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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
ENGENHARIA QUÍMICA
ESTUDO DA CLARIFICAÇÃO DA LECITINA DE
SOJA
LETÍCIA VIEIRA CASTEJON
Uberlândia – MG - Brasil
2010
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
ENGENHARIA QUÍMICA
Estudo da Clarificação da Lecitina de Soja
Letícia Vieira Castejon
Dissertação de mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Química da Universidade Federal de Uberlândia
como parte dos requisitos necessários à obtenção
do título de Mestre em Engenharia Química, área
de concentração em Processos de Separação.
Uberlândia - MG
2010
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DISSERTAÇÃO DE MESTRADO SUBMETIDA AO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
EM ENGENHARIA QUÍMICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA COMO
PARTE DOS REQUISITOS PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE MESTRE EM
ENGENHARIA QUÍMICA, EM .... /.... /.....
BANCA EXAMINADORA:
____________________________
Prof. Dr. José Roberto Delalibera Finzer
Orientador (PPG-EQ/UFU)
____________________________
Prof
a
. Dr
a
. Cláudia Maria Tomás Melo
(IFTM, Uberlândia)
____________________________
Prof. Dr. Eloízio Júlio Ribeiro
(PPG-EQ/UFU)
Uberlândia – MG
2010
Dedico essa dissertação à minha família.
E à minha nova fase de vida.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, agradeço ao nosso Pai maior, Deus, pelo sol que aquece, pela chuva que
molha, pela lua que torna a noite encantadora e principalmente pelas pessoas que colocou ao
meu lado na estrada da vida.
À minha mãe amada, Simone Melo Vieira, meus irmãos Danilo e Fernanda, meu noivo
José Flávio e meu pai Fernando. Ao meu padrasto José Augusto e demais familiares.
Às minhas amigas do programa de Pós-Graduação, Janaína e Cristiane, mas especialmente
à Kássia, pelas grandes ajudas e tempos despendidos à bela amizade constituída.
Ao meu orientador, José Roberto Delalibera Finzer, pela compreensão, apoio e
ensinamentos.
Aos membros da banca de avaliação, Prof. Dr. Eloízio e Profa. Dra. Cláudia
Ao Instituto Federal do Triângulo Mineiro campus Uberlândia, nas pessoas dos colegas
e amigos, principalmente à minha ex-aluna Glória Morais de Castro.
A outras tantas pessoas que me auxiliaram, agradeço.
“O talento educa-se na calma e o caráter no
túmulo da vida” (Goethe). Poucos os possuem,
alguns se educam e outros tantos passam
pela vida invejando os que possuem
talento e caráter.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Sistema de Bibliotecas da UFU, MG, Brasil.
C347e
Castejon, Letícia Vieira, 1983-
Estudo da clarificação da lecitina de soja [manuscrito] / Letícia
Vieira Castejon. - 2010.
133 f. : il.
Orientador:. José Roberto Delalibera Finzer.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Uberlândia,
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.
Inclui bibliografia.
1.
Lecitinas - Teses. 2. Soja - Teses. I. Finzer, José Roberto Dela-
libera.
II. Universidade Federal de Uberlândia. Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Química. III. Título.
CDU: 665.335.2
i
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 2.1: Diagrama do processo de degomagem com água............................................ 8
FIGURA 2.2: Fluxograma da degomagem de óleo de soja e produção de lecitina............... 10
FIGURA 2.3: Viscosidade da lecitina bruta a 70°C em relação ao conteúdo de
umidade...................................................................................................................................
12
FIGURA 2.4: Diagrama simplificado do processo de secagem da lecitina........................... 12
FIGURA 2.5: Estruturas de ácidos graxos livres; (a) ácido graxo livre saturado de cadeia
linear e (b) ácido graxo livre insaturado (monoinsaturado) de isomeria cis...........................
19
FIGURA 2.6: Estrutura química de um fosfolipídio (fosfatidilglicerol)................................ 20
FIGURA 2.7: Estrutura da microemulsão óleo/água e água/óleo.......................................... 26
FIGURA 2.8: Estruturas químicas da fosfatidilcolina (colina), da fosfatidiletanolamina
(cefalina) e foafatidilinositol (inositol)...................................................................................
30
FIGURA 2.9: Estrutura base dos compostos clorofilados e radicais dos grupamentos da
clorofila “a” e “b”...................................................................................................................
33
FIGURA 2.10: Esquema de degradação da clorofila............................................................ 36
FIGURA 2.11: Estrutura química espacial do licopeno........................................................ 38
FIGURA 2.12: Estrutura química espacial do β-caroteno..................................................... 38
FIGURA 2.13: Reação iônica do ácido fosfatídico.............................................................. 49
FIGURA 2.14: Representação espacial das estruturas químicas de hexano e metanol......... 50
FIGURA 2.15: Esquema simplificado sobre as reações em cadeia de degradação dos
lipídeos...................................................................................................................................
58
FIGURA 2.16: Estruturas formadas a partir de hidroperóxidos distintos............................ 59
FIGURA 2.17: Estrutura química espacial do peróxido de benzoíla.................................... 62
FIGURA 3.1: Imagem das amostras de lecitina de soja pura adquiridas.............................. 64
FIGURA 3.2 – Fluxograma dos experimentos...................................................................... 66
FIGURA 3.3: Etapa de filtração do Teste preliminar............................................................ 69
FIGURA 4.1 – Gráfico de resultados percentuais de massa de lecitina de soja retida por
cada solvente..........................................................................................................................
79
FIGURA 4.2: Fotografia à esquerda corresponde à lecitina de soja pura (Tratamento Y0)
e a fotografia à direita refere-se ao experimento Y0 com agitação........................................
108
FIGURA 4.3: Potes de polietileno de 300 mL contendo 100 g de lecitina purificada com
peróxido de hidrogênio nas concentrações de 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0%, da esquerda para
a direita...................................................................................................................................
108
FIGURA 4.4: Potes de polietileno de 300 mL contendo 100 g de lecitina purificada com
peróxido de benzoíla nas concentrações de 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0%, da esquerda para a
direita......................................................................................................................................
109
FIGURA 4.5: Vista superior das amostras dos tratamentos com peróxido de hidrogênio.
Da esquerda para a direita, de cima para baixo, têm-se respectivamente os tratamentos
109
ii
Y1, Y2, Y3 e Y4....................................................................................................................
FIGURA 4.6: Vista superior das amostras dos tratamentos com peróxido de benzoíla. Da
esquerda para a direita, de cima para baixo, têm-se respectivamente os tratamentos Y1’,
Y2’, Y3’ e Y4’........................................................................................................................
110
iii
ÍNDICE DE TABELAS
TABELA 2.1: Composição centesimal do grão de soja expresso em base seca.................... 05
TABELA 2.2: Efeito da temperatura de extração sobre o conteúdo de fosfatídeos no óleo
de soja degomado com água...................................................................................................
09
TABELA 2.3: Classificação das Lecitinas de Soja................................................................ 13
TABELA 2.4: Usos e Funções dos Fosfolipídeos.................................................................. 14
TABELA 2.5: Especificações comerciais da lecitina de soja produzida na Cargill
S.A..........................................................................................................................................
17
TABELA 2.6: Parâmetros físico-químicos internacionais da lecitina de soja....................... 18
TABELA 2.7: Conteúdo típico de fosfatídeos em alguns óleos brutos..................................
21
TABELA 2.8: Conteúdo de fosfatídeos nos grãos................................................................. 21
TABELA 2.9: Composição dos fosfatídeos (sem o óleo) no óleo de soja bruto................... 22
TABELA 2.10: Componentes menores nos óleos de soja brutos e após a degomagem com
água.......................................................................................................................................
23
TABELA 2.11: Porcentagem de ácidos graxos presentes na lecitina de soja e no
lecipalm®...............................................................................................................................
29
TABELA 2.12: Pigmentos, fontes e respectivos espectros de absorção máxima.................. 32
TABELA 2.13: Componentes não-glicerídeos dos óleos e gorduras brutos.......................... 42
TABELA 2.14: Parâmetros de solubilidade de Hansen......................................................... 48
TABELA 2.15: Algumas espécies reativas de oxigênio........................................................ 55
TABELA 3.1: Informação nutricional da lecitina de soja em 20 g (2colheres de sopa)........ 65
TABELA 3.2: Parâmetros físico-químicos de qualidade da lecitina de soja classificada
como standard........................................................................................................................
65
TABELA 3.3: Resumo descritivo das análises físico-químicas............................................. 70
TABELA 4.1: Massas médias (polares) obtidas e os desvios padrões médios após
filtragem da lecitina de soja diluída nos respectivos solventes..............................................
79
TABELA 4.2: Custo e Ponto de Ebulição dos Solventes....................................................... 81
TABELA 4.3: Teores de umidade médios determinados experimentalmente em estufa a
105°C.....................................................................................................................................
83
TABELA 4.4: Teores de umidade médios em cada tratamento sem a umidade do
tratamento Y0........................................................................................................................
83
TABELA 4.5: Teores de umidade médios em cada tratamento sem a umidade do
tratamento Y0.........................................................................................................................
84
TABELA 4.6: Índice de saponificação médio (mg de KOH/g) experimental em cada
tratamento..............................................................................................................................
86
TABELA 4.7: Índices de saponificação médios finais (mg de KOH/g) em cada
tratamento..............................................................................................................................
87
TABELA 4.8: Absorbâncias iniciais médias determinadas a 232 nm e cubeta de 1 cm em
iv
cada tratamento...................................................................................................................... 89
TABELA 4.9: Absorbâncias finais médias determinadas a 232 nm e cubeta de 1 cm em
cada tratamento.....................................................................................................................
89
TABELA 4.10: Absorbâncias iniciais médias determinadas a 270 nm e cubeta de 1 cm em
cada tratamento.....................................................................................................................
90
TABELA 4.11: Absorbâncias finais médias determinadas a 270 nm e cubeta de 1 cm em
cada tratamento......................................................................................................................
91
TABELA 4.12: Absortividades mássicas específicas médias (g/g.cm) em cada tratamento
e em cada experimento a 232 nm...........................................................................................
92
TABELA 4.13: Absortividades mássicas específicas médias (g/g.cm) em cada tratamento
e em cada experimento a 270 nm...........................................................................................
93
TABELA 4.14: Absorbâncias médias determinadas em cubeta de 1 cm e comprimentos
de onda 663 nm.......................................................................................................................
95
TABELA 4.15: Absorbâncias médias determinadas em cubeta de 1 cm e comprimentos
de onda 645 nm.......................................................................................................................
96
TABELA 4.16: Teores médios de clorofila “a” (mg/g) em cada tratamento......................... 97
TABELA 4.17: Teores médios de clorofila “b” (mg/g) em cada tratamento......................... 97
TABELA 4.18: Absorbâncias médias determinadas em cubeta de 1 cm e comprimentos
de onda 652 nm.......................................................................................................................
99
TABELA 4.19: Teores médios de compostos clorofilados totais (mg/g) em cada
tratamento...............................................................................................................................
100
TABELA 4.20: Absorbâncias obtidas em cada tratamento a 448 nm e cubeta de 1 cm........ 102
TABELA 4.21: Concentrações finais médias de carotenóides em ppm.................................
102
TABELA 4.22: Absorbâncias médias obtidas em cada tratamento a 365 nm e cubeta de 1
cm...........................................................................................................................................
105
TABELA 4.23: Absorbâncias médias obtidas em cada tratamento a 456 nm e cubeta de 1
cm...........................................................................................................................................
105
TABELA 4.24: Substâncias Marrons (mg/g) obtidas em cada tratamento............................ 106
TABELA 5.1: Tabela demonstrativa e comparativa dos resultados obtidos nos
experimentos de despigmentação de lecitina de soja.............................................................
112
v
RESUMO
A lecitina de soja, normalmente conhecida como sendo um conjunto de fosfatídeos ou
fosfolipídeos do óleo bruto de soja, possui em sua composição, não só moléculas lipídicas
contendo moléculas de fósforo, mas contém quantidades consideráveis de clorofilas,
carotenóides e substâncias marrons. Todas estas possuem espectros de absorções específicos que
por espectrofotometria podem ser quantificadas, pois fornecem coloração característica à
lecitina. A coloração é um marrom escuro, muitas vezes denominado de âmbar, que pode ser
fator determinante na escolha e utilização desse emulsificante natural. Portanto, a coloração da
lecitina de soja pode ser reduzida através da adição de compostos químicos peroxidantes, os
quais possuem a estruturas (OO-²) de radical peróxido em suas moléculas, tais como o peróxido
de hidrogênio (descolorante químico inorgânico) e o peróxido de benzoíla (descolorante químico
orgânico). A aplicação do peróxido de hidrogênio e do peróxido de benzoíla como descolorante
da lecitina de soja foi estudada em concentração mínima de 0,5%, e máxima de 2,0%. As
análises realizadas na lecitina de soja e nas amostras tratadas com os agentes descolorantes
foram referentes aos teores de umidade, índice de saponificação, estabilidade oxidativa,
compostos clorofilados, carotenóides e substâncias marrons. Foi realizado um teste preliminar
logo no início do estudo, para se determinar qual, entre dez solventes orgânicos solubilizaria a
lecitina ao máximo. O hexano foi escolhido como o apropriado para solubilizar a lecitina de soja
nas análises físico-químicas de carotenóides, substâncias marrons e estabilidade oxidativa, pois
possui melhor custo/benefício, é amplamente utilizado na extração de óleo bruto e possui
característica de 100% de apolaridade. Os resultados obtidos nas análises físico-químicas da
lecitina de soja adicionada de peróxido de hidrogênio a 35% nas proporções de 0,5%, 1,0%,
1,5% e 2,0% foram: baixos índices de saponificação, aumento gradativo na estabilidade
oxidativa pelo decréscimo nos teores de estruturas primárias e secundárias da reação de
peroxidação, degradação de compostos clorofilados, diminuição dos carotenóides e de
substâncias marrons. Ao ser decomposto o peróxido de hidrogênio gera gás oxigênio e água
livres. E, a respeito dos resultados referentes à adição de peróxido de benzoíla anidro 65% tem-
se que o aumento na concentração desse causou elevação do índice de saponificação, aumento da
estabilidade oxidativa da lecitina, degradação mais amena de compostos clorofilados e
carotenóides, além de reduzir a quantidade de substâncias marrons. Por fim, verficou-se que a
clarificação da lecitina comercial foi adequada, pois observou-se a despigmentação da lecitina de
soja com peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla visualmente e quantitativamente através
da análises físico-químicas realizadas.
Palavras-Chave: lecitina de soja, peróxido de hidrogênio, peróxido de benzoíla.
vi
ABSTRACT
The soy lecithin, usually known as being a phosphorous group or phospholipids of the rude oil of
soy. He/she possesses in his/her composition not only molecules lipids containing match
molecules, but they count considerable amounts of chlorophylls, carotenes and brown
substances. All these possess specific spectra of absorptions that for spectrophotometric can be
quantified, therefore they supply characteristic coloration to the lecithin. The coloration is a
brown darkness, a lot of times denominated of amber, it can be decisive factor in the choice and
use of that natural emulsificant. Therefore, the coloration of the soy lecithin can be reduced
through the addition of compositions chemical peroxides, which possess to structures (OO-²) of
radical peroxides in their molecules, such as the peroxides of hydrogen (inorganic chemical
bleach) and the benzoíla peroxides (organic chemical bleach). The application of the peroxides
of hydrogen and of the benzyl peroxides as clarificant of the soy lecithin was studied and certain
the minimum concentration was 0,5%, to the maximum of 2,0%. The analyses accomplished in
the soy lecithin and in the samples treated with the bleaching agents were regarding the humidity
tenors, saponification index, stability oxidative, composed chlorophylls, carotenes and brown
substances. A preliminary test was accomplished soon in the beginning of the study, to
determine which among ten solvents organic solubilized the lecithin to the maximum. The
hexane was chosen as the appropriate for solubilization the soy lecithin in the physiochemical
analyses of carotenes, brown substances and stability oxidative, because it possesses better
custom/benefice, it is used thoroughly in the extraction of rude oil and it possesses characteristic
of 100% of apolarity. The results obtained in the physiochemical analyses of the lecithin of
added soy of peroxide of hydrogen to 35% in the proportions of 0,5%, 1,0%, 1,5% and 2,0%
were: index bass of saponification, gradual increase in the stability oxidative for the decrease in
the tenors of primary and secondary structures of the peroxidation reaction, degradation of
compositions chlorophylls, decrease of the carotenes and of brown substances. To the peroxide
of hydrogen to be decomposed it generates gas oxygen and free water, however the analysis on
the humidity tenor was not satisfactory. And, regarding the results regarding the addition of
peroxide of benzyl anidre 65% is had that the increase in the concentration of that it caused
elevation of the saponification index, increase of the stability oxidative of the lecithin, suave
degradation of composed chlorophylls and carotenes, besides reducing the amount of brown
substances. Finally, at the end of the study the clarification terminology was determined as
appropriate to describe the despigmentation of the soy lecithin with peroxide of hydrogen and
benzyl peroxide visually e quantitivity with physic-chemistry analyses realized.
