O documento discute novas tecnologias enzimáticas para extração e refino de óleos comerciais. A tecnologia enzimática oferece vantagens como menor consumo de energia e uso de água como solvente, mas tem limitações como alto custo e tempo de processamento. As enzimas auxiliam na liberação de óleos de oleaginosas de acordo com sua composição celular, como proteases para soja e pectinases para canola.

1. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA - UEL
Programa de Pós-graduação em Ciência de Alimentos
Disciplina: 2CTA129 – Lipídeos de alimentos:
bioquímica, nutrição e biotecnologia
Docente: Karla Bigetti Guergoletto
Jéssica Bigaski Ribeiro
Márcio de Barros
Discente: Natália Norika Yassunaka Hata
Londrina, 11 de Dezembro de 2019
NOVAS TECNOLOGIAS ENZIMÁTICAS PARA
EXTRAÇÃO E REFINO DE ÓLEOS COMERCIAIS

2. Óleos vegetais
Óleos vegetais comestíveis são matérias graxas extraídas de grãos
oleaginosos  solvente e refinados
Soja Milho Girassol Algodão Canola
Gergelim Arroz

3. Óleos vegetais
Azeites  Óleos vegetais provenientes de frutos oleaginosos 
prensagem  com ou sem refino
Oliva
Óleo de
palmiste
bruto
Oleína Estearina

4. Fonte: (USDA, 2017)
Figura 1 - Consumo e produção mundial de óleo vegetal
Óleo de soja e de
palma
correspondem a >
50% da produção
mundial!

5. Figura 2 - Consumo mundial de óleos e
gorduras
Fonte: (IHS Markit, 2017)
Tabela 1 – Produção de óleos vegetais de
acordo com as principais regiões
geográficas
Fonte: (USDA, 2012)

6. Tecnologia enzimática – extração e refino de
óleos comerciais
Aumento da produção e consumo de óleos comercias!!!
Várias tecnologias emergentes têm surgido: Extração aquosa,
fluido supercrítico, micro-ondas, ultrasonicação, destilação...
Tecnologia enzimática na extração e refino
 Tecnologia verde e aumento da produção
 Quais as vantagens e desvantagens em relação ao método
tradicional?

7. PROCESSAMENTO ATUAL
Extração
Grãos oleaginosos / Frutos
oleaginosos
Matéria-prima
Preparo da Matéria-
prima
 Prensagem;
 Centrifugação;
 Solvente
Refino clássico
Óleo bruto
Neutralização 
Clarificação 
Desodorização
Produto final
Produto final

9. EXTRAÇÃO
Extração por prensagem
Frutos oleaginosos
Associado à Extração com
solvente
Extração por solvente
Soja
(< 20% óleo) Girassol Canola
Milho
Arroz Algodão
Fruto da palma*
Azeitona*
Grãos oleaginosos
Farelo  Isento
de lipídios 
Maior rendimento
de extração e
isento de
contaminantes
Centrifugaçã
o*
> 30% óleo
Grãos oleaginosos

10. PROCESSAMENTO DO AZEITE DE OLIVA
Azeitona
Limpeza
Folhas, ramos
e impurezas
Lavagem Moagem
Moinho de
martelo
Água a temperatura
ambiente
Mistura composta:
polpa, caroços
inteiros e aos
pedaços, água e
azeite livre
Malaxagem
Fase líquida contínua
propícia para separação.
Temperatura < 30°C 
evita a hidrólise
Extração por
Prensagem
(hidráulica)
Extração por
Centrifugação
Água
Líquido
oleoso
Óleo do
Bagaço de
oliva
Extração por
solvente
Refino
Bagaço
(3-6% óleo)
Instalações recentes Azeite Decantação
Filtração e
armazenamento
Centrifugação ou
decantação
Água
Azeite
de
Oliva
virgem
Filtração
Azeite
Instalações
tradicionais

