Análises físico químicas e determinação cromatográfica ... marcos pereira final

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Artigo publicado nos anais do Congresso Brasileiro de Macaúba, em 2013.

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Análises físico químicas e determinação cromatográfica ... marcos pereira final

  1. 1. ANÁLISES FÍSICO-QUÍMICAS E DETERMINAÇÃO CROMATOGRÁFICA DO PERFIL1 GRAXO DO ÓLEO EXTRAÍDO POR PRENSA MECÂNICA DOS MESOCARPOS DOS2 FRUTOS DA MACAÚBA (Acrocomia aculeata)3 4 MARCOS ROBERTO DO NASCIMENTO PEREIRA1 ; PEDRO PRATES VALÉRIO2 ;5 SALVADOR CARLOS GRANDE3 ; MARIA HELENA CAÑO ANDRADE4 ; VÂNYA MARCIA6 DUARTE PASA5 ; ÉRIKA CRISTINA CREN6 7 8 INTRODUÇÃO9 No sentido da expansão e intensificação de práticas extrativistas, as palmeiras são10 importantes fontes de recursos naturais em países tropicais. A palmeira macaúba (Acrocomia11 aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart), considerada a de maior dispersão em território brasileiro, se12 encontra tradicionalmente atrelada ao extrativismo comunitário. Apresentando elevado potencial13 oleaginoso, sua produtividade pode se aproximar dos 5000 kg de óleo por hectare plantado14 (MOTOIKE et al., 2011).15 Dois tipos de óleo são passíveis de serem extraídos dos frutos da macaúba, sendo o da16 polpa e o da amêndoa. Em tais frutos, o óleo da polpa se faz presente em teores mais elevados17 (60%), quando comparado ao da amêndoa (55%). Apresentando coloração vermelha amarelada,18 atribuída à presença de carotenóides, o óleo da polpa contém sedimentos sólidos, odores19 característicos de frutos maduros, e densidade próxima a 0,9256 g cm-3 . Com predominância de20 ácidos graxos insaturados em sua composição, suas características são favoráveis ao processamento21 industrial, incluindo as indústrias química e alimentícia (HIANE et al., 2005; FARIAS, 2010).22 Dados técnicos provenientes de estudos recentes e ilativos acerca do tema caracterização23 de óleos extraídos dos frutos da macaúba se mostram, por vezes, pouco convergentes e disponíveis,24 ao tempo em que se fazem relevantes no sentido de fortalecer e aperfeiçoar ações futuras de25 exploração da cultura (CAÑO ANDRADE et al., 2006).26 O presente trabalho apresenta como objetivo a realização de análises físico-químicas do27 óleo extraído dos mesocarpos dos frutos da macaúba, bem como a determinação cromatográfica do28 perfil graxo deste mesmo óleo.29 30 31 32 1 Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Engenharia Química - marcos.karajuca@ig.com.b 2 Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Engenharia Química - pedropratesvalerio@hotmail.com 3 Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Engenharia Química - salvador.cgrande@gmail.com 4 Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Engenharia Química - cano@deq.ufmg.br 5 Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Química - vmdpasa@terra.com.br 6 Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Engenharia Química - erika.cren@gmail.com 1
  2. 2. MATERIAL E MÉTODOS33 As amostras submetidas aos ensaios analíticos consistiram em óleo bruto extraído dos34 mesocarpos (polpas) dos frutos da macaúba (Acrocomia aculeata), por prensa mecânica, tipo35 expeller (escala laboratorial).36 As análises físico-químicas consistiram nas determinações do índice de acidez, do teor de37 umidade e da viscosidade cinemática do óleo. O índice de acidez e o teor de umidade foram38 determinados conforme descrito nos métodos oficiais da American Oil Chemists' Society –39 Cd 3d-63 e Ca 2e-84, respectivamente. A viscosidade cinemática foi determinada considerando o40 tempo de escoamento do óleo em um viscosímetro capilar de vidro, em banho com temperatura41 controlada (40°C), conforme metodologia ASTM D-2515 e Norma ISSO-3105.42 Para a determinação do perfil graxo, 10 mg de óleo foram pesados. 