Key-Words: soybean lecithin, benzyl peroxide, hydrogen peroxide.
vii
SUMÁRIO
Lista de Figuras ............................................................................................................................. vii
Lista de Tabelas .............................................................................................................................. ix
RESUMO ...................................................................................................................................... xii
ABSTRACT ................................................................................................................................ xiii
I - INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1
II – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................ 4
2.1
A soja e a lecitina de soja ................................................................................................ 4
2.2
Obtenção da lecitina de soja comercial: degomagem com água, processo tradicional. .. 7
2.3
Aspectos quantitativos e qualitativos da lecitina de soja comercial .............................. 13
2.4
Características das gomas de lecitina na degomagem ................................................... 18
2.5
Propriedade emulsificante das gomas de lecitina de soja .............................................. 24
2.6
Propriedades químicas das gomas de lecitina de soja ................................................... 28
2.6.1
Clorofila ......................................................................................................................... 31
2.6.2
Carotenóides .................................................................................................................. 37
2.6.3
Substâncias Marrons ...................................................................................................... 41
2.7
Solvente ......................................................................................................................... 44
2.8
Processos Químicos de Purificação de Lecitina de Soja (Lecitina Branqueada e
Duplamente Branqueada) .......................................................................................................... 50
2.9.1
Peroxidação ................................................................................................................... 53
2.9.2
Peróxido de Hidrogênio ................................................................................................. 60
2.9.3
Peróxido de Benzoíla ..................................................................................................... 62
III – MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................. 64
3.1
Teste Preliminar .......................................................................................................... 68
3.2
Análises físico-químicas dos Tratamentos ................................................................. 70
3.2.1
Umidade – Secagem direta em estufa a 105ºC (IAL, 012/IV, 2002). ........................... 71
3.2.2
Índice de Saponificação (IAL, 328/IV, 2002). .............................................................. 71
3.2.3
Estabilidade Oxidativa - Extinção Específica por absorção na região do ultravioleta
(IAL, 343/IV, 2002). .............................................................................................................. 72
viii
3.2.4
Compostos Clorofilados - Metodologia utilizada por Engel e Poggiani (1991). .......... 74
3.2.5
Teor de Substâncias Marrons e Carotenóides - Método desenvolvido por Leverovich
(1985) ..................................................................................................................................... 75
3.2.6
Coloração – Método Empírico de Comparação Qualitativa Visual .............................. 76
IV – RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................... 77
4.1
Teste Preliminar .......................................................................................................... 78
4.2
Análises físico-químicas dos experimentos e tratamentos ....................................... 82
4.2.1
Teor de Umidade ........................................................................................................... 82
4.2.2
Índice de Saponificação ................................................................................................. 85
4.2.3
Estabilidade Oxidativa - Extinção Especifica por absorção no UV .............................. 88
4.2.4
Teores de Compostos Clorofilados ............................................................................... 95
4.2.5
Teor de Substâncias Marrons e Carotenóides.............................................................. 101
4.2.6
Coloração – Comparação Visual ................................................................................. 107
V - CONCLUSÕES ................................................................................................. 111
VI – SUGESTÕES ................................................................................................... 114
VII – REFERÊNCIAS ............................................................................................ 115
VIII – APÊNDICE I .................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
IX – APÊNDICE II ................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
X – APÊNDICE III ................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
XI – APÊNDICE IV .................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
I - INTRODUÇÃO
A lecitina comercial corresponde a um conjunto de fosfatídeos ou fosfolipídeos, que
normalmente são extraídos de fontes oleaginosas, tais como gema de ovo, algodão, milho e soja.
A lecitina é utilizada para aplicações industriais ou para fins nutricionais, apresentando-se em
geral, sob o estado pastoso e de cor acastanhada, clara ou escura a depender da sua matéria-prima
de origem ou de sua classificação comercial. Além disso, possui propriedades funcionais que são
determinadas pelas conformações estruturais de seus principais componentes, os fosfolipídeos.
Os fosfolipídeos são estruturas apolares e polares, portanto, lipofílicos e lipofóbicos,
que contêm em suas estruturas ácidos fosfóricos ligados a bases nitrogenadas (aminas
secundárias ou primárias) e a álcool cíclico, formando as estruturas como a fosfatidilcolina,
fosfatidiletanolamina e fosfatidilinositol. Essas três estruturas basicamente compõem a lecitina
dita comercial, entretanto pode ainda conter outras substâncias associadas como carboidratos,
fibras, proteínas e óleos.
Nas indústrias brasileiras, o processo mais comumente aplicado para obtenção da
lecitina de soja comercial é o processo de degomagem de óleo vegetal bruto com água quente.
Esse processo consiste em geral, na adição de 1 a 3% de água ao óleo bruto aquecido a 60-70°C
e agitação lenta durante 20-30 minutos. A degomagem ocasiona a formação de um precipitado
denominado de borra, que é removida do óleo por centrifugação a 5.000-6.000 rpm. As borras,
constituídas basicamente de gomas, que são estruturas hidrocoloidais de fosfatídeos e demais
estruturas hidratadas, contendo cerca de 50% de umidade, após a degomagem são secadas sob
vácuo e à temperatura de 70-80°C. Após a secagem obtém-se o produto então denominado de
“Lecitina de Soja Comercial” com 1% de umidade, que é classificado de acordo com sua
caracterização técnica segundo parâmetros físico-químicos (MORETTO E FETT, 1998).
A lecitina de soja comercial possui parâmetros físico-químicos qualitativos bem
definidos quanto aos limites máximos e mínimos que deve conter de: índice de peróxido, cor
Gardner, acidez, umidade, índice de acetona e viscosidade. É normatizada pela AOCS (American
2
Oil Chemistry Society) e legitimada por órgãos como a FAO (Food and Drug Administration) e
Codex Alimentarius para ser utilizada como aditivo alimentar, emulsificante.
A característica hidrofílica/hidrofóbica presente nas estruturas da lecitina comercial a
caracteriza como emulsificante natural com maior número de aplicações nas indústrias
alimentícias. Normalmente é utilizada como emulsificador lipofílico, estabilizante e espessante
em diversos produtos como: margarinas, biscoitos, chocolates/coberturas, caramelos,
suplementos dietéticos, rações, tintas e cosméticos.
A utilização da lecitina de soja como aditivo alimentar natural de ação emulsificante
deve ser ampliada e melhor estudada. Verifica-se nos estudos sobre lecitinação que dois fatores
são determinantes para a aplicação, um é a viscosidade e o outro é a coloração da lecitina de soja.
O comportamento relacionado com a viscosidade da lecitina de soja é melhorado ou modificado
industrialmente com a adição de óleo refinado e isso influencia na classificação de lecitina ao ser
comercializada, no tipo de aplicação ao produto granulado seco e expressivamente no valor
energético nutricional do mesmo. Já o aspecto da coloração que interfere na decisão de uso do
produto, foi descrito em antigos trabalhos datados de meados dos anos 80 sobre a utilização do
agente descolorante, peróxido de hidrogênio, a fim de se verificar o percentual adicionado e a
relação com a coloração atingida, além da influência desse na qualidade em termos da
quantidade de peróxidos gerados. Segundo a literatura dessa época, pode ser adicionado até 2,0%
de peróxido de hidrogênio sobre o volume total de lecitina de soja. Nos mesmos trabalhos, há
referências sobre a utilização de peróxido de benzoíla, entretanto sendo utilizado após a
aplicação prévia do peróxido de hidrogênio na proporção de 0,008% e nunca realizada sua
aplicação como agente descolorante primário.
Dos trabalhos investigativos realizados sobre a lecitina, dos anos 80 aos anos 90, poucos
avanços aconteceram sobre a despigmentação, sendo estudado apenas o processo de degomagem
em termos de otimização e eficiência na retirada do maior conteúdo possível de gomas visando a
melhoria do óleo refinado. Dos anos 90 até a atualidade, voltou-se a tratar da lecitina de soja
comercial in natura, da coloração característica, sobre o processo de lecitinação, como aditivo
emulsificante em produtos de panificação, confeitaria e fármacos, todos instantaneizados, bem
como sobre seus aspectos nutracêuticos como suplemento alimentar em animais.
Devido sua importância para o setor alimentício existe a necessidade de trabalhos
científicos que visem à ampliação de utilização das lecitinas de soja comerciais disponíveis,
relacionando aos aspectos citados de viscosidade e coloração quando adicionada a alimentos
líquidos, semi-sólidos e sólidos.
3
Em virtude dessa relevância, o presente trabalho teve como objetivo geral, estudar os
aspectos físico-químicos envolvidos na purificação da lecitina de soja com os agentes
descolorantes, peróxido de hidrogênio (inorgânico) e peróxido de benzoíla (orgânico), utilizados
de forma isolada, visando o aspecto coloração no que tange à remoção, para possibilitar maiores
aplicações do emulsificante nos alimentos, considerando-se que a coloração seja um parâmetro
determinante na qualidade, no que diz respeito à decisão de uso do produto lecitinado de
qualidade.
Como objetivos específicos necessários para atender ao objetivo geral tem-se:
Revisar artigos e livros que associem a obtenção e utilização da lecitina de soja,
especificando os principais constituintes químicos da lecitina relacionados à qualidade e à sua
coloração específica.
Realizar teste preliminar quanto ao solvente adequado para ser utilizado em
determinadas análises físico-químicas em que haja necessidade de solubilizar a lecitina.
Caracterizar físico-quimicamente a lecitina de soja comercial pura utilizada no
estudo quanto a teor de umidade, índice de saponificação, estabilidade oxidativa, clorofilas,
carotenóides e substâncias marrons.
Tratar quimicamente a lecitina de soja comercial com a adição de diferentes
concentrações de agentes descolorantes como o peróxido de hidrogênio e de benzoíla e
caracterizá-la físico-quimicamente da mesma forma.
Verificar na lecitina adicionada de agentes descolorantes, alterações químicas
oxidativas de forma quantitativa, comparando os resultados obtidos em cada análise físico-
química.
Tratar estatisticamente os resultados obtidos, realizando a devida comparação
entre os tratamentos (concentrações) e os tipos de descolorantes.
II – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
As bases tecnológicas utilizadas nos processos para a transformação, estudo e
investigação em otimização e melhoria dos alimentos industrializados perpassam as expectativas
acadêmicas e deslumbram os consumidores com a diversidade de produtos, os quais questionam
a natureza em termos de saúde e sanidades oferecidas. Nesse contexto, os produtos ditos in
natura ganham espaço no mercado atual e possuem a tendência estratégica de unir os processos
tecnológicos à conservação dos nutrientes e à qualidade, trazendo novas linhas de pesquisa e
aspectos inovadores a serem explorados.
A lecitina de soja é aditivo natural classificado como emulsificante e estabilizante, sua
adição no alimento é em função de sua ação, características químicas, físicas e do custo.
Originária como subproduto do processamento, da soja e do processo de obtenção do óleo
refinado é um macronutriente do grão constituído de moléculas orgânicas fosfatídeas as quais
são o maior destaque da fração não-glicerídica do óleo bruto da soja.
2.1 A soja e a lecitina de soja
A soja, grão oleaginoso, é constituída principalmente por lipídeos, proteínas,
carboidratos e constituintes minerais, todos estes são macronutrientes e micronutrientes do grão,
que variam em proporções a depender principalmente de fatores botânicos e biológicos,
conforme mostrado na Tabela 2.1.
A soja (Glicine max L.) é um dos principais produtos agrícolas do Brasil, com papel
importante na área econômica e social, devido ao elevado teor lipídico que apresenta como
verificado na Tabela 2.1.
O complexo soja, basicamente restringe-se ao grão, farelo e óleo. Estes produtos são
importantes itens da Balança Comercial Brasileira, cujo montante em exportações registraram
mais de US$16 milhões em 2009 (ABIOVE, 2010).
5
TABELA 2.1: Composição centesimal do grão de soja expresso em base seca.
Proteínas 41,0
Lipídeos 20,0
Carboidratos* 31,0
Cinzas 8,0
* No percentual de carboidratos estão incluídas as fibras.
Fonte: ANDRADE, 2006 (adaptada).
A soja é um produto com grande expressão na economia externa e interna do Brasil, não
só pelo seu valor nutricional como grão adequado para consumo, mas pela gama de produtos
oriundos das frações do grão, tais como os altos teores de óleo e proteínas, como também, à boa
valorização comercial de seus resíduos, em destaque a lecitina de soja.
Parte da valorização comercial da lecitina de soja decorre de seus benefícios
nutricionais e fisiológicos, o resultado de um estudo é descrito por Marconcin (2008) que a
utilizou como suplemento alimentar para cães. Dentre as diversas funcionalidades enumeradas
estão, a manutenção e regeneração hepática; prevenção da distrofia; ativação plaquetária;
constituição das membranas celulares e manutenção fluídicas das mesmas; precursora de
mediadores químicos da inflamação, como as prostaglandinas, os tromboxanos e os leucotrienos;
controle dos níveis, solubilização e transporte de colesterol sanguíneo; aumento na produção de
sais biliares; desenvolvimento do hipocampo e áreas envolvidas na formação e recuperação da
memória, além da melhoria nos sintomas de depressão bipolar.
Tamanha diversidade de funcionalidades nutricionais em estudo, não supera a sua
grande utilização como emulsificante e/ou estabilizante natural, em alimentos industrializados.
Uma das utilizações mais importantes da lecitina de soja tem sido a lecitinação de alimentos em
pós, por exemplo, no leite em pó e em pré-misturas, cujo valor agregado é a instantaneização, ou
seja, a miscibilidade dos alimentos secos, granulados e aglomerados em água fria. Tais
procedimentos visam à versatilidade no manuseio, praticidade e armazenamento dos produtos
alimentícios. Muitas das propriedades para estes fins decorrem do correto processo de obtenção e
extração da lecitina de soja (VISSOTTO et al, 2006).
A produção de lecitina de soja tem início nos processos industriais para obtenção de
óleos refinados que se divide em duas partes: extração do óleo bruto e refino do mesmo. As
etapas da produção do óleo bruto são (AMARAL; JAIGOBIND; JAIGOBIND, 2006):
Armazenamento da soja
Preparação da matéria prima
Extração do óleo bruto
6
O armazenamento refere-se à etapa posterior ao beneficiamento dos grãos de soja
(limpeza, classificação e secagem) por determinado período de tempo em estruturas conhecidas
como silos sob condições controladas, principalmente a umidade. Dependendo da demanda e
produção (safra) do grão, decorre-se à etapa de preparação para extração do óleo bruto que
envolve as sub-etapas de descascamento, trituração, laminação e cozimento. A etapa de extração
do óleo bruto consiste na retirada do óleo mecanicamente por prensagem e/ou pelo contato do
solvente com a estrutura sólida celular do grão preparado. O solvente mais utilizado nessa etapa
é o hexano (MORETTO; FETT, 1998).
O óleo bruto extraído é composto por uma mistura de triglicérideos (uma molécula de
glicerol unida a três radicais de ácidos graxos), ácidos graxos livres, fosfatídeos (lecitina),
compostos oxigenados, pigmentos (caroteno, xantofilas, clorofilas), gossipol, quinonas,
dicetonas, voláteis diversos, dentre outros (LOPES, 2008).
A remoção dos fosfatídeos e de grande parte de estruturas diferentes aos triglicerídeos
do óleo bruto corresponde ao processo denominado degomagem. Os compostos eliminados na
etapa de degomagem do óleo bruto são denominados de lecitina de soja e a separação destes
resumidamente é feita normalmente por hidratação com água quente, separação por
centrifugação e secagem à vácuo (MORETTO; FETT, 1998). As borras ou gomas, obtidas
através do refino do óleo, após a degomagem, contem cerca de 50% de umidade quando não
secas, mas após o processo de secagem a umidade deve situar no máximo a 1% (DORSA, 1998).
Os triglicerídeos isentos desses componentes seguem-se por etapas subseqüentes de refino para
então serem comercializados como óleo vegetal refinado comestível.