11. Dendê
Recepção e pesagem
Esterilização (130 °C /
60 min / 2,5 -3,0 atm)
Cachos vazios
 Interrompe a hidrólise;
 Auxilia na liberação do frutos dos cachos;
 Facilita no rompimento da polpa
PROCESSAMENTO DO ÓLEO DE PALMA / AZEITE DE DENDÊ
Debulhador Adubo orgânico
Caldeira
Cozimento (90 – 100
°C / 30 min
Prensagem
Rompimento do mesocarpo e
vacúolos de óleo
Massa graxa líquida
53% óleo; 7% sólidos; 40% de fase
aquosa; torta
Prensagem contínua

12. Peneira
Decantador
Borra
Massa graxa líquida
53 % óleo; 7 % sólidos; 40 % de fase
aquosa; torta
Torta
(Fibra + amêndoas)
Desfibrilador
Fibra
Amêndoas
Secagem
Quebrador
Amêndoa Casca
Laminação;
Condicionamento;
Prensagem
Caldeira
ou outros
usos
Óleo de
palmiste
bruto
Centrifugação
Resíduo da Borra
Óleo de palma bruto
Óleo
Clarificação e
secagem a vácuo
Fracionamento
Desodorização /
Desacidificação
Armazenamento
Refino físico
Oleína (FL) Estearina
(FS)
Resfriamento sob
condições controladas
 Cristais grandes de
TAG com > PF

13. Extração e Refino do óleo de soja

14. Soja
PROCESSAMENTO DO ÓLEO DE SOJA – Extração por Solvente e Refino
Extração por
solvente
Óleo bruto Refino
Pré-limpeza
Eliminação da sujidade mais grossa
antes do armazenamento. Realizada
por máquinas especiais.
A pré-limpeza diminui os riscos de
deterioração e reduz o uso indevido
de espaço útil do silo.
Armazenamento
O armazenamento adequado 
rendimento e qualidade do produto final.
- aquecimento da semente e aumento
de acidez;
- escurecimento do óleo contido na
semente, tornando difícil a refinação e
a clarificação;
- modificações organoléticas influindo
no sabor e no aroma dos farelos e
óleos produzidos;
- diminuição do índice de iodo após
armazenamento prolongado da
semente de soja.
Quebra e descasque
Quebra dos grãos  Quebrador de rolo
- Promove uniformidade do tamanho
de partículas  Facilita o
desprendimento e a separação das
cascas sem formar pós;
- Redução uniforme do grão  facilita
a extração. Pós “Finos” dificultam a
separação do solvente e do óleo do
farelo úmido.
Cascas  peneiras separadoras e
ventiladores /ciclones
Condicionamento e
laminação
Condicionamento anteriormente a
laminação  transforma soja dura e
quebradiça em material mais plástico,
fácil de ser laminado  ajuste da
umidade para 11%;
Propicia uma temperatura de extração
entre 55 – 60 °C, mantendo o solvente
líquido  ponto inicial de vaporização do
Hexano : 62 °C
Laminação  Facilita a extração por
solvente  rompe as células e facilita a
difusão.
Extração por solvente
Hexano é o solvente universalmente
adotado nas indústrias de óleo;
Processo ocorre a quente  aumenta a
solubilização do solvente no óleo ou na
miscela.
Temperatura reduz a viscosidade da
miscela e aumenta a solubilidade do óleo;
HEXANO
 Solvente apolar e de fácil dissolução
em óleo;
 Imiscível em água;
 Baixo calor latente;
 Não ataca canalizações ;
 Alta inflamabilidade!!
 Explosivo!!
 Tóxico!!
Recuperação do solvente
Miscela (óleo + solvente)  Destilação 
Aquecimento da miscela à vácuo (70 – 90
°C) para evaporação do solvente residual
O óleo bruto recuperado e
dessolventizado segue para o tanque de
depósito
Extração por solvente