100 µL de solução43 etanólica (95%) de hidróxido de potássio 1mol/L foram adicionados e submeteu-se o óleo a44 aquecimento em banho termostático (60 minutos / T = 90°C). Após resfriamento, 400 µL de45 solução ácido clorídrico (20%), 0,5 g de NaCl e 600 µL de acetato de etila foram adicionados à46 mistura. Tal mistura foi reservada por 5 minutos à temperatura ambiente, após os quais 300 µL do47 sobrenadante (camada orgânica) foram coletados e submetidos à secagem por evaporação. Aos48 ácidos graxos livres obtidos foram adicionados 100 µL de solução BF3 / metanol (14%),49 submetendo-os à temperatura igual a 80°C por 10 minutos. Após diluição com metanol, a amostra50 foi inserida em cromatógrafo a gás (GC-2010 Shimadzu), equipado com detector por ionização de51 chamas e coluna DB-WAS (30 m X 0,25 mm / 0,25 µm). Como gradiente de temperatura52 empregaram-se 50°C por 2 min, rampa de 4°C / min até 220°C / 20 min. O injetor e o detector53 foram mantidos a 250°C e 260°C, respectivamente. Hélio foi empregado como gás de arraste, a54 uma velocidade linear igual a 30 cm/s. As análises cromatográficas foram realizadas no Laboratório55 de Ensaios de Combustíveis – LEC, da Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG.56 57 RESULTADOS E DISCUSSÃO58 O valor experimental encontrado para o índice de acidez do óleo das polpas da macaúba59 foi igual a 4,03 mg KOH/g, correspondentes a 2,02%. O cálculo do índice de acidez tem como base60 a determinação da quantidade de ácidos graxos livres presentes na matéria-prima analisada. Índices61 elevados de ácidos graxos livres podem proporcionar reações indesejáveis. Na produção de62 biodiesel, por exemplo, podem competir com reações de transesterificação reduzindo o teor de63 conversão de ésteres (KRAUSE, 2008).64 O valor encontrado experimentalmente para o teor de umidade foi igual a 0,27%. A65 presença de água nos óleos é parâmetro relevante na verificação de sua aplicação industrial,66 podendo induzir hidrólises de triglicerídeos e monoésteres, aumentando o teor de ácidos graxos67 livres e, por consequência, o teor de acidez. O valor encontrado para a viscosidade cinemática do68 2
  3. 3. óleo da polpa da macaúba, a 40°C, foi igual a 40,04 mm²/s. A viscosidade de um óleo depende da69 composição química dos ácidos graxos dos triglicerídeos, bem como do grau de insaturação e do70 tamanho das cadeias graxas que o compõem. Também, é influenciada pela presença de ramificações71 e posicionamento destas insaturações (KRAUSE, 2008; KNOTHE, G.; STEIDLEY, K. R, 2005).72 Quanto ao perfil graxo da amostra de óleo analisada por cromatografia gasosa, a Tabela 173 apresenta as áreas percentuais dos picos determinados para os ácidos graxos analisados.74 75 Tabela 1: Perfil graxo da amostra de óleo extraído da polpa da macaúba.76 Cadeia Alquílica Nomenclatura IUPAC Nome comum Área (%) C 4:0 Ácido butanóico Butírico 1,65 C 16:0 Ácido hexadecanóico Palmítico 18,25 C 16:1 Ácido 9-hexadecenóico Palmitoléico 1,72 C 18:0 Ácido octadecanóico Esteárico 3,45 C 18:1n9c Ácido 9-octadecenóico Oleico 63,21 C18:2n6c Ácido 9,12-octadecenóico Linoleico 9,21 C 18:3n3 Ácido 9,12,15-octadecatrienóico Linolênico 0,84 C 20:1n9 Ácido 9-eicosenóico Gadoleico 0,85 C 22:0 Ácido docosanóico Behênico 0,12 C24:1n9 Ácido 15-tetracosenóico Nervônico 0,09 77 Verifica-se que o óleo da polpa da macaúba é composto principalmente pelos ácidos78 graxos oleico (63,21%), palmítico (18,25%), linoleico (9,21%), esteárico (3,45%), palmitoleico79 (1,72%) e linolênico (0,84%). Os ácidos encontrados e seus teores vão ao encontro do que também80 foi reportado por Rettore e Martins (1983) – sendo: oléico (53,4%), palmítico (18,7%), linoleico81 (17,7%), esteárico (2,8%), palmitoleico (4,0%) e linolênico (1,5%).82 