O produto chamado de lecitina compõe-se em cerca de 60% de mistura de fosfatídeos
(colina, etanolamina e inositol), 38% de óleo e 2% de umidade segundo Moretto e Fett (1998).
Miyasaka e Medina (1981) especificaram os componentes fosfatídicos dissolvidos em óleo de
soja, na seguinte proporção aproximadamente: colina – 20%, etanolamina ou cefalina – 20%,
inositol – 21%, óleo de soja – 35%, e umidade, açúcares, proteínas e outros – 4%.
Nota-se que no processo de degomagem, processo de hidratação dos fosfolipídeos, além
da umidade em excesso. A lecitina de soja no estado de goma arrasta ou se complexa com uma
série de outros compostos hidrossolúveis presentes no óleo bruto oriundas da composição do
grão, que quando secos irão compor a lecitina de soja comercial.
7
2.2 Obtenção da lecitina de soja comercial: degomagem com água, processo tradicional.
O óleo bruto, tal como se obtém por processos de prensagem ou extração por solventes,
a partir dos grãos de soja, é formado por glicerídeos e substâncias denominadas componentes
não-glicerídeos. Estes últimos componentes são de natureza muito diversa e sua presença no óleo
bruto ou recém-extraído é muito reduzida, geralmente variando de 1,1 a 3,2% com média de
1,8%. Estes, como relatado, são os fosfatídeos ou fosfolipídeos (OLIVEIRA, 2001).
Durante a refinação do óleo bruto de soja, com o objetivo de purificá-lo para os fins a
que se destina, efetua-se a separação da maior parte daqueles componentes não-glicerídeos. Estas
substâncias poderiam ser classificadas em dois grandes grupos, aquele cuja presença afeta o
rendimento da refinação do óleo e que pode ser eliminado previamente por processo físico e
aqueles cujos componentes somente podem ser eliminados com resultados mais notáveis por
processos químicos e físico-químicos mediante a refinação parcial ou total do óleo (ALLEN et
al, 1953a).
A degomagem com água corresponde à forma mais simples de se promover a redução
de fosfatídeos, principalmente quando se deseja extrair a lecitina de soja. Geralmente a
quantidade de água empregada na hidratação varia de 0,5 a 3,0% sobre o volume total de óleo
bruto, determinando-se quase sempre a proporção mais adequada por meio de ensaios prévios
em laboratórios (MORETTO; FETT, 1998).
O primeiro grupo de compostos a serem removidos do óleo bruto em sua maior parte
coagulável e separável por hidratação libera uma massa de aspecto gomoso, daí a denominação
de degomagem dado ao processo de separação das gomas do óleo como fase prévia e
independente das etapas de refino propriamente ditas em que ocorrem as eliminações das
substâncias do segundo grupo (BELITZ; GROSH, 1999).
O motivo para se proceder à degomagem do óleo bruto é que durante a estocagem, as
gomas nele contidas se hidratam e precipitam, arrastando óleo, com a formação de fundo de
tanque, também denominados, borras. Estas borras no óleo causam problemas de hidrólise e
rancificação, conseqüentemente aumentam a acidez e geram sabores e odores estranhos
(BELITZ; GROSH, 1999).
O grupo dos não-glicerídeos aglomeráveis (gomas) e separáveis por centrifugação, ao se
ligarem com a água, formam as borras, e em seu conteúdo há uma proporção de óleo que varia
segundo as condições de coagulação e separação. A esta porção denomina-se óleo arrastado na
borra de lecitina. A quantidade de água, bem como a temperatura e a eficiência da centrifugação
8
no processo de obtenção da lecitina, são os fatores principais que mais estão relacionados com a
presença do óleo nas borras (ALLEN et al, 1953a).
A Figura 2.1 é uma ilustração esquemática de uma instalação contínua de degomagem
com água. Observa-se, a injeção de água quente ao óleo pré-aquecido, para possibilitar a
redução do tempo de hidratação em alguns minutos. Neste caso, o volume de água quente
(vapor) a ser incorporado ao óleo, deve ser proporcional ao conteúdo de gomas presentes no óleo
bruto. Esse processo de injeção proporciona uma mistura intensiva da água com o óleo, sendo
que um misturador centrífugo para esta finalidade é o equipamento mais indicado. Este
proporciona uma mistura intensa que é capaz de promover a hidratação espontânea dos
fosfatídeos, como resultado da fina dispersão da água no óleo (SANTOS; ZANETTI, 1981).
FIGURA 2.18: Diagrama do processo de degomagem com água.
Fonte: DORSA, 1998.
A temperatura durante o processo necessita ser controlada e mantida constante, pois,
uma baixa temperatura irá promover uma melhor degomagem, porém acarretará maiores perdas
de óleo incorporado nas gomas. Uma alta temperatura promoverá menor perda de óleo nas
gomas, porém, maior quantidade de gomas permanecerá em solução e não serão separadas
através do processo, comprometendo a qualidade da lecitina e do óleo (DORSA, 1998).
A Tabela 2.2 apresenta um estudo sobre a temperatura de degomagem, na obtenção da
lecitina, com relação ao conteúdo de fosfatídeos eliminados no processo com água do óleo de
soja bruto.
Observa-se na Tabela 2.2 que quanto maior a temperatura de extração do óleo, maior é a
quantidade dos fosfatídeos após a degomagem no óleo, ou seja, menos eficiente é o processo de
extração das gomas (MORETTO; FETT, 1998).
9
TABELA 2.2: Efeito da temperatura de extração sobre o conteúdo de fosfatídeos no óleo de soja
degomado com água.
Amostra % H
2
O Temperatura fosfatídeos retirados do
óleo após degomagem
1 12,4 40/50/60 0,43/0,70/1,05
2 12,3 40/50/60 0,50/0,85/1,21
3 13,0 40/50/60 0,44/0,91/1,10
Fonte: MORETTO; FETT, 1998.
À temperaturas superiores a 80°C e em exposição por tempo prolongado, a lecitina
tende a se escurecer, devido à peroxidação de açúcares eventuais em sua composição, afetando
assim sua qualidade comercial (MORETTO; FETT, 1998).
Em geral, estima-se que a temperatura de degomagem situa-se entre 55 e 82°C e mais
precisamente, no caso do óleo de soja, a temperatura mais adequada para a centrifugação
(processo de separação das gomas ou borras) é de aproximadamente 75°C (ALLEN et al, 1953a).
As gomas hidratadas, extraídas através do processo de degomagem, correspondem a
pastas muito viscosas, separadas do óleo através de centrifugas auto-limpantes, que, quando
dotadas de sistema CIP (clean-in-place), praticamente nunca necessitam de limpeza manual
(NEUMUNZ, 1991).
No fluxograma do processo mostrado na Figura 2.2, as gomas úmidas das centrífugas
são transferidas para um tanque de mistura, onde agentes branqueadores, agentes de fluidez, ou
ambos podem ser adicionados.
A indústria brasileira Caramuru Alimentos Ltda é uma das empresas do ramo que
adiciona ambos agentes e utilizam o processo do fluxograma da Figura 2.2, como se pode
verificar nas descrições das etapas de seu processamento da lecitina (CASTEJON, 2007):
Degomagem/Hidratação: após a filtragem prévia do óleo bruto, o óleo é
hidratado com água desmineralizada e/ou deionizada provinda da estação de tratamento de água
(ETA) cuja dosagem é entorno de 2 a 3% da vazão do óleo bruto filtrado.
Cristalização: o tanque cristalizador com capacidade de 9 m³ possui agitação
lenta para homogeneização e formação dos cristais de lecitina (hidratação dos fosfatídeos)
denominados de gomas. Ao conjunto de gomas denomina-se borra.
Centrifugação: após o cristalizador, o óleo é enviado para duas centrífugas com
capacidade de 10 toneladas cada uma com rotação de 5000-6000 rpm, que operam
simultaneamente, realizando a separação das borras de lecitina no óleo.
10
FIGURA 2.19: Fluxograma da degomagem de óleo de soja e produção de lecitina
Fonte: DORSA, 1998.
Secagem do óleo degomado: a borra de lecitina segue para um aquecedor onde
alcança a temperatura entre 95 e 115°C, e então é secada em pressão de 50 mmHg, e temperatura
de secagem constante. Após atingir a umidade desejada descarrega-se a lecitina no tanque de
preparação. O tempo de secagem pode variar entre 6 a 7 horas para cada batelada (5000 kg). A
borra entra nos secadores com o teor de umidade de aproximadamente 45% e sai com umidade
inferior a 1%.
Resfriamento: a borra seca é resfriada em um trocador de calor tipo “Votator”,
indo posteriormente para os tanques de armazenamento. As bateladas de borras secas forma-se
um lote de lecitina de soja extraídas ao longo de um dia, resfriadas até 30-40°C.
Adição de peróxido de hidrogênio: após o término da secagem, peróxido de
hidrogênio é adicionado na proporção de 2% sobre o volume total da lecitina. A lecitina é
distribuída sobre a superfície interna de um cilindro por onde escoa na forma de um filme sobre
o qual é atomizado peróxido de hidrogênio.
Ajuste de especificação: após a adição de peróxido, o lote de lecitina, é enviado
para o tanque de padronização no qual é adicionado óleo degomado (isento de gomas) e/ou ácido
graxo livre para que a lecitina de soja atenda às especificações físico-químicas quanto à
viscosidade.
As quantidades e as especificações: as especificações desejadas são previamente
definidas conforme necessidades do cliente, realizando-se um balanço de massa quantifica-se a
11
quantidade necessária de ácido graxo para o ajuste da viscosidade. Feita a dosagem dos
complementos adicionados, a lecitina é circulada e agitada durante 2 horas para garantir a
homogeneização do produto final.
Filtragem da lecitina: a lecitina dentro das especificações passa por um conjunto
de filtros que retém partículas maiores que 0,2 mm.
Armazenamento: realizada a filtragem, o lote de lecitina é enviado para o
armazenamento final nos tanques de onde este será bombeado para caminhões isotanques, que
mantêm a temperatura e pressão constantes, específicos para transporte deste tipo de produtos
alimentícios, tanto para exportação, quanto para outras localidades do mercado interno. A
temperatura de armazenamento é a temperatura ambiente, não havendo condições especiais a não
ser da hermeticidade do tanque e proteção à penetração de luz.
Com ou sem aditivos, as gomas úmidas, contendo aproximadamente 50% de água
devem então ser secas até um nível máximo de 1% de umidade e esta etapa constitui um ponto
crítico de controle (PCC) nas etapas de obtenção da lecitina comercial.
De acordo com Santos e Zanetti (1981), a secagem da lecitina corresponde a uma etapa
bastante crítica no processo de produção, devido à possibilidade de ocorrência de duas
alterações, a tendência das gomas escurecerem com a ação do calor e a variação gradativa da
viscosidade na medida em que a umidade vai sendo reduzida, existindo uma condição de
viscosidade máxima permitida pela legislação.
Este comportamento pode ser visualizado na Figura 2.3, na qual a viscosidade inicial do
produto com 20% de umidade vai aumentando gradativamente até atingir uma viscosidade
máxima de aproximadamente 9.000 P (Poise) ou 900 Pa.s e umidade de 7 a 8%. Quando o
processo de secagem proporciona ao produto uma umidade em torno de 7%, a viscosidade passa
a decrescer continuamente até atingir cerca de 300 P ou 30 Pa.s e aproximadamente 4% de
umidade, devendo ser mantida a temperatura constante em torno de 70°C (DORSA, 1998).
Devido às restrições quanto à utilização de temperatura excessiva que interfira
diretamente na constituição da goma, muitas vezes é utilizado um evaporador de filme agitado,
para reduzir a umidade (cerca de 50%) da lecitina após o processo de degomagem. O
equipamento utilizado deve ser controlado à temperatura de 60-80°C e pressão constante de no
máximo 20 mmHg (DORSA, 1998).
Secadores tipo batelada, como mostrado na Figura 2.4, funcionam sob vácuo e são
equipados com serpentinas rotativas por onde escoa água à temperatura entre 60-70°C. Sistemas
de secagem contínuos, mais modernos, utilizam secadores tipo “filme agitado” para remoção de
umidade (DORSA, 1998).
12
Umidade %
0
5
10
15
20
10.000
10.000
2.000
4.000
6.000
8.000
0
Viscosidade
Poises
FIGURA 2.20: Viscosidade da lecitina bruta a 70°C em relação ao conteúdo de umidade.
Fonte: DORSA, 1998.
A Figura 2.4 apresenta um diagrama simplificado da secagem da lecitina de soja com a
representação dos seus respectivos equipamentos.
FIGURA 2.21: Diagrama simplificado do processo de secagem da lecitina
Fonte: DORSA, 1998.
De acordo com o fluxograma do processo de obtenção da lecitina de soja mostrado na
Figura 2.2, uma grande variedade de lecitinas pode ser produzida. Uma classificação de lecitinas
comerciais de soja é apresentada na Tabela 2.3.
13
TABELA 2.3: Classificação das Lecitinas de Soja
I. Natural
A. Plásticas
1. Não Branqueadas
2. Branqueadas
3. Duplamente branqueadas
B. Fluidas
1. Não Branqueadas
2. Branqueadas
3. Duplamente branqueadas
II. Refinadas
A. Misturas especiais - naturais
B. Isentas de óleo
C. Fosfatídeos isentos de óleo fracionados
1. Solúveis em álcool
III. Quimicamente modificadas
Fonte: DORSA, 1998.
De acordo com a classificação das lecitinas, existem três tipos diferenciados de
produtos: as lecitinas naturais, as refinadas e as quimicamente modificadas. No processamento
das lecitinas quimicamente modificadas, as alterações químicas são efetuadas para modificar as
propriedades emulsificantes e para aumentar a sua miscibilidade em fase aquosa (ABOISSA,
2008).
As lecitinas quimicamente modificadas incorporam características que podem ser:
hidrogenada, hidroxilada, acetilada, sulfonada e halogenada. Assim, os derivados de lecitina têm
propriedades emulsificantes variáveis para usos também variáveis (DORSA, 1998).
2.3 Aspectos quantitativos e qualitativos da lecitina de soja comercial
As especificações dos diversos tipos de lecitina de soja para fins de comercialização no
mercado internacional são difundidas pela NSPA –
National Soybean Processors Association
que anualmente edita um boletim que informa às empresas produtoras as normas e
especificações do óleo, farelo e lecitina de soja definidas para o exercício do ano seguinte. As
especificações dos padrões internacionais dizem respeito à: viscosidade, matéria insolúvel,
umidade, índice de acidez, pureza (coloração), dentre outros e são baseados em pesquisas e
estudos quantitativos e qualitativos dos produtos basicamente realizados pelos membros da
AOCS (
American Oil Chemistry Society
) e de instituições renomadas na área (DORSA, 1998).
14
Uma descrição mais detalhada sobre o uso dos diversos tipos de lecitina, suas
características qualitativas pode ser encontrada na Tabela 2.4.
TABELA 2.4: Usos e Funções dos Fosfolipídeos
Produto Função
Alimentos
Solúveis Agente umectante e dispersante; emulsificante
Panificação Modificação das propriedades de panificação; emulsificante; antioxidante
Chocolate Redução de viscosidade; antioxidante
Margarina Emulsificante; impermeabilizante; antioxidante
Dietéticos Suplemento nutritivo
Nutrientes
Substituto em leite Emulsificante; agente umectante e dispersante
Indústria
Inseticidas Emulsificante; agente dispersante
Tintas/Fitas Agente dispersante; estabilizador
Magnéticas Agente dispersante; emulsificante
Couro Agente amaciante; óleo penetrante
Têxtil Amaciante; lubrificante
Cosméticos
Cabelos Estabilizador de espuma; emoliente
Pele Emulsificante; emoliente; umectante
Farmacêuticos
Nutrição parental Emulsificante
Supositórios Agente atenuador
Cremes, loções Emulsificante
Fonte: DORSA, 1998 (modificada).
A lecitina comercial ou lecitina de soja natural, não branqueada, como é conhecida,
usualmente é transportada em tambores tipo mini-conteineres e/ou caminhões tanques. É a mais
utilizada e comercializada no atacado para grandes indústrias de fármacos, cosméticos e de
alimentos em tonéis metálicos de 50 kg se na forma líquida, acompanhados de laudos técnicos
contendo as especificações necessárias do produto.
As especificações que constam nos laudos técnicos expedidos pelas indústrias
processadoras de lecitina de soja dizem respeito aos aspectos microbiológicos e físico-químicos
utilizados na avaliação da qualidade da lecitina (CECCHI, 2003).