15. PROCESSAMENTO DO ÓLEO DE SOJA – Extração por Solvente e Refino
REFINO  Conjunto de operações para a
remoção das substâncias acompanhantes
indesejáveis ou para a purificação do óleo.
Óleo Bruto
Degomagem
Neutralização
Lavagem
Clarificação
Secagem
Filtro de polimento
Desodorização
Resfriamento
Embalagem
Visa a remoção de fosfolipídios presentes
em teores superiores a 1%;
A presença dos fosfolipídios  depósitos
de goma nos tanques;
Gomas tem considerável quantidade de
óleo  Altas perdas.
Fosfolípidios podem ser:
- Hidratáveis: Removidas por adição de
água
- Não hidratáveis: Removidos por adição
de ácido (Degomagem ácida)
Visa reduzir o teor de ácidos graxos
livres a 0,01 – 0,03% por meio de
reação de neutralização com soda
cáustica  Formação de sabões;
Auxilia na degradação de matéria
corante e fosfatídeos e gomas
residuais.
A lavagem do óleo com água é necessária
para a retirada do sabão formado.
Processo físico que visa a eliminação de matérias que
conferem cor aos óleos (Compostos de enxofre, sabões
residuais, metais, pigmentos mais estáveis e produtos de
sua degradação).
Substâncias adsorventes: silicatos hidratados de alumínio,
silicatos de magnésio, terras diatomáceas, terras
clarificantes, argilas ácido-ativadas, sílica e carvões ativos.
Última etapa do REFINO;
Eliminação de compostos voláteis que atribuem sabor e
odor desagradáveis (aldeídos, cetonas, ácidos graxos livres
e oxidados, peróxidos, hidrocarbonetos insaturados,
terpenoides);
A remoção é feita por destilação a vapor, em alto vácuo 
Alta temperatura volatiliza os composto odoríferos

16. Tabela 2 - Composição média dos óleos de soja bruto e refinado
Componentes Óleo bruto Óleo refinado
Triglicerídeos (%) 95/97 Mín. 99
Fosfolipídeos (%) 1,5/2,5 0,003/0,045
Esteróis (%) 0,33 0,13
Tocoferóis (%) 0,15/0,21 0,11/0,18
Ácidos graxos (%) 0,3/1,0 Mín. 0,05
Ferro (mg/kg) 1/5 0,1/1,0
Cobre (mg/kg) 0,1/0,5 0,02/0,06
Índice de peróxido (meq/kg) 1,8/2,6 Máx. 1
Índice de anisidina - 2/4
E232 nm (dienos
conjugados)
1,5/1,9 1,5/3
E270 nm (trienos
conjugados)
0,4/0,65 0,2/0,5
Sabões (mg/kg) - 0
Clorofila (mg/kg) 1500 50
Rancimat 100 °C (hs) - 10

17. TECNOLOGIAS ENZIMÁTICAS PARA EXTRAÇÃO E
REFINO DE ÓLEOS COMERCIAIS

18. Vantagens da tecnologia enzimática:
 Extração de óleos e proteínas a partir de oleaginosas;
 Produtos de qualidade e seguros ao consumidor;
 Não altera as propriedades dos componentes alvo, influenciando favoravelmente
no produto final;
 Em comparação com a extração com solvente  Demanda baixo consumo de
energia, reduzindo custos durante a extração e refino;
 Água como solvente  Mais seguro, econômico, não sendo nocivo ao meio
ambiente;
 Condições de produção mais amenas, com produção de co-produtos não-tóxicos e
de alto valor agregado;
 Permite a separação simultânea dos fosfolípídeos durante a extração.

19. Desvantagens da tecnologia enzimática:
 Aplicação é ainda limitada  Tempo de processamento longo e alto custo para a
recuperação das enzimas;
 Alto custo das enzimas  Geralmente é necessário > 1% (p/p) de enzima por peso
de matéria-prima;
 Indisponibilidade de enzimas em escala comercial;
 Menor produção de óleo quando comparado à extração por solvente;
 Dependendo do processo, é necessário uma etapa de desemulsificação pós
extração;
 Pode resultar em alto conteúdo de óleo no resíduo.

20. Tratamento enzimático
Auxiliam na recuperação dos óleos, e também de proteínas
encontradas em materiais oleaginosos.
Qual o princípio do tratamento?
As enzimas degradam os
componentes da parede celular
(celulose, hemicelulose e pectina) e
componentes da membrana,
facilitando a subsequente liberação de
óleo (esferossomos ou corpos
lipídicos) e de proteínas (corpos
protéicos).

