíduo disponível em abundância e de baixo custo como substrato para a produção de xilanases poderá não somente adicionar valor a este resíduo, como também reduzir os custos de produção destas enzimas.

Caracterización nutricional del residuo del cultivo de la seta Agaricus bisporus como alimento potencial para bovinos / Nutritional characterization of the crop residue of mushroom Agaricus bisporus as a potential feed for cattle / Caracterização nutricional do resíduo da cultura do cogumelo Agaricus bisporus como alimento potencial para bovinos

Cada año la agricultura genera gran cantidad de residuos lignocelulósicos de baja calidad nutricional. Dicha calidad se podría mejorar mediante la utilización de hongos basidiomicetos. El objetivo de este trabajo fue caracterizar el residuo del cultivo comercial de la seta Agaricus bisporus (champiñonaza) como alimento para rumiantes. Se efectuaron análisis bromatológicos (incluyendo el contenido de micotoxinas), se determinó la cinética de degradación in situ, y se estableció la producción de gas in vitro. Al retirar la turba de la champiñonaza se disminuyó el contenido de cenizas en 9% y se aumentó la proteína cruda en 2,7%. La degradabilidad in vitro de la materia seca a las 72 h fue 8,4%. El residuo sin turba contiene 12.7, 29.1, 26.1 y 39.6% de PC, FDN, FDA y cenizas, respectivamente. Este residuo aporta la mayoría de los minerales requeridos en la dieta de bovinos. El 76% de la fracción nitrogenada es insoluble en buffer borato-fosfato y el 83% del nitrógeno total es nitrógeno proteico. No se detectaron niveles restrictivos de micotoxinas. El residuo sin turba tuvo 39,6% degradación efectiva (DE) de la MS en rumen y fue 68% superior al residuo con turba para la hora y el gas acumulado al punto de inflexión y en la tasa máxima de producción de gas. El alto contenido de azufre en el residuo sin turba (2,1%) limita su inclusión a un máximo de 14% en dietas para bovinos.

Ryegrass seeding may be limited by the lack of farming machinery. The aim of this study was to evaluate the establishment of three ryegrass (Lolium sp.) genotypes (annual diploid, annual tetraploid, and hybrid tetraploid) in kikuyu grass pastures (Pennisetum clandestinum) with seeding based on zero tillage. The first agronomic evaluation of ryegrass was conducted 60 days after seeding and then every 35 days until the fourth grazing. For data analysis we used a linear mixed model with grass genotype, topography, and number of cuts as fixed effects. The random effect was the farm. Biomass and establishment percentage were better in the high area (flat terrain) for the three genotypes (p<0.05). Biomass of annual diploid ryegrass was higher in the high and slope area (p<0.05). The leaf/stem ratio, height, length, and width of the last and fully elongated leaf were statistically significant (p<0.05) between the different cuts for all genotypes, showing that grass growth increases with the number of cuts when rational grazing management is provided. The results of this study support the conclusion that greater adaptation of diploid ryegrass associated with Kikuyu grass positively impacts biomass production under zero tillage.

Cada ano na agricultura gera-se uma grande quantidade de resíduos de lignocelulose de baixa qualidade nutricional, que poder-se-iam melhorar por médio da utilização de fungos basidiomicetos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o resíduo da cultura comercial do cogumelo Agaricus bisporus (resíduos da safra de cogumelos) como alimento para ruminantes por médio de diferentes análises bromatológicas (incluindo o conteúdo de micotoxinas) e determinando a cinética de degradação in situ, alem de sua produção de gás in vitro. Ao retirar o lixo dos resíduos da safra de cogumelos, diminuiu-se o conteúdo de cinzas num 9% e aumentou-se a proteína crua num 2,7%. A degradabilidade in vitro da matéria seca as 72 h foi de 8,4%. O resíduo sem lixo contem 12,7; 29,1; 26,1 e 39,6% de PC, FDN, FDA e cinzas, respectivamente, aportando à maioria dos minerais requeridos na dieta de um bovino. Determinouse que o 76% da fração nitrogenada é insolúvel no buffer borato-fosfato e o 83% do nitrogênio corresponde ao nitrogênio proteico, alem disso não se detectaram níveis elevados de micotoxinas. Este resíduo sem lixo apresentou uma degradação efetiva (DE) no rúmen da MS de 39,6% e foi um 68% superior com respeito ao resíduo com lixo para a hora e o gás acumulado ao ponto de inflexão e na taxa máxima de produção de gás. O alto conteúdo de azufre no resíduo sem lixo (2.1%) limita seu nível de inclusão em dietas para bovinos num máximo de 14% da dieta total.