As análises físico-químicas realizadas pelas empresas que processam soja e lecitina de
soja seguem algumas das metodologias nos planos de amostragem e métodos de ensaio adotados
pela
Association of Official Analytical Chemists
(AOAC). Entretanto, é mais comum a utilização
das metodologias elaboradas pela
American Oil Chemistry Society
(AOCS), bem como de seus
parâmetros de qualidade.
15
As metodologias das análises físico-químicas são as que se seguem, com os respectivos
registros normativos:
Insolúveis em acetona
(AOCS-Ja-4-46)
:
Representa aproximadamente o
conteúdo total de fosfolipídios existentes na lecitina. A característica de insolubilidade em
acetona determina o rendimento da lecitina em relação ao teor fosfatídeos (concentração), ou
seja, tem-se a fração hidratável retirada do óleo bruto, que não se solubiliza em acetona, cujas
características são, a apolaridade das moléculas de fosfolipídios. O índice máximo de insolúveis
em acetona para lecitina comercial não deve ultrapassar 62%, mas em se tratando de lecitinas do
tipo
Premium
, essas devem possuir teores maiores.
Insolúveis em hexano
(AOCS-Ca-3-46)
:
É medida de pureza da lecitina, visto
que é geralmente composta de fibras residuais, carboidratos, pigmentos carotenóides e
clorofilados e/ou auxiliares de filtração. A matéria insolúvel em hexano determina as impurezas
insolúveis polares que acompanham a lecitina e que lhes causa turbidez, mau aspecto e
sedimentação, como é o caso da presença dos sais de cálcio e magnésio complexados com os
fosfatídeos, ou mesmo carboidratos e proteínas arrastadas na degomagem. O índice máximo de
insolúveis em hexano não deve ser maior que 0.3% em relação ao volume da amostra.
Viscosidade
(AOCS-Ja-11-87)
:
É ajustada em função da facilidade de manuseio
requirida, relacionando concentração de fosfolipídios, umidade e índice de acidez. A viscosidade
corresponde a uma importante característica físico-química da lecitina de soja comercial, que
influencia o manuseio do produto. A viscosidade da lecitina de soja é determinada por um
viscosímetro, sendo que à temperatura ambiente, a viscosidade mínima da lecitina de soja poderá
ser de 30 P que são lecitinas especiais utilizadas no processo de lecitinação (VISSOTTO et al,
2006), mas também podem ter viscosidade máxima de até 300 P para utilização comum
(MIYASAKA; MEDINA, 1981).
Umidade
(AOCS-Ja-2b-87 ou AOCS-Tb-2-64)
:
É extremamente importante um
produto com baixa umidade para assegurar a sua estabilidade microbiológica. A umidade em
todos os tipos de lecitina sempre deve ser inferior a 1%, pois tem grande influência na
viscosidade da lecitina e no tempo de armazenamento do produto.
Índice de Acidez
(AOCS-Ca-5a-40
):
Indica o grau de degradação da lecitina,
devido à baixa qualidade da soja processada, ou condições inadequadas de processo. O índice de
acidez interfere em outros parâmetros qualitativos da lecitina de soja, tal como na viscosidade e
no coeficiente de emulsão (BHL – Balanço Hidrofóbico e Lipofílico). Para que a acidez não
comprometa a qualidade do produto, o índice de acidez titulável máximo deve ser igual a 30 mL
do reagente de caráter básico utilizado na titulação padronizado a 0,01N.
16
Índice de peróxido
(AOCS-Ja-8-87)
:
revela o grau de deterioração que se refere
à oxidação dos fosfolipídeos e geração de odores e sabores indesejáveis.
Cor
(AOCS-Cc-13b-45)
:
Basicamente é uma característica estética, contudo
revela o excesso de temperatura no processo, podendo afetar as propriedades funcionais da
lecitina.
A coloração corresponde a um parâmetro qualitativo da lecitina de soja relevante sob o
aspecto comercial, que define a qualidade do produto sobre sua utilização. Relaciona-se à
intenção de compra e valorização do produto em que foi inserida, por exemplo, do leite em pó,
cuja cor é branca e na etapa de lecitinação (adição de lecitina natural) a coloração da lecitina não
deve influenciar na cor natural do produto, pois pode levar a uma rejeição do produto.
Entretanto, isoladamente a coloração da lecitina, mais ou menos acentuada, pode revelar
secagem excessiva que diminui a viscosidade, já a adição em excesso de agente branqueador e
adição em excesso de agente lubrificante irá elevar também a viscosidade. Além, dos aspectos
físico-químicos listados acima, pode revelar deterioração devido à armazenagem incorreta
exposta à luz, descorando e deteriorando.
As análises de índice de peróxido, umidade e acidez referem-se à qualidade do produto
quanto à geração de componentes que conferem odores e sabores não característicos ao produto.
A determinação da acidez dos produtos alimentícios diz muito a respeito do tempo de validade e
modificações químicas, físicas e microbiológicas do produto, embalagem e tecnologias
empregadas. Nos óleos e gorduras, outras análises são mais freqüentemente realizadas do que as
determinações de acidez, como o índice de saponificação, peróxidos e índice de iodo, que
determinam a qualidade em termos de estruturas presentes e componentes do óleo que não os
triglicerídeos.
A Tabela 2.5 detalha algumas especificações técnicas disponíveis aos compradores
industriais de lecitina de soja, específico da empresa Cargill S/A com relação aos aspectos
qualitativos.
Como pode ser observado na Tabela 2.5, as empresas produtoras de lecitina de soja
comercial destinada para fins alimentícios devem preocupar-se em atender a determinados
requisitos quantitativos e qualitativos, sendo monitoradas todas as etapas do processo desde o
beneficiamento, armazenamento, preparo dos grãos de soja e até a degomagem. Atentando-se
para estas etapas e para qualidade inicial dos grãos de soja, consegue-se obter óleos refinados de
excelente qualidade, bem como a lecitina de qualidade nos aspectos químicos, físico e físico-
químicos, para ser utilizada como aditivo nos alimentos.
17
TABELA 2.5: Especificações comerciais da lecitina de soja produzida na Cargill S.A.
Especificações físico-químicas
Consistência Fluida
Insolúveis em Acetona Mín. 62,0%
Índice de Acidez Máx. 30 mg de KOH/g
Umidade Máx. 1,0%
Índice de Peróxidos Máx. 0,1%
Especificações microbiológicas
Contagem total em placa Máx. 1000 UFC/g
Coliformes Ausente/1 g
Salmonella
Ausente/25 g
Prazo de validade:
2 anos
Embalagem:
Tambor 200 kg e embalagens de 1000 kg
Recomendação
: Estocar em ambiente seco e fresco
Fonte: CARGILL, 2007.
Sobre os parâmetros listados na Tabela 2.5 e mais alguns outros importantes, a
determinação é realizada por órgãos legislativos tais como o
Codex Alimentarius
(Código
Alimentar), mas sobre tudo, pesquisados e levantados experimentalmente pela AOCS –
American Oil Chemistry Society
que define os limites máximos e mínimos permitidos das
substâncias analisadas para os fins a que se destina a lecitina de soja, bem como os óleos, as
gorduras e derivados. Na Tabela 2.6, há uma lista expedida pelo
Codex Alimentarius
do Comitê
da FAO (
Food and Drug Administration
) sobre as recomendações físico-químicas da lecitina,
assim como os parâmetros de outros órgãos (VAN NIEUWENHUYZEN E TOMÁS, 2008).
Como visualizado na Tabela 2.6, a União Européia aprova a lecitina como aditivo de
inscrição número E322 que pode ser padronizada, fracionada (sem óleo) e hidrolisada
enzimaticamente ou não, desde que atendam os parâmetros listados. Observa-se que o índice de
Insolúveis em Tolueno (TI) é utilizado como análise padrão para se determinar a quantidade de
matéria polar presente na lecitina. Esta análise é substituída pela análise de Insolúveis em
Hexano (HI) sem prejuízos maiores à determinação de substâncias polares. Assim, tem-se que os
parâmetros tabelados são utilizados como referência sobre os aspectos qualitativos físico-
quimicos da lecitina de soja purificada ou não, uma vez que esses valores são oficiais e
estabelecidos para a utilização alimentar da lecitina de soja (VAN NIEUWENHUYZEN E
TOMÁS, 2008).
18
TABELA 2.6:
Parâmetros físico-químicos internacionais da lecitina de soja.
Pureza FAO/WHO
Código Alimentar
União Européia
E 322
Código de
Química Alimentar
Insolúveis em acetona (%) >60 >60
Hidrolisada >56
>50
Insolúveis em hexano (%) - - <0,3
Insolúveis em tolueno <0,3 <0,3 -
Umidade (%) - - <1,5
Matéria seca (%) <2,0 <2,0 -
Acidez titulável (mg KOH/g) <36,0 <35,0 <36,0
Índice de peróxido (meq/kg) <10,0 <10,0 <100,0
Arsênico (ppm) <3,0 <3,0 -
Chumbo (ppm) <10,0 <5,0 <1,0
Mercúrio (ppm) - <1,0 -
Metais pesados totais (ppm) <40,0 <10,0 -
Fonte: Van Nieuwenhuyzen e Tomas, 2008.
Existem outros parâmetros físico-químicos também importantes para a avaliação da
qualidade das lecitinas, sendo eles: o índice de saponificação, índice de iodo, turbidez,
transparência, brilho, características sensoriais e microbiológicas.
As indústrias produtoras de lecitina de soja comercial ainda podem oferecer o produto
no varejo para consumo dietético e fitoterápico, podendo ser encontrada em embalagens de 1 kg
ou em cápsulas de 500 mg. Estes produtos serão então rotulados respeitando as determinações
por parte da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) quanto aos dizeres
obrigatórios na embalagem do produto. Uma empresa de destaque no Brasil, que realiza vendas
de frações menores de lecitina de soja é a SOLAE, cujo produto mais vendido em unidades
pequenas é do tipo SOLEC
TM
SG em sacos de polietileno de 1 kg.
2.4 Características das gomas de lecitina na degomagem
As gomas são compostas por um complexo de estruturas coloidais, derivadas de fontes
naturais, formadas por fosfatídeos (maior parte), proteínas, sais, entre outros e com elevada
umidade. É formada por toda e qualquer estrutura lipossolúvel e algumas hidrossolúveis
presentes no óleo bruto, que quando ligada à água no processo denominado de degomagem,
aumentam de massa e se depositam no fundo dos tanques, sendo chamadas também de borras.
19
Os diferentes tipos de óleos e gorduras contêm quantidades variáveis de fosfolipídios,
ou também, denominados de fosfatídeos, principais constituintes das gomas (DORSA, 1998).
Esses fosfolipídeos são definidos estruturalmente pela presença de um poliálcool ou por bases
nitrogenadas, esterificadas com o ácido fosfórico (H
3
PO
4
) e sustentados por um radical de
glicerol ligados a, normalmente, outros dois radicais de ácidos graxos (MORETTO; FETT,
1998).
Quando saturados possuem apenas ligações simples entre os carbonos e possuem pouca
reatividade química. Já os ácidos graxos insaturados, contêm uma ou mais ligações duplas na
cadeia carbônica e são mais reativos, mais suscetíveis a termoxidações, entretanto são
denominados de ácidos graxos essenciais, necessários à alimentação (REDA; CARNEIRO,
2007).
Os ácidos graxos ligados ao radical de glicerol na molécula do fosfatídeo podem ser
insaturados ou saturados, normalmente são insaturados, de natureza estritamente apolar e com
considerável reatividade química, devido à duplas ligações (HASENHUETTL; HARTEL, 2008).
Na Figura 2.5 e Figura 2.6, nas quais se pode-se visualizar as estruturas químicas dos
ácidos graxos livres, saturado e insaturado, assim como a de um fosfolipídio simples.
FIGURA 2.22: Estruturas de ácidos graxos livres; (a) ácido graxo livre saturado de cadeia linear
e (b) ácido graxo livre insaturado (monoinsaturado) de isomeria cis.
Fonte: FIN, 2007.
20
FIGURA 2.23: Estrutura química de um fosfolipídio (fosfatidilglicerol).
Fonte: FIN, 2007.
Os derivados dos ácidos graxos, situados na posição 1 e 3 da Figura 2.6, variam quanto
ao número de insaturações e comprimento da cadeia, além do mais a posição 1 normalmente é
ocupada por ácidos graxos insaturados e na posição 3 por ácidos graxos saturados ou
monoinsaturados (RIBEIRO; SERAVALLI, 2007).
Para a
determinação do conteúdo de fosfatídeos no óleo, normalmente é analisado o
conteúdo de fósforo, do ácido fosfórico segundo técnica laboratorial da AOCS (
American Oil
Chemists Society
), sendo o resultado da análise de fósforo, expressos em ppm. O valor obtido na
análise, multiplicado pelo fator 25,4 fornece o conteúdo de fosfatídeos no óleo. O fator utilizado
no cálculo é derivado da relação entre a massa específica do fósforo, do teor de ácido fosfórico
determinado e da quantidade de fosfatídeos (MORETTO; FETT, 2002).
Na literatura, para a determinação do teor de fósforo no óleo de soja, pode-se encontrar
fatores compreendidos entre 24 e 27, apesar disso, talvez por facilidade de cálculo, recomenda-se
o uso do fator 30. Este fator é calculado tomando-se por base a massa molar média dos
fosfolipídios presentes na lecitina ou no óleo, divididos pela massa atômica do fósforo
(SOARES, 2004). A relação entre fósforo e fosfolipídio pode ser obtida pela Equação 1, na qual
Fl
é o percentual de fosfolipídeos e
Fo
de fósforo.
FoxFl %0,30%
=
(1)
Alguns óleos com seus conteúdos típicos de gomas estão listados na Tabela 2.7. No
caso do óleo de soja, o conteúdo de gomas após o processo de degomagem (retirada dos
fosfatídeos) está entre 80 e 250 ppm de fósforo. Os valores mostrados na Tabela 2.7, somente
são atingíveis no óleo de sementes de primeira linha, como o encontrado normalmente na
América do Norte e também na América do Sul, em grãos melhorados e armazenados
adequadamente (DORSA, 1998).
Fosfolipídio:
1 – ácido graxo;
2 – glicerol;
3 – ácido graxo;
4 – ácido fosfórico;
21
TABELA 2.7: Conteúdo típico de fosfatídeos em alguns óleos brutos.
Tipo de óleo Fosfatídeos (ppm)
Óleo de soja 700-1000
Óleo de colza 450-500
Óleo de milho 250-300
Óleo de girassol 300-1000
Óleo de arroz 450-700
Óleo de palma 20-30
Fonte: DORSA, 1998
A Tabela 2.8 ilustra os valores percentuais de gomas (fosfatídeos) extraídas dos
respectivos grãos em percentuais sobre o conteúdo de 100% do grão.
TABELA 2.8: Conteúdo de fosfatídeos nos grãos.
Óleo % Fosfatídeos
Soja 1,1-3,1
Milho 1,0-2,0
Algodão 0,7-0,9
Arroz 0,5
Amendoim 0,3-0,4
Colza 0,1
Fonte: MORETTO; FETT, 1998.
Nota-se na Tabela 2.8 que em termos proporcionais, a soja é a melhor fonte de
fosfolipídeos, seguida das demais fontes apresentadas. É importante destacar que atualmente, as
gomas advindas do algodão tem tido destaque no mercado comercial devido a investimentos e
tecnologias novas empregadas no Brasil pela empresa Maeda S/A no beneficiamento das
mesmas (MAEDA, 2010).
Com relação à caracterização dos fosfatídeos extraídos e no estado de goma, pode-se
dizer que existem dois tipos de gomas, as hidratáveis e as não hidratáveis. As gomas hidratáveis
são insolúveis no óleo e podem ser separadas facilmente pela adição de um volume de água
quente equivalente ao volume de gomas. Os fosfatídeos hidratáveis que compõem a lecitina de
soja comercial são: a fosfatidilcolina (colina), parte da fosfatidiletanolamina (cefalina) e
fosfoatidilinositol (inositol) (MORETTO; FETT, 1998).
O conteúdo de gomas não hidratáveis é muito diferente nos diversos óleos e dependem
da qualidade das sementes, das quais o óleo foi extraído e da manutenção dos equipamentos
metálicos. O conteúdo de fosfatídeos não hidratáveis cresce, por exemplo, durante a estocagem
22
das sementes danificadas ou úmidas. Estes são sais de ferro, sódio e magnésio do ácido
fosfatídico, que podem ser condicionados a uma fase hidratável por tratamento com um ácido
concentrado (BOBBIO; BOBBIO, 1992).