21. Tratamento enzimático
Qual enzima utilizar no processo de extração do óleo?
A diferença na composição celular e estrutura da oleaginosa/fruto é
determinante na escolha das enzimas.
Exemplos:
SOJA  alto conteúdo de proteína  Extração do óleo por enzimas proteolíticas (proteases);
Santos e Ferrari (2005) – Alcalase (protease) obteve maior produção de óleo de soja do que Celluclast
(celulase);
Jung, Maurer, e Johnson (2009) – Protease (96%) e Fosfolipase (73,4%) – Soja laminada
Canola  Pectina é o principal componente da parede celular  Pectinases
Zhang, Wang, e Xu, (2007) - obtiveram maiores produções com pectinase (85,9%) > celulase (69,3%) >
glucanase (64%)  forma emulsificada do óleo
• Amilases, Glucanases, Proteases, Pectinases, Celulases, Hemicelulases ou misturas
de enzimas

22. Tratamento enzimático
Exemplos:
- Extração de óleo de oliva com mistura (celulase, hemicelulase e pectinase) aumentaram a extração.
Aliakbarian, Faveri, Converti e Perego (2008)
Chiacchierini, Mele, Restuccia e Vinci (2007)
De Faveri, Aliakbarian, Avogadro, Perego e Converti (2008).
- Extração do óleo de linhaça com mistura (b-glucosidase e proteinase) diminuíram a extração quando
comparados a outras enzimas adicionadas individualmente. Long et al. (2011)
- Extração de óleo de soja com mistura (celulase e protease) não obtiveram diferenças na produção
quando comparados à celulase aplicada individualmente. Lamsal, Murphy e Johnson (2006).
As enzimas podem ser utilizadas individuamente ou em
combinações
Misturas de enzimas, com atividades combinadas, nem sempre fornecem melhores
resultados na produção

23. TECNOLOGIAS ENZIMÁTICAS PARA EXTRAÇÃO E REFINO DE
ÓLEOS COMERCIAIS
Utilização das enzimas no processamento do óleo
1. Pré-tratamento anteriormente à extração;
2. Durante a extração (Extração Aquosa Enzimática - EAE);
3. Desemulsificação de emulsões formadas na EAE
4. Durante a degomagem, no Refino;

24. 1. Pré-tratamento enzimático anteriormente à
extração
Métodos de extração: Dupla prensagem, destilação a vapor,
ultrassonicação, extração por solvente, micro-ondas, prensagem...
A adição de enzimas como pré-tratamento enfraquece as células e
facilita a extração de óleo.
No geral, o pré-tratamento enzimático é aplicável à vários materiais
oleaginosos.

26. 2. Durante a extração
(Extração Aquosa Enzimática - EAE)
A EAE é um processo de extração realizado em meio
aquoso, que aliado à enzimas, promove a hidrólise dos
componentes da célula vegetal e liberação do conteúdo
lipídico

28. Fatores que afetam a Extração Aquosa Enzimática -
EAE
 Tamanho das partículas dos materiais oleaginosos:
Menores partículas permitem maior difusão dos componentes solúveis em água e da
difusão das enzimas sobre os substratos  favorecendo a extração;
Quebra excessiva das partículas favorece a eficiência da extração de lipídios e
proteínas, mas produz pequenos glóbulos difíceis de desemulsificar;
Materiais com alto conteúdo lipídico e de partículas menores podem aderir.

29. Fatores que afetam a Extração Aquosa Enzimática -
EAE
 Razão enzima/substrato:
 Geralmente, ↑ concentração de enzimas, ↑ interação com o substrato  mais
ligações peptídicas serão rompidas;
 A concentração de enzimas até a saturação dos locais ativos do substrato leva a
maior recuperação de óleo;
 Altas concentrações de enzima podem resultar em extração de compostos
indesejaveis, gerando amargor e off-flavor;
 o custo da enzima (economia do processo) e a qualidade do óleo são fatores a
serem considerados antes da determinação da concentração enzimática.