Los polifenoles antioxidantes extraídos del epicarpio de Palta (Persea americana var. Hass) inhiben la ureasa de Helicobacter pylori / Antioxidant polyphenols extracted from Avocado epicarp (Persea americana var. Hass) inhibit Helicobacter pylori urease

Chronic infection by Helicobacter pylori produce chronic gastritis leading to other more severe pathologies as peptic ulcer and gastric adenocarcinoma. New anti-H. pylori agents has been found in natural products, particularly polyphenols. The inhibition of enzymes such us urease appears to be an interesting strategy by which polyphenols could limit the colonization by H. pylori. From the exocarp of Persea americana (avocado fruit), we obtain a procyanidin-rich extract with a 77 percent of gallic acid equivalents (GAE). Such procyanidins derived from epicatechin. with a mean degree of polymerization DPm = 6.10. The antioxidant capacity was assessed by different methods as TEAC-DPPH, TEAC-CUPRAC, TEAC-FRAP, TEAC-crocin. The extract shown inhibitory activity against H. pylori urease with an IC50 = 1.02 ug GAE/mL. In order to obtain clusters of procyanidins with different molecular weights, avocado peel extract was fractioned. A clear relation between the molecular size of procyanidins and their urease inhibitory activity was observed.

La infección crónica por Helicobacter pylori produce gastritis crónica o patologías más severas como la úlcera péptica y adenocarcinoma gástrico. Nuevos agentes anti-H. pylori se han encontrado en los productos naturales, donde destacan los polifenoles. La inhibición de enzimas como la ureasa, resulta ser una estrategia interesante mediante la cual los polifenoles pueden limitar la colonización por H. pylori. A partir del epicarpio del fruto de Persea americana (palto) se obtuvo un extracto polifenólico (77 por ciento de EAG), rico en procianidinas derivadas de epicatequina, con un grado de polimerización DPm = 6.10. La capacidad antioxidante fue evaluada mediante TEAC-DPPH, TEAC-CUPRAC, TEAC-FRAP, TEAC-crocina. El extracto mostró una actividad inhibitoria de la ureasa de H. pylori con un IC50 = 1.02 ug EAG/mL. El fraccionamiento de las procianidinas permitió agruparlas según su peso molecular, observándose una clara relación entre su tamaño y la capacidad de inhibir la ureasa.

Consumo, digestibilidade total, produção de proteína microbiana e balanço de nitrogênio em dietas para ruminantes de subprodutos / Intake, total digestibility, microbial protein production, and the nitrogen balance in ruminant diets based on agricultural and agro-industrial by-products

Avaliaram-se os efeitos da inclusão da fonte - subproduto do cacau, mandioca-casca, mandioca-caule e farelo de glúten de milho - e da proporção - 10 e 30 por cento - de subprodutos, em substituição parcial à silagem de milho sobre consumo, digestibilidade dos nutrientes, produção de proteína microbiana, balanço de nitrogênio, predição das frações digestíveis e nutrientes digestíveis totais. Os consumos de matéria seca e de fibra em detergente neutro foram influenciados pela fonte de subproduto. A fonte de subproduto influiu na digestibilidade do extrato etéreo e dos carboidratos não fibrosos. O subproduto farelo de glúten de milho apresentou valor energético 17 por cento maior do que a da silagem de milho, enquanto os da mandioca-casca, da mandioca-caule e do cacau apresentaram valores energéticos 10, 19 e 38 por cento menores do que o valor observado para silagem de milho. A fonte e o nível de subproduto não influíram na excreção urinária de derivados de purinas totais, de purinas absorvidas e de nitrogênio microbiano, e na eficiência microbiana. A fonte do subproduto influenciou a ingestão, a excreção nas fezes e na urina dos compostos nitrogenados e o balanço de nitrogênio. O farelo de glúten de milho e a mandioca-casca podem substituir, parcialmente, os concentrados energéticos, sem prejuízos para consumo, digestibilidade, eficiência microbiana e retenção de nitrogênio.

The effects of inclusion of by-products (cocoa, cassava peel, cassava stalk, and corn gluten meal) and their levels (10 and 30 percent), replacing part of corn silage on intake, digestibility of nutrients, microbial protein production, nitrogen balance, prediction of digestible fractions, and total digestible nutrients were evaluated. The intakes of dry matter and neutral detergent fiber were affected by source of by-product, which affected the digestibility of ether extract and non-fibrous carbohydrates. The energy corn gluten meal was 17 percent higher than that of corn silage, while the values for cassava peel, cocoa, and cassava stalk were 10, 19, and 38 percent lower than the value for corn silage. The source and the level of by-product did not affect the urinary excretion of total purine, purine absorbed, microbial nitrogen, and microbial efficiency. The source of by-product affected intake, nitrogen compounds, excretion in feces and urine, and nitrogen balance. The corn gluten meal and cassava peel are by-products with potential to partly replace the energhetic concentrates, with no influence on the intake, digestibility, microbial efficiency, and nitrogen retention.