Segundo Lopes (2008), os fosfolipídios hidratáveis constituem 90% das gomas e os
fosfolipídios não hidratáveis são causadores de problemas irreversíveis no óleo e na lecitina no
que tange à coloração, pois são responsáveis pela coloração marrom quando aquecidos. No óleo,
estes são removidos na etapa de neutralização e caso não o sejam, causarão escurecimento na
etapa de desodorização. Na lecitina são considerados impurezas que diminuem a qualidade do
produto ao elevar sua coloração característica.
Durante o processo de refino do óleo, os fosfatídeos, as proteínas, e as substâncias
coloidais podem formar emulsões que prejudicam a extração das gomas. Segundo Schuck
(2004), no processo de degomagem com água, o óleo resultante, ainda pode conter fosfatídeos
não hidratáveis que se hidratam lentamente, pois possuem em sua estrutura sais de cálcio e
magnésio que se complexados com o ácido fosfatídico e a fosfatidiletanolamina, permanecem no
óleo dito degomado.
A Tabela 2.9 mostra a composição típica dos fosfatídeos do óleo de soja bruto e
respectivas siglas usadas para identificar as denominações quanto aos tipos de fosfolipídios.
TABELA 2.9: Composição dos fosfatídeos (sem o óleo) no óleo de soja bruto.
Fosfolipídio Sigla Porcentagem
Fosfatidilcolina PC 22,0
Fosfatidiletanolamina PE 23,0
Fosfatidilserina OS 2,0
Fosfatidilinositol PI 20,0
Ácido fosfatídico PA 5,0
Fitoglicolipídeo PGL 13,0
Outros fosfolipídeos - 15,0
Fonte: DORSA, 1998.
Na Tabela 2.9, sobre as frações percentuais, estas nortearam estudos sobre a
degomagem tradicional com água no sentido de quantificar a água inserida e tempo de retenção
com homogeneização para a hidratação e formação das borras por determinado período de
tempo.
Na Tabela 2.10, encontram-se os valores percentuais normais de um óleo cru de soja
antes e depois da degomagem com água. É necessário dizer que a redução desses componentes
está ligada à solubilidade dos mesmos na água e ao efeito de hidratação que sofrem os
23
fosfolipídios ou fosfatídeos. Durante a hidratação pode ocorrer a absorção de outros compostos,
tais como: açúcares, proteínas, sais de ferro, dentre outros (MORETTO; FETT, 1998).
TABELA 2.10: Componentes menores nos óleos de soja brutos e após a degomagem com água.
Componentes % No óleo cru % No óleo degomado com água
Fosfolipídeos (%) 2,0-3,0 0,30-0,80
Glicolipídeos (%) 0,15-0,30 0,02-0,03
Açúcares livres (%) 0,10-0,15 0,02-0,03
Ca (ppm) 70-200 50-120
Mg (ppm) 50-150 20-100
Fe (ppm) 1,0-5,0 0,5-3,0
Fonte: MORETTO; FETT, 1998.
Como se observa na Tabela 2.10, a água não ocasiona a total eliminação dos
fosfolipídios hidratáveis durante o processo de degomagem e muito menos dos não hidratáveis,
ocasionando um teor residual de fosfatídeos não hidratáveis de 0,3 a 0,8%, ou seja, de 10 a 15
ppm de fósforo. Para melhorar a eficiência do processo de degomagem, pode-se acrescentar na
água de hidratação substâncias químicas ou enzimáticas que proporcionam a redução do teor de
gomas residuais (MORETTO; FETT, 1998).
Na degomagem do óleo de soja a altas temperaturas pela adição de ácido e água, ocorre
que ainda é muito difícil obter-se a total separação dos fosfatídeos do óleo. Mesmo porque, os
compostos acidulados do ácido fosfatídico e da fosfatidiletanolamina permanecem se hidratando
lentamente. Do exposto, surge-se a necessidade de conjugar à ação da água, processos físicos tais
como a agitação que melhorem a degomagem (MORETTO; FETT, 1998).
Outros processos físicos de filtração utilizando membranas fazem-se presentes na
literatura, cuja intenção é a extração máxima dos fosfolipídios do óleo, entretanto muito ainda
deve ser elucidado e a utilização desse recurso de certa forma oneroso, torna-o ainda
impraticável, a não ser que haja elevado valor agregado e tenha viabilidade econômica, além do
propósito.
Conclui-se, portanto, que a quantidade de fosfolipídios hidratáveis e não hidratáveis em
um óleo bruto irá depender de muitos outros fatores como: qualidade de semente; tipo de
semente; condições climáticas durante o desenvolvimento da semente e sua colheita;
armazenamento, acondicionamento, moagem e extração (REGITANO-d`ARCE, 2002).
Resumindo, é imprescindível enfatizar que as gomas são todos os compostos, em maior
parte os fosfatídeos, que se hidratam rapidamente ou lentamente pela adição de água. E portanto,
difere do termo, borras, que são o conjunto de gomas decantadas no processo de degomagem. As
24
borras são uma denominação industrial referente ao conjunto de gomas a serem removidas ou
hidratadas do óleo de soja bruto, que quando secas, constituem a lecitina de soja comercial.
2.5 Propriedade emulsificante das gomas de lecitina de soja
A maior fonte vegetal de lecitina como foi dito, é o óleo de soja, e os componentes de
maior interesse na lecitina, são os fosfolipídeos ou fosfatídeos, devido às suas propriedades
emulsificantes. Os principais fosfatídeos encontrados na lecitina de soja são: fosfatidilcolina
(PC) fosfatidiletanolamina (PE), fosfatidilinositol (PI), misturados com quantidades variáveis de
outras substâncias, tais como: triglicerídeos, ácidos graxos e carboidratos, clorofilas,
carotenóides, ácidos voláteis, dentre outras.
A lecitina é utilizada nos alimentos como aditivo, cuja função é emulsificar e estabilizar
as reações químicas entre os diversos constituintes dos alimentos, tais como proteínas,
carboidratos, lipídeos e água. Mais propriamente, atua como um ligante impedindo que os
alimentos, principalmente líquidos, formem fases distintas. Como estabilizante a lecitina atuará
como uma substância que favorece e mantém as características físicas das emulsões e das
suspensões e em alguns tipos de produtos, podendo até ter a função de espessante, ou seja, uma
substância capaz de aumentar a viscosidade de soluções, de emulsões e de suspensões além de
melhorar a consistência dos alimentos.
De acordo com Pavanelli (2000) os emulsificantes são substâncias que apresentam, na
mesma molécula, uma porção hidrofílica, ou seja, que tem afinidade por água, e uma porção
lipofílica, que tem afinidade por óleo ou outras substâncias apolares. Esta característica é que faz
com que os emulsificantes possam exibir a capacidade de formar emulsões, tornando miscíveis
substâncias normalmente imiscíveis, como água e óleo.
A função básica da lecitina de soja como emulsificante será a de revestimento físico das
partículas, principalmente daquelas que contêm gordura em sua composição, de tal forma que o
óleo quando em meio aquoso, promove uma redução da tensão superficial entre as fases sólida e
líquida. A diminuição na tensão superficial entre as fases faz com que estas se misturem
formando apenas uma (VISSOTTO et al, 2006).
Molecularmente, a lecitina possui o radical de ácido graxo que é solúvel em óleo e o
radical de ácido fosfórico que é solúvel em água. Essas estruturas justificam a característica
intrínseca da molécula sobre a lipofilicidade e hidrofilicidade. Assim, os fosfolipídios, pela sua
tendência a formar películas ou filmes em torno das partículas sólidas ou semi-sólidas, quando
25
entram em contato com os líquidos, evitam a formação de grumos, mantendo a dispersão estável
em processo, semelhante ou similar ao que ocorre nas membranas celulares cujo modelo é o
mosaico fluídico (VISSOTTO et al, 2006).
A quantificação do poder emulsificante de determinado composto é realizada pelo
Balanço Hidrofóbico Lipofílico – HBL, que é um coeficiente numérico relativo à atração
simultânea do emulsificante pela água e pelo óleo, cujo valor denota a solubilidade do
emulsificante em determinado meio, mas não a eficiência do mesmo. Para determinar o valor de
HBL geralmente utiliza-se a equação de Griffin, na qual leva-se em consideração o índice de
saponificação e a acidez do ácido graxo (ARAÚJO, 1999).
Entretanto, de acordo com Hasenhuettl e Hartel (2008), em 1957, uma importante
contribuição para a determinação do valor de HBL foi realizada pelo pesquisador Davies ao
levar em consideração no cálculo a soma de todas as contribuições moleculares existentes no
sistema, atribuíndo aos grupos valores quanto às forças moleculares apresentadas. Tal fato
possibilitou explorar novos emulsificantes e a mistura deles, porém muito ainda há que ser
estudado, pois o valor de HBL é unilateral, não leva em consideração interferências dependentes
como, peso molecular, densidade do emulsificante e a temperatura na determinação do fator.
A lecitina comercial de soja, degomada com água, normalmente possui propriedade
emulsificante do tipo água/óleo, ou seja, no meio óleo forma micelas com a água e apresenta
valores de HBL aproximados de 3. Após processos químicos de hidrólise enzimática ou
degomagem química com ácidos e bases fortes pode-se aumentar os valores de HBL da lecitina
de soja a aproximadamente 8 a 11, tornando a lecitina comercial um emulsificante com
propriedade do tipo óleo/água (ARAÚJO, 1999).
A fosfatidilcolina é o composto químico responsável pela estabilidade da emulsão do
tipo água/óleo, enquanto que a fosfatidiletanolamina e o fosfatidilinositol estabilizam a emulsão
do tipo óleo/água (ARAÚJO, 1999).
Deve-se levar em consideração que a fosfatidiletanolamina perde seu poder
emulsificante e flocula em presença de altas concentrações de sais de cálcio e magnésio
presentes em água dura. Portanto, a água a ser utilizada no processo de extração da lecitina do
óleo na degomagem, deve ser realizada com água desmineralizada ou deionizada (SCHUCK,
2004).
Para a obtenção de emulsões mais estáveis em produtos alimentícios específicos, a
lecitina muitas vezes deve ser utilizada em combinação com outros emulsificantes. Os
emulsificantes em alimentos mais utilizados são os monogliceróis e digliceróis de origem animal
26
ou vegetal e álcoois polivalentes, como o glicerol, propileno glicol e sorbitol (NORMANN,
1980).
Os emulsificantes pertencem à classe de compostos caracterizados por sua natureza
ampifílica, apresentando em sua estrutura química, segmentos hidrofóbicos e hidrofílicos,
espacialmente separados. A porção hidrofóbica da molécula é geralmente uma cadeia alquila
longa, enquanto que a parte hidrofílica consiste em um grupo dissociável ou a grupos
hidroxilados (ARAÚJO, 1999).
Além de reduzirem a tensão superficial como agentes estabilizantes para a emulsão,
espuma e suspensão, os emulsificantes são importantes modificadores das propriedades físicas
do alimento. Na indústria de alimentos, o termo emulsificante se refere às moléculas de pequeno
tamanho e que não necessariamente conferem estabilidade prolongada. Eles simplesmente
possuem a capacidade de adsorver rapidamente à uma nova superfície durante a emulsão,
protegendo as gotículas de óleo e água formadas. O bom emulsificante mantém as gotículas
separadas tão logo sejam formadas, mantendo a emulsão durante um armazenamento prolongado
(SOLER et al, 2001).
São dois os tipos de emulsificantes, os de ocorrência natural e sintética, que são também
classificados em iônicos e os não iônicos. A lecitina está no grupo dos emulsificantes naturais
iônicos, cujas propriedades são por estabilizar emulsões do tipo água/óleo (ARAÚJO, 1999).
Na interface ou superfície, os emulsificantes iônicos interagem com as gotículas de
óleo, enquanto que os grupos finais carregados se projetam para a fase aquosa. O envolvimento
de íons contrários forma uma camada dupla, que previne a agregação das gotículas de óleo,
como mostrado na Figura 2.7.
FIGURA 2.24: Estrutura da microemulsão óleo/água e água/óleo.
Fonte: ARAÚJO, 1999 (adaptado).
27
Já os emulsificantes não iônicos orientam-se na superfície das gotículas do óleo com a
porção polar projetada para a fase aquosa. A formação de gotas maiores na emulsão óleo/água é
prevenida pela formação de uma camada hidratada em volta dos grupos polares (ARAÚJO,
1999).
Na escolha do emulsificante adequado para uso em determinado produto, é importante
levar em conta que as emulsões do tipo óleo/água são estabilizadas por emulsificantes solúveis
em água, ao passo que as emulsões água/óleo são estabilizadas por emulsificantes solúveis em
óleo. Como os radicais ácidos graxos são solúveis em óleo e o radical colina solúvel em água,
fica justificado a ação emulsificante da lecitina de soja para o tipo de emulsão água/óleo
(BUCZENKO, 2002).
A lecitina de soja, emulsificante natural dotado de características físicas específicas,
corresponde a um produto comestível de alto valor nutricional, com grande utilidade industrial.
Sua versatilidade é exemplificada pelos usos em nutrição (médico, dietético), como agente
emulsificante (produtos de padaria e balas), agente ativo de superfícies (sorvetes, chocolates e
produtos farmacêuticos), agente contra salpiqueiro (fabricação de margarina), agente
estabilizador (gorduras), agente dispersante (tintas, inseticidas), agente umidificante (cosméticos,
pigmentos, metais em pó, têxteis), agente estabilizante (emulsões em geral como maionese) e
agente anti-detonante (gasolina) (BELITZ; GROSH, 1999).
Por suas especificidades emulsificantes, é solúvel na maioria dos solventes orgânicos
(óleos vegetais, animais e minerais), parcialmente solúvel em álcool etílico e insolúvel em
acetona (geralmente a lecitina comercial contém 62% de insolúveis em acetona, ou seja, os
fosfatídeos) (BOBBIO; BOBBIO, 1992).
O aumento da temperatura, segundo Dorsa (1998), afeta negativamente a estabilidade
da emulsão, podendo chegar a destruí-la, conjuntamente com a agitação. Porém, breves
exposições às temperaturas altas não interferem em suas características.
Outra forma de diminuir a estabilidade da emulsão seria adicionar-lhe íons ou sais,
como foi descrito anteriormente, pois estes provocam quimicamente a destruição da camada
dupla eletrostática, ou seja, ocorre uma hidrólise que destrói a característica emulsificante,
precipitando principalmente a fosfatidiletanolamina e o ácido fosfórico (ARAÚJO, 1999).
Resumindo, os fosfatídeos ou fosfolipídeos possuem a tendência de formar películas ou
filmes em torno de partículas sólidas ou semi-sólidas nas misturas a que foram inseridos como
emulsificantes. Quando um sólido se dispersa em um líquido, a ação da lecitina previne a
formação de aglomerados, mantendo a dispersão muito estável (BELITZ; GROSH, 1999).
Dessa forma, a lecitina apresenta as seguintes propriedades físicas:
28
agente emulsificante (comestível);
redutor da viscosidade de emulsões gordurosas;
agente dispersante;
antioxidante para compostos orgânicos;
inibidor de cristalização.
2.6 Propriedades químicas das gomas de lecitina de soja
A lecitina de soja comercial é basicamente composta por três principais fosfolipideos
(fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina e fosfatidilinositol), mas também por compostos
hidrossolúveis como carboidratos e proteínas, compostos clorofilados e carotenóides,
lipossolúveis.
A fosfatidilcolina (FC) possui destaque dentre os fosfolipídeos da lecitina de soja, com
funções fitoterápicas, possui uma extremidade polar formada por um grupo colina ligado a um
grupo fosfato que porventura é sustentado pelo grupamento de glicerol que estão ligados à
porção hidrofóbica da molécula, duas longas cadeias de ácidos graxos. Estes podem conter uma
ou mais insaturações ou nenhuma insaturação. As moléculas de fosfatidilcolina, assim como os
demais fosfolipídeos tendem a se auto-organizar em bicamadas com importantes funções
biológicas como, por exemplo, as membranas celulares de organismos vivos (MERTINS et al,
2008).
Quimicamente, todos os três fosfolipídeos da lecitina são compostos orgânicos
constituídos por dois radicais de ácidos graxos (R
1
e/ou R
2
), ligados a um radical de glicerina e a
um radical fosfatídico, como foi mostrado na Figura 2.6. Os grupos de ácidos graxos (R
1
e R
2
)
desses fosfolipídeos são os mesmos do óleo do qual o produto foi extraído. O conjunto dessas
estruturas apresenta uma conformação de simetria óptica (rancemização) nas posições dos
radicais de ácido graxo da estrutura molecular as quais definem o tipo de degomagem mais
apropriada, ácida, alcalina ou enzimática, a ser empregada (BELITZ; GROSCH, 1999).