Particularmente para os teores de ácido oleico e ácido palmítico determinados no presente83 estudo (63,21% e 18,25%), estes se assemelham aos reportados por Pimenta (2010), tendo sido84 67,67% para o oleico e 16,51% para o palmítico. Em ambos os estudos, os ácidos oleico e palmítico85 se apresentam, respectivamente, como os ácidos saturado e insaturado presentes em maior86 quantidade no óleo da polpa da macaúba. A ausência de ácido láurico, típico de sementes da87 macaúba, confirma a pureza do óleo produzido a partir da polpa.88 89 CONCLUSÕES90 Os resultados experimentais vão ao encontro da necessidade iminente do fornecimento de91 dados ilativos acerca do tema caracterização de óleos extraídos da macaúba.92 O índice de acidez encontrado atende a requisitos de acidez estabelecidos pela ANVISA,93 por meio da RDC 270, de 22 de setembro de 2005, para óleos vegetais prensados a frio e não94 refinados (4,0 mg KOH/g), sendo também apropriado para a reação de transesterificação95 homogênea via catálise básica. A umidade apresentada foi favorável à manutenção do teor de96 3
  4. 4. ácidos graxos livres, acidez e hidrólises de triglicerídeos e monoésteres. Considerando o valor97 encontrado para a viscosidade do óleo, em conjunto com o perfil graxo determinado, conclui-se que98 esta se deve, principalmente, à viscosidade dos triglicerídeos formados pelos ácidos: ácido oléico ou99 elaídico, palmítico, linoléico ou linolelaíco, linolênico, esteárico e palmitoléico.100 101 AGRADECIMENTOS102 Os autores agradecem a CAPES, ao CNPq, ao Projeto PROPALMA (FINEP/EMBRAPA) e ao103 Departamento de Engenharia Química da Escola de Engenharia da UFMG.104 105 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS106 CAÑO ANDRADE, M. H.; VIEIRA, A. S.; AGUIAR, H. F.; CHAVES, J. F. N.; NEVES,107 R.M.P.S.; MIRANDA, T. L. S.; SALUM, A. Óleo do Fruto da Palmeira Macaúba Parte I: Uma108 Aplicação Potencial para Indústrias de Alimentos, Fármacos e Cósmeticos. In: Anais do II Encontro109 Brasileiro sobre Tecnologia na Indústria Química / III Seminário ABIQUIM de Tecnologia. São110 Paulo: v. 1. p.1, 2006.111 FARIAS, T. M. Biometria e Processamento dos Frutos da Macaúba (Acrocomia sp) para a112 Produção de Óleos. Faculdade de Engenharia Química. Escola de Engenharia. Universidade Federal113 de Minas Gerais. Belo Horizonte, MG. Brasil. v.1, n.1, p.93, 2010.114 HIANE, P. A.; RAMOS FILHO, M. M.; RAMOS, M. I. L.; MACEDO, M. L. R.115 Bocaiúva, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd., Pulp and Kernel Oils: Characterization and Fatty Acid116 Composition. Brazilian Journal of Food Technology. v. 8, p. 256-259, 2005.117 KNOTHE, G.; STEIDLEY, K. R. Kinematic Viscosity of Biodiesel Fuel Components and118 Related Compounds. Influence of compound structure and comparison to petrodiesel fuel119 components. Fuel v. 84 , p. 1059 – 1065, 2005.120 KRAUSE, L. C. Desenvolvimento do Processo de Produção de Biodiesel de Origem121 Animal. 2008. 147f. Tese de doutorado apresentada ao Programa Pós-Graduação em Química,122 Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2008.123 MOTOIKE, S. Y.; NACIF, A. P.; PAES, J. M. V. Macaúba: História do Nascimento de124 uma Cultura. Embrapa Agroenergia. Informe Agropecuário. Belo Horizonte, v.32, p.6, 2011.125 PIMENTA, T. V. Metodologias de Obtenção e Caracterização dos Óleos do Fruto da126 Macaúba com Qualidade Alimentícia: da Coleta à Utilização. 2010. 120f. Dissertação (Mestrado127 em Engenharia Química) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2010.128 RETTORE, R. P.; MARTINS, H. Produção de combustíveis líquidos a partir de óleos129 vegetais: Estudo das oleaginosas nativas de Minas Gerais. Projeto da Fundação Centro Tecnológico130 de Minas Gerais – CETEC, Belo Horizonte, v.1. 1983.131 4

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