30. Fatores que afetam a Extração Aquosa Enzimática -
EAE
 Razão de água/material oleaginoso:
 A água dispersa no meio pode colaborar na reação hidrolítica, difusão e mobilidade
das enzimas e produtos;
 A falta de água pode formar suspensões viscosas que dificultam a interação
enzima/substrato;
 Umidade excessiva diminui as concentrações de enzimas e substratos, minuindo a
extração.

31. Fatores que afetam a Extração Aquosa Enzimática -
EAE
 pH do meio de extração:
 O pH não afeta apenas a atividade enzimática, mas também a separação de óleo e
proteína;
 A taxa de extração de óleo é diretamente proporcional à extração de proteínas;
 A taxa de extração de óleo é mais baixa no ponto isoelétrico da proteína (pI). As
enzimas podem solubilizar e hidrolisar simultaneamente as proteínas da célula e
romper os constituintes do polissacarídeo, o que facilita a extração do óleo.

32. Fatores que afetam a Extração Aquosa Enzimática -
EAE
 Temperatura de incubação:
 A temperatura ótima da hidrólise enzimática está entre 40 – 50 °C, mas
temperaturas menores podem ser empregadas, levando-se em conta a produção;
 No caso das azeitonas, temperaturas menores que 30 °C são favoráveis à
preservação da qualidade.

33. Fatores que afetam a Extração Aquosa Enzimática -
EAE
 Tempo de incubação:
 Tempos prolongados de incubação podem aumentar a extração, mas são inviáveis e
podem levar gerar produtos indesejáveis no produto
 Velocidade de agitação:
 A agitação auxilia na ruptura da parede celular, mas altas velocidades podem gerar
maiores gastos de energia. Além disso, resulta na formação de uma emulsão mais
estável, difícil de separar.

34. Todas as Extrações Enzimáticas Aquosas resultaram em maior produção de óleo quando
comparadas à Extração Aquosa (sem enzima).
E todos os tratamentos com solvente resultaram em maior produção de óleo quando
comparados à Extração Aquosa Enzimática.

35. 3. Desemulsificação enzimática de emulsões formadas
na EAE
 Durante a EAE é inevitável a formação de emulsão, que frequentemente são difíceis
de separar;
 A emulsão creme formada é bastante estável devido às proteínas (extraídas no
processo) que agem como excelente emulsificante;
 As enzimas hidrolizam as proteínas e polipeptídeos interfaciais do creme, reduzindo
as massas moleculares e diminuem a rigidez da interface das gotículas de óleo 
facilitam a liberação do óleo.

36. Fatores que afetam a Desemulsificação enzimática de
emulsões formadas na EAE
 Concentração da enzima:
 Geralmente, ↑ concentração da enzima, ↑ produção de óleo livre;
 Valor do pH e temperatura:
 Diferentes tipos de enzima mostram pH e temperatura ótimos onde a atividade é
máxima.
 Tempo de incubação:
 Varia conforme os parâmetros empregados.

37. 4. Degomagem enzimática
 No Brasil, em 10 anos, cerca de 30% do mercado de
processamento de óleos já migrou para a degomagem
enzimática;
 Utiliza enzimas (fosfolipases) para hidrolisar fosfolipídeos (não
hidratáveis) e liberar ácidos graxos livres, lisofosfolipídeos,
diacilglicerídeos, colina fosfato, entre outros.

38. 4. Degomagem enzimática
Ajuste do pH do
óleo degomado
em água ou óleo
bruto
Temperatura
ótima de reação
(50-60 °C)
Temperatura (70-85 °C)

39. Características dos óleos
 Óleos produzidos pela maioria dos tratamentos enzimáticos apresentam
menor deterioração oxidativa e rancidez  ↓ valor de ácidos graxos livres
e índice de peróxido, quando comparados à extração com solvente (altas
temperaturas);
 Óleos extraídos enzimaticamente podem apresentar maior índice de iodo
e tocoferóis do que extrações aquosas e por solventes;
 Conteúdo de fenólicos totais pode variar conforme a matéria-prima,
métodos de extração e tipos de enzimas utilizados;
 A composição de ácidos graxos mostram similaridades entre os métodos
por solvente e EAE;

40. Obrigada!