De acordo com Ribeiro e Seravalli (2007) os ácidos graxos dos fosfolipídeos variam em
número de insaturações e comprimento da cadeia e normalmente, os ácidos graxos centrais nos
fosfolipídeos são insaturados e os da ponta são saturados.
Marconci (2008) analisou a lecitina comercial usada como aditivo e um suplemento
alimentar energético denominado de Lecitipalm
à base de lecitina e os resultados são
apresentados na Tabela 2.11.
29
TABELA 2.11: Porcentagem de ácidos graxos presentes na lecitina de soja e no lecipalm®
Ácidos Graxos
Lecipalm
(%)
Lecitina de soja (%)
Láurico C:12 0,965 -
Mirístico C:14 0,409 -
Pantadecílico C:15 0,164 0,489
Palmítico C:16 1,537 1,742
Heptadecanóico C:17:1 0,023 0,043
Esteárico C:18 0,573 0,803
Oléico C:18:1 2,342 0,218
Linoléico C:18:2 3,825 6,574
Linolênico C:18:3 0,099 0,048
Araquidônico C:20:4 0,064 0,082
Fonte: Laboratório de Bioquímica de Lipídios da UFPR, (MARCONCI, 2008).
Como verificado na Tabela 2.11, há variações entre os componentes da lecitina
comercial com relação ao complemento alimentar, devendo-se destacar os ácidos graxos
insaturados (heptadecanóico, oléico, linoléico, linolênico e araquidônico). Nota-se que os
percentuais de heptadecanóico, linoléico e araquidônico são mais elevados no emulsificante,
enquanto que os percentuais no suplemento de oléico e linolênico são maiores. Ressalta-se que
os ácidos graxos citados são insaturados e, portanto essenciais a alimentação, sendo os de
relevância maior o linoléico e linolênico.
A fosfatidilcolina e a fosfatidiletanolamina são estruturas químicas compostas por um
poliálcool (glicerol ou propanol) esterificado com ácidos graxos e ácidos fosfóricos. Os ácidos
fosfóricos, por sua vez, apresentam-se combinados com um composto básico nitrogenado, na
colina essa base nitrogenada encontra-se no meio da ramificação e na cefalina no final, como
mostram as Figuras 2.8 (SANTOS; ZANETTI, 1981).
Da mesma forma, na estrutura do fosfatidilinositol (inositol) há uma base de poliálcool
(gicerol esterificado com dois radicais de ácido graxo e um ácido fosfórico) entretanto, o radical
de ácido fosfórico encontra-se ligado a um álcool cíclico como visualizado na Figura 2.8
(ARAUJO, 1999).
Os grupamentos fosfóricos, as bases nitrogenadas e o álcool cílcio dos fosfolipídeos
apresentados constituem a parte polar das moléculas de lecitina de soja. Na fosfatidiletanolamina
devido a base nitrogenada estar ligada no final do radical, essa é denominada de fosfatídeo não
hidratável ou lentamente hidratável que se complexa facilmente com metais bivalentes,
formando matérias insaponificáveis, que arrastadas intensificam sua coloração marrom, mas que
30
se presente no óleo diminui a qualidade, podendo ser removidas nas etapas subseqüentes de
industrialização do óleo.
R
1
e R
2
são radicais de ácido graxo. R
1
e R
2
são radicais de ácido graxo.
R
1
e R
2
são radicais de ácido graxo.
FIGURA 2.25: Estruturas químicas da fosfatidilcolina (colina), da fosfatidiletanolamina
(cefalina) e foafatidilinositol (inositol).
Fonte: FIN, 2007.
A determinação do conteúdo de fósforo no óleo bruto refere-se diretamente à
quantidade de fosfatídeos a serem removidos e comumente o volume de borras obtidas no final
da degomagem é maior, devido à complexação e arraste de outras substâncias lipossolúveis e
hidrossolúveis além dos fosfatídeos.
Como mostrado na Tabela 2.11, a lecitina de soja não possui em sua composição apenas
fosfatídeos, mas apresenta alta quantidade de matéria graxa, composta de ácidos graxos
saturados e insaturados, que é inserida para adequação físico-química e diminuição da
viscosidade. Nessa matéria graxa além dos ácidos graxos livres podem ser contabilizados os não-
glicerídeos derivados tais como clorofilas e carotenóides, como carboidratos hidratados na
degomagem e arrastado nas gomas e ainda há em algumas lecitinas certa quantidade de proteína
solubilizada. Todos os componentes da lecitina comercial de soja contribuem significativamente
para a coloração característica do produto.
31
Os pigmentos de maior relevância que são removidos dos óleos brutos e que compõem a
lecitina comercial de soja com suas respectivas colorações características são (OLIVEIRA,
2001)
Clorofilas: verde;
Carotenóides: amarelo, vermelho;
Produtos da degradação de proteínas e carboidratos: marron;
As substâncias pigmentares citadas serão descritas mais sucintamente adiante, devendo-
se ter em mente que os pigmentos são todas as substâncias que absorvem luz seletivamente. A
cor do pigmento é determinada pelo comprimento de onda não absorvida, ou seja, refletida e
cada pigmento possui um espectro de absorção característico (SOUZA, 2002).
2.6.1 Clorofila
As clorofilas são substâncias orgânicas de cor verde que constituem o principal
pigmento fotossintetizante das plantas e que sofrem degradação, resultando em compostos
derivados com diferentes colorações (BAREAL; REINEHR, 2006).
As diferenças aparentes na cor dos vegetais são devidas à presença e distribuição
variável de outros pigmentos associados, como os carotenóides, os quais sempre acompanham as
clorofilas (VON ELBE; SCHWARTZ, 2000).
As clorofilas são os pigmentos que dão às plantas a sua coloração verde característica.
A clorofila “a” tem espectro de cor verde-azulado e a clorofila “b” de verde-amarelado (SOUZA,
2002).
De acordo com Von Elbe e Schwartz (2000), os comprimentos de onda máximos de
absorção para as clorofilas “a” e “b” diluídas em éter etílico são respectivamente 642 a 660 nm e
428 a 452 nm.
Os máximos comprimentos de onda de absorção (correspondente a um pico na curva de
absorção de luz) da clorofila “a” são de aproximadamente 420 e 670 nm correspondendo às
regiões azuis e vermelhas, respectivamente. Já os máximos de absorção da clorofila “b”
correspondem, respectivamente, a 435 e 625 nm nas regiões azul e vermelho. Na Tabela 2.12
têm-se os comprimentos de onda de absorção máxima para os principais elementos que fornecem
cor aos alimentos (PIMENTEL, 1998).
32
TABELA 2.12: Pigmentos, fontes e respectivos espectros de absorção máxima.
Pigmento Absorção máxima de luz (nm) Ocorrência
*Clorofila “a” 663, 623, 607, 597, 577, 534, 494,
432
Todas as plantas superiores e algas
verdes
*Clorofila “b” 644, 614, 594, 567, 542, 503, 456
e 428
Plantas superiores e algas verdes
**Carotenóides
420, 440, 470 Plantas superiores e algumas algas
**Luteol 425, 445, 475 Plantas superiores e algumas algas
**Violoxantol 425, 450, 475 Plantas superiores
*em éter etílico; **em hexano.
Fonte: adaptado de OLIVEIRA, 2001.
Nota-se na Tabela 2.12 que os comprimentos de onda máximos de absorção para a
clorofila “a” e “b” são maiores que para os demais pigmentos apresentados, ou seja, possuem
uma faixa maior de absorção de luz, o que é apropriado uma vez que são substâncias
fotossintéticas. E como já verificado, o espectro de absorção para os carotenóides se inicia em
420 nm e vai até 470 nm, entretanto Pimentel (2002) definiu ser até 480 nm.
As clorofilas são os pigmentos naturais mais abundantes, encontrando-se nos
cloroplastos das folhas e em outros tecidos vegetais, normalmente associadas a carotenóides e
tocoferóis (STREIT et al, 2005).
De acordo com Ribeiro (2005), as clorofilas são classificadas como lipídeos derivados e
consideradas substâncias insaponificáveis, ou seja, compostos obtidos por extração com solvente
apolar e normalmente quantificada nos óleos através do resíduo de saponificação, cuja etapa de
industrialização corresponde à neutralização. Entretanto, a maior parte dos compostos
clorofilados são removidos na etapa de degomagem, uma vez que se associam às moléculas de
fosfolipídios e são arrastados nas borras. Portanto, o produto comercial lecitina de soja apresenta
quantidade significativa de compostos clorofilados e inúmeros trabalhos têm descrito o uso de
membranas filtrantes na degomagem e após esta etapa, para extrair ainda mais estes compostos.
As clorofilas são lipossolúveis, conferem coloração verde aos alimentos de origem
vegetal e seus extratos. As ligações dos compostos clorofilados nos cloroplastos são fracas e
facilmente quebradas com solventes orgânicos por simples maceração da matéria-prima.
Normalmente em frutas, ao longo da maturação, a clorofila presente no início é degradada e a cor
verde desaparece, ao passo que a síntese e produção de carotenóides aumentam, cuja coloração
característica é amarelada tendendo ao vermelho. Uma forma de conservar a coloração verde em
vegetais e prevenir o aparecimento de coloração desagradável é a adição de um álcali, como o
33
bicarbonato de sódio ou mesmo de neutralizantes como fosfato e citrato, conservantes
(RIBEIRO, 2005).
Todas as clorofilas apresentam uma estrutura tetrapirrólica quelada com magnésio,
contendo radicais metilas, ácido propiônico esterificado com ácido fítico, cetonas e
carboximetoxila. Essa estrutura pode ser visualizada na Figura 2.9.
As clorofilas são moléculas formadas por complexos derivados da porfirina, tendo como
átomo central o cátion de magnésio (Mg
+2
) (Figura 2.9). Esse composto apresenta uma estrutura
macrocíclica assimétrica totalmente insaturada constituída por quatro anéis de pirrol. Esses anéis
enumeram-se de l a 4 ou de “a” a “d”, de acordo com o sistema de numeração de Fisher
(SCHOEFS, 2002).
Na natureza, são encontradas várias clorofilas cujas estruturas diferem com relação aos
substituintes em torno do núcleo nitrogenado ao magnésio. As clorofilas mais importantes são
denominadas de “a” e “b”. São encontradas sempre na proporção de 3 clorofilas “a” para cada
uma clorofila “b” nos tecidos vegetais verdes. A clorofila “a” difere da “b” em função do radical
presente na estrutura, cuja primeira possui o grupamento metila (-CH
3
) e a segunda o radical
formila (-HC=O), como apresentado na Figura 2.9 (RIBEIRO, 2005).
FIGURA 2.26: Estrutura base dos compostos clorofilados e radicais dos grupamentos da
clorofila “a” e “b”.
Fonte: STREIT, et al (2005).
Das estruturas clorofiladas degradadas podem ser obtidas uma série de outros
compostos naturais como: fitol, forbina, feoforbídeo, clorina, feofitina, fitina e clorofilina, dentre
34
as quais se destacam o feoforbídeo e a feotinina. As clorofilas são facilmente modificadas por
vários fatores: pH, temperatura elevada (aquecimento), presença de luz e oxigênio, presença de
metais bivalentes (cobre e zinco) e enzimas (RIBEIRO, 2005).
Devidos às moléculas de clorofilas possuírem uma longa cadeia de duplas ligações
conjugadas, reagem facilmente com ácido, base, oxigênio e luz. Tais moléculas reagem
facilmente com O
2
(oxigênio atmosférico) sob luz, formando moléculas de oxigênio ativas em
processo denominado de foto-oxidação, que oxidam outras moléculas, incluindo lipídios e
proteínas e, por esta razão, devem ser monitoradas durante a extração e análises físico-químicas
(SHOEFS, 2002).
Nas análises, o caráter hidrofílico/hidrofóbico da molécula de clorofila influi
diretamente na escolha do melhor solvente para a sua extração. No caso, nas clorofilas “a” e “b”,
ocorre um aumento da polaridade da clorofila “b” em relação à clorofila “a” que se deve ao
ligante aldeído (STREIT et al, 2001).
Os solventes orgânicos com características polares como a acetona, o metanol, o etanol,
o acetato de etila, a piridina e a dimetilformamida são os mais eficazes para a extração completa
das clorofilas. Já os solventes apolares como o hexano e o éter de petróleo são os menos eficazes,
mesmo as clorofilas sendo considerados compostos lipídicos derivados, lipossolúveis (STRIET
et al, 2005).
Normalmente em plantas, a extração do pigmento é realizada utilizando 10 mL de
acetona 80% como solvente, procedendo-se à filtração do extrato e submetendo-o à leitura de
absorbância em espectrofotômetro, com comprimentos de onda de 645, 652 e 663 nm em
cubetas cujo caminho óptico é de 1cm. Os teores de clorofila “a”, clorofila “b” e clorofila total
(em mg/g) podem, dessa forma, ser determinados utilizando-se as Equações 2, 3 e 4,
respectivamente (ENGEL; POGGIANI, 1991).
)100(
)69,27,12(
"."
645663
xm
xAxA
aClor
nmnm
−
=
(2)
)100(
)68,49,22(
"."
663645
xm
xAxA
bClor
nmnm
−
=
(3)
652
.
(3.45 )
nm
A
Clor total
m
=
×
(4)
Nas equações 2, 3 e 4, A é a absorbância do extrato e m é a massa da amostra (g).
35
Tais estruturas tetrapirrólicas caracteristicamente apresentam forte absorção na região
visível do espectro. A região polar, que contém o cátion de Mg
+2
com carga positiva é
representada pelo anel de porfirina e a região não polar é composta pelo fitol, álcool
isopropanóide monoinsaturado de 20 átomos de carbono, na molécula de clorofila. Portanto, a
intensidade do verde tem relação direta com a concentração dessa estrutura (OLIVEIRA, 2001).
Quimicamente, a molécula de clorofila é uma porfirina e essa é qualquer pigmento
tetrapirrólico macrocíclico, na qual os anéis de pirrol formam um circuito conjugado fechado. O
fato de os pigmentos clorofílicos apresentarem um circuito fechado de ligações duplas
conjugadas lhes permite a absorção de luz e lhes confere polaridade na molécula mesmo sendo
lipossolúvel. Os espectros de absorção da clorofila “a” e da clorofila “b” em solventes orgânicos
polares revelam a presença de duas bandas distintas, uma no vermelho e outra no azul, com
pequenas diferenças entre elas. Entretanto, as modificações químicas na estrutura radial da
porfirina não afetam o cromóforo e não alteram o espectro de absorção acentuadamente desses
pigmentos (SHOEFS, 2002).
Como foi dito, as clorofilas são compostos instáveis que se alterados ou dissociados dos
cloroplastos sob determinadas condições podem se degradar e fornecer tonalidades coloríferas
distintas. As clorofilas são decompostas principalmente em feofitinas, feofórbidos e
pirofeofórbidos, em pH ácido e na presença de oxigênio, de luz e calor.
Quando prevalecem essas condições e estão presentes a luz e o oxigênio, a clorofila é
descolorida irreversivelmente e a fotodegradação da clorofila tem como resultado a oxidação e
conseqüente abertura do anel tetrapirrólico, além de ocorrer sua fragmentação em compostos de
massas moleculares mais baixas, entre eles monopirróis, os quais são incolores e na sua maioria
hidrofílicos (VON ELBE; SCHWARTZ, 2000).
A oxidação da molécula de clorofila pode ocorrer em dois níveis: no anel macrocíclico
(núcleo) ou no anel isocíclico (externo), provocando a abertura destes. A abertura do anel
isocíclico leva à produção de formas coloridas (geralmente pardas), entre elas as clorinas. Porém,
a oxidação pode ocorrer no anel isocíclico, sem sua clivagem, mas pela substituição dos
hidrogênios por um átomo de oxigênio no carbono do anel. Estes pigmentos geralmente
apresentam coloração próxima a da molécula originária. Já a abertura do anel macrocíclico
acarreta na formação de moléculas incolores e de estruturas químicas variadas, como pode ser
observado na Figura 2.10 (VON ELBE; SCHWARTZ, 2000).
36
FIGURA 2.27: Esquema de degradação da clorofila.
Fonte: MORETTI, 2007.
A clorofila “a” é mais suscetível à degradação oxidativa na presença de ácidos graxos
saturados, quando comparada com ácidos graxos insaturados durante o aquecimento. A presença
de ácidos graxos saturados pode facilitar a formação de isômeros da clorofila “b” enquanto a
presença de ácidos graxos insaturados pode facilitar a formação de clorofila “a” (MORETTI,
2007).
Como verificado na Figura 2.10, os íons de hidrogênio presentes no meio têm a
capacidade de remover facilmente o átomo de magnésio central e substituí-lo, transformando
irreversivelmente clorofila em feofitina. Ácidos presentes ou formados durante qualquer
condição adversa à conservação das clorofilas são os principais responsáveis pela reação de
feofitinização.
A feofitinização é necessariamente a substituição do magnésio do centro da molécula de
clorofila por hidrogênio. Essa reação causa uma drástica mudança de cor, de um verde-brilhante
para um verde-oliva, e pode ocorrer sob muitas condições de processamento e armazenagem. A
velocidade da reação de feofitinização é geralmente maior do que a de outras rotas de
degradação da clorofila, sendo considerado o mais importante mecanismo de destruição da
clorofila durante o processamento e armazenagem de vegetais (STREIT et al, 2005).
A formação de feofitina “a”, produto da feofitinização da clorofila “a”, geralmente é
mais rápida que a de feofitina “b”, devido à diferente velocidade de ligação das respectivas
clorofilas aos íons hidrogênio. Tem-se que o conteúdo de feofitina deve ser levado em
37
consideração, pois apresenta atividade pró-oxidativa e maior instabilidade para a foto-oxidação
dos triglicerídeos do que a clorofila, comprometendo a estabilidade do óleo. A feotinina em
presença de calor degrada o grupamento carboximetil (acetato) (-CO
2
CH
3
) formando as
pirofeofitinas (VON ELBE; SCHWARTZ, 2000).
A degradação da clorofila durante o aquecimento é seqüencial: clorofila - feofitina -
pirofeofitina. Em alguns produtos, pirofeofitinas foram determinadas como os derivados
clorofílicos predominantes e que apresentam as mesmas propriedades espectrais das feofitinas,
cor verde oliva (VON ELBE; SCHWARTZ, 2000).
Outro tipo comum de deterioração é a hidrólise da cadeia fitol das clorofilas em
presença da enzima clorofilase, conduzindo à formação de clorofílida que pode ter o magnésio
central substituído por hidrogênios em meio ácido ou básico formando os feoforbídeos, cuja
coloração é um verde acastanhado. Os feoforbídeos, por sua vez, podem ser oxidados e perderem
o grupamento carboximetil (-CO2-CH3) na presença de calor e oxigênio atmosférico, formando
os pirofeofórbidos, cujos espectros são incolores (VON ELBE; SCHWARTZ, 2000).
Sabe-se que os produtos de decomposição das clorofilas são cerca de dez vezes mais
fotossensibilizadores que as clorofilas, portanto, a decomposição da clorofila pode ter um
impacto muito significativo na estabilidade do óleo. O produto primário da foto-oxidação é o
hidroperóxido e a foto-oxidação ocorre através de reações fotoquímicas ou fotossensibilizadoras,
envolvendo a interação entre as duplas ligações e o oxigênio singlet, produzido pelo efeito da luz
(especialmente UV ou próxima de sua faixa) sobre o oxigênio triplet (SHOEFS, 2002).
A foto-oxidação é um processo irreversível e devido à clorofila e seus derivados
absorverem muita luz e interagirem com o oxigênio singlet, produzindo radicais livres, como
superóxido (O
2
-
) e hidroperóxidos, perdem suas características coloríferas iniciais. Entretanto,
devido aos carotenóides poderem prevenir a foto-oxidação das clorofilas e estarem diretamente
associados a elas, a relação entre as clorofilas e carotenóides pode ser usada como um indicador
potencial da proporção de perdas foto-oxidativas causadas por adversidades do meio
(CARVALHO, 2007).
2.6.2 Carotenóides
Os carotenóides são compostos de estrutura isoprenóide, cuja coloração varia de
amarelo a vermelho. A estrutura fundamental dos carotenóides pode ser representada pelo
pigmento do tomate, o licopeno, Figura 2.11, e a partir dessa ser obtida uma série de outras
38
estruturas similares por meio de hidrogenação, ciclização, oxidação ou a combinação das
estruturas (RIBEIRO; SERAVALLI, 2007).
FIGURA 2.28: Estrutura química espacial do licopeno.
Fonte: GRANATO, 2009.
A estrutura acima, do licopeno é caracterizada por uma estrutura simétrica e acíclica,
constituída somente por átomos de carbono e hidrogênio, contendo 9 ligações duplas conjugadas
e 2 duplas ligações não conjugadas. Sua estrutura é responsável pela coloração vermelho-
alaranjado de frutas e vegetais, nas quais está presente. Esse pigmento carotenóide não tem
atividade de pró-vitamina A, mas tem um efeito protetor direto contra radicais livres, sendo
considerado um potente antioxidante protetor devido à reação com os radicais peróxidos e com o
oxigênio atmosférico. O organismo humano não é capaz de sintetizar carotenóides, dessa forma
eles são obtidos exclusivamente por meio da dieta alimentar (MORITZI; TRAMONTE, 2006).
A estrutura básica dos carotenóides consiste em oito unidades de isopreno unidas de tal
forma que ocorre uma inversão na parte central da molécula e os dois grupos metílicos centrais
ficam separados por três carbonos (RIBEIRO; SERAVALLI, 2007). A principal característica
dos carotenóides é um sistema de ligações duplas conjugadas, que corresponde ao cromóforo, e
que permite a estes compostos absorver luz na região do visível, como pode ser observado na
estrutura do β-caroteno, Figura 2.12.
FIGURA 2.29: Estrutura química espacial do β-caroteno.
Fonte: ZANATTA, 2004.
O β-caroteno, quantitativamente, é o mais importante e mais ativo dos carotenóides, é
considerado um potente antioxidante originário das plantas, sendo que das EROs (espécies
reativas de oxigênio) as mais eficientemente neutralizadas pelo
β-caroteno são o oxigênio singlet
39
e o radical peroxil. O conhecimento da ação protetora dos carotenóides, especialmente do β-
caroteno, contra os danos oxidativos justificam o seu efeito benéfico à saúde, prevenindo assim,
doenças geradas pelo estresse oxidativo, bem como inibirem degradações e modificações
indesejadas que podem acometer o alimento no que diz respeito aos lipídeos, carboidratos e
também proteínas (SANT`ANNA, 2005).
Como dito, a cor é resultante da presença de um sistema de duplas ligações conjugadas.
Para que a cor amarela apareça são necessárias no mínimo sete ligações conjugadas. O aumento
no número de ligações conjugadas resulta em maiores bandas de absorção em maiores
comprimentos de onda e nesse caso, os carotenóides tomam espectros vermelhos (RIBEIRO;
SERAVALLI, 2007).
Alguns carotenóides são precursores de vitamina A, sendo então denominados de pró-
vitamina A. Somente os carotenóides que contém em suas moléculas a estrutura cíclica
apresentam atividade pró-vitamínica. O α-caroteno possui uma molécula de pró-vitamina A,
enquanto que o β-caroteno possui duas, como verificadas na Figura 2.12, por isso tem-se sua
relevância na constituição centesimal de frutas e vegetais (RIBEIRO; SERAVALLI, 2007).
Já foram identificados mais de 300 carotenóides, os quais podem ser divididos em dois
grupos principais: os carotenos (constituídos apenas por carbono e hidrogênio) e as xantofilas
(derivadas da oxidação dos carotenos). As xantofilas podem ser hidroxiladas, metoxiladas,
carboxiladas e cetônicas. São amplamente distribuídas na natureza, encontradas nos vegetais em
conjunto com as clorofilas (RIBEIRO; SERAVALLI, 2007).
Os carotenóides são compostos lipofílicos e são solúveis em solventes orgânicos tal
como o hexano. Eles são moderadamente estáveis ao calor e perdem a cor por oxidação. Podem
ser facilmente isomerizados pelo calor, ácido ou luz. A isomerização influencia na coloração
característica do carotenóide, ou seja, as duplas ligações das estruturas carotenóides podem
ocorrer nas formas isoméricas cis ou trans, sendo a forma trans a mais freqüente na natureza,
pois apresenta coloração mais intensa (escura), já as ligações cis enfraquecem gradualmente a
coloração dos carotenóides (RIBEIRO; SERAVALLI, 2007).
Normalmente a coloração dos carotenóides em vegetais é mascarada pela clorofila, mas
nas frutas e vegetais essas são degradadas ao longo da maturação, dando lugar ao aparecimento
pronunciado da coloração dos carotenos. Os carotenóides têm espectros de absorção de luz na
região entre 400 a 550 nm. A energia absorvida por esses pigmentos pode ser transferida para a
clorofila “a” durante a fotossíntese, entretanto, os carotenóides protegem as moléculas de
clorofilas e proteínas, bem como os lipídeos, contra a foto-oxidação sob luz excessiva (SOUSA,
2002).
40
Segundo Pimentel (1998), os comprimentos de onda capazes de excitar os elétrons
variam dentro do espectro de luz visível para os carotenóides de 420 até 480 nm, cujo espectro
de luz vermelha possui o maior comprimento de onda e, portanto, menos energético.
A oxidação é a principal causa da degradação de carotenóides em alimentos e são
facilmente oxidados devido ao grande número de duplas ligações conjugadas. A estabilidade é
dependente do meio e os produtos de sua degradação são muito complexos. Uma auto-oxidação
intensa, ou seja, a geração de radicais livres em cadeia resulta em despigmentação devido os
peróxidos reagirem com os carotenos (RIBEIRO; SERAVALLI, 2007).
O possível papel antioxidante do β-caroteno se deve ao decréscimo da formação do
oxigênio singlet, que também reage diretamente com os radicais peróxidos e alcóxidos,
interferindo na reação em cadeia da peroxidação lipídica (VANNUCCHI et al, 1998).
De acordo com Fontana et al (2000), os carotenóides de maneira geral atuam sobre estes
radicais peróxidos e alcoxidos, segundo diferentes mecanismos de reação, resultando na extinção
do radical livre inicial, peroxil, segundo as reações 1 ou 2.
R-COO* + caroteno → R-COOH + *caroteno
Reação 1
R-COO* + *caroteno → R-COO-caroteno
Reação 2
E, paralelamente, sob uma disponibilidade maior de oxigênio, o curso das reações se
completa como nas reações 3 e 4.
caroteno + O
2
→ caroteno-O-O
Reação 3
caroteno-O-O* + R-COO* → produtos inativos
Reação 4
De acordo com Von Elbe e Schwatz (2000), na oxidação do β-caroteno de configuração
trans, inicialmente formam-se epóxidos e compostos carboxílicos. Numa oxidação contínua dos
carotenóides há a formação de monoepóxidos, alcoóis e diepóxidos. A oxidação do β-caroteno se
intensifica em presença de sulfito e íons metálicos. Os produtos da oxidação são incolores, pois
os centros ativos (duplas ligações) dos carotenóides são degradados. A oxidação descrita para o
β-caroteno pode ocorrer com os demais carotenóides, ou seja, não é restritiva.
Vários estudos indicam que os carotenóides desempenham um papel importante na
prevenção de doenças como câncer, catarata, arteriosclerose e retardo pelo envelhecimento
precoce. Podem também ser extraídos e tratados para serem utilizados como corantes naturais
em alimentos industrializados (RIBEIRO; SERAVALLI, 2007).
41
No caso específico do β-caroteno, pró-vitamina A, é absorvido pelo homem através do
intestino delgado, sendo utilizado como antioxidante, cujo mecanismo pelo qual os carotenóides
protegem os sistemas biológicos contra radicais livres, inativando-os, doando elétrons
(FONTANA et al, 2000).
Estas propriedades benéficas, antioxidativas são devidas às estruturas poliênicas dos
carotenóides, as quais ao mesmo tempo são responsáveis pela instabilidade química perante o
calor e outros agentes oxidantes, sendo a oxidação a principal causa das perdas destes
componentes durante o processamento térmico intenso dos alimentos (BELÉN-CAMACHO
ETA al, 2007).
Na matriz complexa de nutrientes que compõem os alimentos, os carotenóides impedem
as degradações oxidativas em cadeia de radicais livres, as quais geram compostos indesejáveis
que modificam sabores, odores e cores característicos. Com relação à saúde, a ingestão regular
desses componentes antioxidantes, bem como dos tocoferóis, dos fenólicos ou aromáticos geram
não só benefícios contra doenças, mas contra envelhecimento celular de tecidos e combatem
sobretudo, todas as reações orgânicas que possuem radicais livres.
2.6.3 Substâncias Marrons
Um grande número de componentes indesejáveis estão presentes em óleos e gorduras e
cada um desses deve ser quase ou totalmente removido pelas etapas do processo de refino, para a
obtenção do óleo vegetal ou banha visando utilização doméstica que requer maior tempo de
armazenamento (MORETTO; FETT, 1998). Estes componentes são removidos dos óleos e das
gorduras devido à capacidade dessas estruturas químicas reagirem sob determinadas condições
de armazenamento e transporte dos produtos, impossibilitando a comercialização dos mesmos ao
gerar compostos desagradáveis em termos de coloração, odor e sabor. A Tabela 2.13 foi
apresentada por Soares (2004) e consiste numa lista desses compostos não-glicerídeos que
compõem o óleo bruto.
Ressalta-se que é improvável algum óleo ou gordura conter todos esses componentes
listados, mas, de qualquer maneira, contendo todos ou não, alguns desses são protagonistas da
composição centesimal do produto oriundo do processo de degomagem realizado durante o
refino de óleos e gorduras. Normalmente, como explicado, o produto final obtido na degomagem
é denominado de lecitina, seguido do nome da matéria-prima que lhe deu origem. A lecitina de
soja, no caso, para ser comercializada como agente emulsificante não deve conter qualquer
componente estranho, tais como sujidades, pesticidas e outros que vão interferir nas suas
42
características específicas de coloração, viscosidade e conteúdo de estruturas químicas como os
fosfolipídeos, assim não conterá vários dos componentes listados na Tabela 2.13.
TABELA 2.13: Componentes não-glicerídeos dos óleos e gorduras brutos.
Ácidos Graxos Livres (AGL)
Gliceróis parciais (mono e diacilglicerídeos)
Fosfolipídios
Pigmentos (Carotenóides e Clorofilas)
Esteróis
Tocoferóis
Produtos de oxidação
Minerais
Fragmentos de proteínas
Ceras
Hidrocarbonetos
Umidade
Sujidades
Resíduos de pesticidas
Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA)
FONTE: SOARES, 2004.
A lecitina também pode ser chamada de fosfatidilcolina, porque na prática essa
representa a maior proporção dos fosfolipídios presentes. A remoção de fosfolipídios resulta na
conseqüente remoção de ferro e cobre, se houver no óleo bruto, que decorre na melhoria da
estabilidade oxidativa do óleo. Os fosfolipídios do óleo de soja bruto estão presentes em formas
hidratáveis e não hidratáveis, sendo que os primeiros são removidos por adição de água
(degomagem com água) sob temperaturas entre 60-75ºC, enquanto que os segundos para serem
removidos completamente com água necessitariam de um maior tempo para hidratação e
temperaturas mais amenas. Assim, dentre os diferentes tipos de fosfolipídios, a fosfatidilcolina
(PC) e o fosfatidilinositol (PI) hidratam-se relativamente rápido. Já o ácido fosfatídico livre (PA)
e a fosfatidiletanolamina (PE) reagem consideravelmente mais lentamente com a água, daí serem
denominados de não hidratáveis e caso não sejam extraídos na etapa de degomagem, podem ser
retirados na etapa subseqüente de neutralização. A colina hidratada pode encapsular ou mesmo
arrastar até 80% dos outros fosfolipídios (SOARES, 2004).
No processo de hidratação e remoção desses fosfolipídeos recomenda-se a utilização de
água desmineralizada e deionizada na degomagem, além de adicionar os ácidos, fosfórico ou
43
cítrico, como agentes auxiliares no processo. Estes dois ácidos se combinam com os sais de
cálcio e magnésio e permitem a transferência dos ácidos fosfatídicos e da etanolamina do óleo
para a fase aquosa, removendo-os do óleo bruto. Entretanto, o uso de ácidos na degomagem não
é recomendado para as gomas que se destinam à produção de lecitinas comerciais, pois sua
presença as escurece ainda mais e as fazem perder parte de sua propriedade emulsificante (BEI,
2005).
O escurecimento indesejável citado, cuja coloração predominante é o marrom intenso,
tendendo ao preto, na lecitina se deve à fosfatidiletanolamina que se complexada com os sais de
cálcio e magnésio e submetida à temperaturas elevadas, tal qual é a atingida na secagem da
lecitina, adquire uma coloração marrom irreversível (FERNANDES JÚNIOR, 2009).
Ressalta-se que mesmo sem a adição dos ácidos fosfóricos e cítricos na água de
degomagem, a lecitina apresentará coloração marrom devido à presença de fosfatidiletanolamina
que se complexa com os sais, mas a coloração não será intensificada.
A lecitina de soja caracteristicamente é um líquido de coloração âmbar, extremamente
viscoso e de odor específico. Possui em sua composição compostos lipossolúveis como as
clorofilas (verdes) e carotenóides (amarelo/vermelho), que quando misturados e concentrados
fornecerão a coloração tendendo ao espectro marrom.
Da mesma forma, além das espécies químicas citadas que fornecem coloração e
compõem a lecitina de soja, observa-se em muitos rótulos do produto, gorduras saturadas e
insaturadas (óleos), cuja coloração é próxima ao amarelo, e há em algumas, as proteínas e os
carboidratos que se oxidados em temperaturas elevadas formam produtos cuja coloração tendem
ao marrom, como as melanoidinas da reação de Maillard. As substâncias ditas marrons na
lecitina são grupamentos aldeídicos e aminos livres, associados ou não aos carboidratos simples
e aos ácidos graxos. Estes grupamentos não são oxidados ou reduzidos, mas sim modificadas
fisicamente, como por exemplo, em temperaturas elevadas, intensificando suas colorações
(SHOLFIELD; DUTTON, 1952).
Da mesma forma, Van Nieuwenhuyzen e Tomáz (2008), primeiramente verificaram que
a lecitina naturalmente possui uma coloração marrom e essa cor pode ser atribuída à cor dos
componentes coloridos, carotenóides, melanoidinas, e porfirinas (clorofilas), além dos produtos
oriundos das reações de Maillard e Amadori. Segundo, atentaram que o simples branqueamento
preferencialmente das gomas secas com o peróxido de hidrogênio a 35% em solução, deve
atender às especificações estabelecidas para a lecitina ser utilizada como emulsificante em
alimentos, cuja denominação é E322 e possuir valores de índice de peróxidos (POV) máximos de
10 meqg/kg, como especificado na Tabela 2.6. Assim, o efeito da purificação com peróxido de
44
hidrogênio é limitado, mesmo tendo um impacto positivo bacteriológico. Nos Estados Unidos há
a lecitina duplamente purificada com peróxido de benzoíla, entretanto essa lecitina não é
permitida para ser utilizada como aditivo alimentar em continentes como a Europa.
Apesar da grande variedade de colorações intensas da lecitina comercial, fornecidas por
seus componentes descritos, há outros em menores proporções, como as ceras e hidrocarbonetos
incolores ou mesmo produtos de oxidação que a compõem, mas que, no entanto não irão lhe
conferir tonalidades, já que são incolores.
Como verificado, além da qualidade da matéria-prima, soja, a etapa de degomagem
define sobremaneira os aspectos qualitativos e químicos da lecitina de soja, ainda mais se seca
sob condições controladas. Na degomagem, o solvente utilizado para extrair os fosfolipídios do
óleo vegetal bruto é a água, que pode ser alcalina ou acidificada para melhorar o processo de
extração, entretanto emprega-se na maioria dos processos apenas água deionizada e
desmineralizada. Os fosfolipídios e demais componentes degomados, por suas características
moleculares se ligam com a água e entre si, formando gomas ou mais apropriadamente micelas.
A característica primordial desses componentes extraídos é a lipossolubilidade, cuja
característica molecular é a apolaridade. A ausência de polaridade proporciona a estes
solubilidades em solventes orgânicos, tal fato é de extrema importância, pois dele dependem a
eficiência nas análises, miscibilidade dos componentes da lecitina e da lecitina como um todo.
2.7 Solvente
O solvente universalmente adotado nas indústrias de óleo é o hexano. Trata-se de um
derivado do refino do petróleo e o que chega às indústrias é uma mistura de frações n-parafínicas
apresentando não um ponto de ebulição específico, mas uma faixa de temperatura de
volatilização como seria esperado, dada sua composição variável. A faixa de temperatura de
volatilização deve estar entre 65 e 70°C. Apesar da presença de outros componentes no hexano
comercial, eles têm pouca influência em sua eficiência e forma de uso (OETTERRER;
REGITANO d`ARCE; SPOTO, 2006).
Vários solventes foram empregados antes do hexano, porém a prática industrial levou à
adoção do mesmo por atender a alguns requisitos como ser totalmente apolar e dissolver o óleo,
ser imiscível à água, ter baixo ponto de ebulição (vaporização), não corroer as canalizações e os
aparelhos com os quais entra em contato, apesar de ter como desvantagens: alta inflamabilidade,
explosividade e toxicidade (OETTERRER; REGITANO d`ARCE; SPOTO, 2006).
45
Um solvente ideal deveria apresentar: alta solubilidade em óleo a baixas temperaturas,
alta seletividade pela substância a ser extraída; ser inerte quimicamente, evitando reações
paralelas e protegendo os equipamentos; ser não inflamável; não explosível; não irritante; não
cáustico; não venenoso; ter baixa viscosidade e tensão superficial para garantir boa percolação e
umedecimento; facilmente removível; baixo ponto de ebulição; ser imiscível em água; possuir
baixo ponto de ebulição e baixo calor de evaporação e por fim, ser pouco poluente
(OETTERRER; REGITANO d`ARCE; SPOTO, 2006).
Nenhum solvente preenche todos esses requisitos mencionados. Busca-se sempre o
solvente que apresente o menor número de desvantagens associado às vantagens que se deseja
(OETTERRER; REGITANO d`ARCE; SPOTO, 2006).
O solvente é uma substância química ou uma mistura líquida de substâncias químicas
capazes de dissolver outro material de utilização industrial. Geralmente o termo “solvente” se
refere a um composto de natureza orgânica. Suas composições químicas são diversas, entretanto
os solventes possuem certo número de propriedades em comum: são compostos líquidos,
normalmente lipossolúveis, com grande volatilidade, muitos inflamáveis, e produzem efeitos
tóxicos (FONSECA, 2001).
Sua natureza química é tão variada, que para facilitar seu estudo e aplicação, são
classificados em vários grupos de acordo com suas propriedades químicas. Os solventes de
acordo com Garbelotto (2007) podem ser divididos em três grupos de acordo com interação com
o soluto:
polares próticos;
dipolares apróticos;
não polares apróticos.
A distinção entre as classificações restringe-se sobre a polaridade do solvente e na sua
habilidade de formar pontes de hidrogênio, tal como a água, solvente polar universal. Os polares
próticos referem-se às estruturas que possuem um átomo de hidrogênio ligado a um átomo
eletronegativo e são solvatadores de ânions. Pertencem a este grupo a água, amônia, alcoóis,
ácidos carboxílicos e aminas primárias (GARBELOTTO, 2007).
Os solventes dipolares apróticos não atuam como formadores de pontes de hidrogênio,
possuem ligações do tipo carbono-hidrogênio que não são polarizadas o suficiente, geralmente
são bons doadores de elétrons e conseqüentemente solvatadores de cátions (GARBELOTTO,
2007).
46
Já os solventes do tipo não polares apróticos são os que interagem levemente como o
soluto por forças de indução e de dispersão. Pertencem as este grupo os hidrocarbonetos
alifáticos e aromáticos e seus derivados halogenados, aminas terciárias e bissulfeto de carbono
(GARBELOTTO, 2007).
Entretanto, a classificação dos solventes não é rígida, há vários solventes que não se
encontram em nenhum destes grupos como, por exemplo, os ésteres e aminas secundárias. Mas,
esta classificação faz-se proeminente com relação à solvatação dos íons, densidade de carga
iônica que compõem a molécula do solvente ou mesmo sobre as forças intermoleculares
envolvidas num processo de dissolução (GARBELOTTO, 2007).
O termo solvatação refere-se à dissolução do soluto em um solvente, na qual as forças
de atração entre as moléculas do soluto decrescem na proporção em que as moléculas do
solvente penetram entre as moléculas e finalmente formam uma camada em torno de cada
molécula do soluto (GARBELOTTO, 2007).
A força da solvatação e o número de moléculas de solventes na camada de solvatação
dependem principalmente do parâmetro solubilidade, momento dipolar, ligação hidrogeniônica e
o tamanho molecular do soluto e do solvente.
A solubilidade de um soluto em um solvente particular refere-se à máxima quantidade
de soluto que se dissolverá em uma específica quantidade de solução ou solvente. Isto representa
o nível de saturação da solução onde não mais soluto será dissolvido, criando um equilíbrio
dinâmico na solução (GARBELOTTO, 2007).
Hildebrand em 1916 propôs que moléculas com forças intermoleculares semelhantes
poderiam se atrair e interagir entre si. Tal estudo foi formalizado em 1950 com a colaboração de
Scott, no qual a equação proposta para descrever a solubilidade de um determinado soluto em
um solvente, referindo-se somente a sistemas apolares ou fracamente polares e no estado líquido
(forças moleculares do tipo dipolo induzido e instantâneo, cujas ligações atômicas são
covalentes), propôs valores para estas sobubilidades (ARCHER, 1996).
Em 1964, Prausnitz e Blanks realizaram um aprimoramento ao considerar as interações
polares de compostos com dipolo permanente (ligação molecular do tipo dipolo-dipolo entre
moleculas polares), definindo uma solubilidade total constituída por dois componentes: coesão
apolar e um parâmetro polar (GARBELOTTO, 2007).
Mas, em 1968 e em 1969, Burrell e Hansen respectivamente, introduziram um conceito
melhor ao atribuir valores numéricos à solubilidade total dos solventes representados por três
componentes (forças químicas moleculares): apolaridade (
d
δ
), polaridade (
p
δ
) e
47
hidrogenicidade da molécula (
h
δ
). Assim, a base do Parâmetro de Solubilidade de Hansen (PSH)
é uma suposição de que a energia total coesiva molecular é constituída pela adição das
contribuições entre as interações apolares (dispersivas), interações polares (dipolo-dipolo e
dipolo induzido) e ligações hidrogeniônicas e outras interações específicas como as de ácido-
base de Lewis (GARBELOTTO, 2007).
A solubilidade total é quantificada pela raiz quadrada da soma dessas três forças que
imperam nas moléculas dos solventes e dos solutos elevadas ao quadrado, dada pela Equação 5.
1
2 2 2
2
( )
T d p h
δ δ δ δ
= + +
(5)
Cada componente da Equação 5, bem como o valor da solubilidade total possuem como
unidades originais (cal/cm³)
1/2
, que no Sistema Internacional de Medidas foram modificadas por
J
1/2
cm
3/2
ou MPa
1/2
cm
3
(ARCHER, 1996).
A estrutura molecular do solvente determina a sua característica polar, apolar ou
hidrogeniônica, podendo-se definir a característica do soluto uma vez conhecidos a
molecularidade do solvente e seus parâmetros. A pequena interação ou associação entre os
átomos de hidrogênio reflete uma solubilidade polar na molécula, como por exemplo, o benzeno
que é um solvente composto por somente carbono e hidrogênio, possuindo estrutura cíclica com
duplas ligações caracterizando 98% de apolaridade e 2% hidrogeniônica (doação de elétrons). Já
o comportamento polar de uma molécula como a acetona é devido à ligação covalente do grupo
carbonila (-C=O) presente na estrutura, nessa, o átomo de oxigênio por ser extremamente
eletronegativo irá atrair os elétrons dos outros átomos da molécula, bem como irá predispor a
mesma a realizar ligações moleculares ou não. O hexano é um solvente composto somente por
átomos de carbono e hidrogênio, cujas ligações são covalentes e que apresenta 100% de
característica não polar, portanto o valor de sua força de dispersão apolar será elevado
(ARCHER, 1996).
Mais recentemente, em 1978 e 1984, Karger e Beerbower respectivamente, propuseram
modelos de multiparâmetros para o cálculo da solubilidade de misturas de solventes envolvidos
na dissolução de determinado soluto ou solutos. Entretanto, tais modelos não dizem respeito ao
estudo sobre a solubilidade da lecitina de soja, no qual intenciona-se apenas um solvente, o mais
apropriado, na dissolução da mesma (GARBELOTTO, 2007).
Na Tabela 2.14, pode-se verificar alguns solventes, inclusive o benzeno e seus
respectivos valores relacionados às forças químicas moleculares elucidadas por Hansen.
Verifica-se uma tendência à apolaridade em cada solvente. O solvente que menos demonstra esta
48
característica apolar é o metanol, que apresenta elevado valor polar, seguido da acetona, do
propanol e pentanol, respectivamente. Os melhores solventes apolares de acordo com os valores
de Hansen são o benzeno, ciclohexano, octanol e hexano. O tolueno e o clorofórmio apresentam
pepuliaridades, pois são excelentes solventes apolares, mas, no entanto apresentam cerca de 20%
de caracteres polares. Também é possível observar sobre o potencial hidrogeniônico dos
solventes na Tabela 2.14, que os menores potenciais referem-se às moléculas compostas somente
por carbono e hidrogênio e que esses, se presentes, correspondem à disponibilidade energética
dos átomos de realizarem ligações externas, pela doação ou recepção de elétrons.
TABELA 2.14: Parâmetros de solubilidade de Hansen.
Solvente
Apolar
(
d
δ
)
Polar
(
p
δ
)
Parte hidrogeniônica
(
h
δ
)
Acetona (CH
3
)
2
CO 15,5 10,4 7,0
Benzeno (C
6
H
6
) 18,4 0,0 2,0
Ciclohexano (C
6
H
12
) 16,8 0,0 0,2
Clorofórmio (CHCl
3
) 17,8 3,1 5,7
Hexano (C
6
H
14
) 15,0 0,0 0,0
Metanol (CH
3
OH) 15,1 12,3 22,3
Octanol (C
8
H
18
) 17,0 3,3 11,9
Pentanol (CH
3
)
2
CH(CH
2
)
2
OH 15,9 4,5 13,9
Propanol (C
3
H
8
O) 16,0 6,8 17,4
Tolueno (C
7
H
8
) 18,0 1,4 2,0
Fonte: ARCHER, W. L., (1996).
De acordo com Melo (2006), quando se dissolve uma substância, soluto, separa-se os
seus componentes que se introduzem entre as moléculas do solvente. Assim, é do senso comum
que uma dissolução só se dará quando todas as energias que compõem o sistema, favoráveis à
dissolução, possuírem:
Energia de ligação entre moléculas ou íons de soluto, é consumida
Energia de ligação entre moléculas de solvente, é consumida
Energia de ligação soluto-solvente, é libertada
Deve ser observado, porém, que o mecanismo de dissolução difere, conforme as
características do soluto e solvente. No caso dos compostos iônicos, em solventes polares (por
49
exemplo, em água) dissociam-se nos seus íons constituintes e os íons em água ficam envolvidos
por uma camada de solvente constituída por dipolos moleculares que estabilizam as cargas
elétricas (MELO, 2006). Tal mecanismo pode ser visualizado esquematicamente na Figura 2.13,
cujas trocas iônicas do ácido fosfatídico ocorrem em presença dos sais de cálcio e magnésio,
formando as chamadas substâncias marrons irreversíveis na lecitina.
FIGURA 2.30: Reação iônica do ácido fosfatídico.
Fonte: BEI (2005).
Esta reação é importante e responsável pela geração de coloração marrom na lecitina e
por vezes ocorre também com a fosfatidiletanolamina. Alguns autores consideram que esta
reação confere impurezas à lecitina, desqualificando-a em termos qualitativos.
No caso de compostos moleculares a análise da sua solubilidade ou miscibilidade deve
sempre ser feita através da avaliação das energias atribuídas a cada componente molecular no
processo de dissolução, como foi realizado por Hansen (MELO, 2006). A representação química
de estruturas moleculares com distribuição energética pode ser verificada na Figura 2.14 que se
refere ao hexano e ao metanol.
50
Hexano
Metanol
FIGURA 2.31: Representação espacial das estruturas químicas de hexano e metanol.
Fonte: MELO, 2006.
Observa-se na Figura 2.14 que o hexano é estritamente apolar (pelo menos na
conformação apresentada, a mais estável), possui entre os átomos ligações do tipo covalente,
sem cargas e o metanol é claramente polar devido à diferenças de eletronegatividades entre os
seus átomos, possui ligações covalentes (carbono e hidrogênios), mas também de ponte de
hidrogênio (MELO, 2006).
Assim, quando se desejar solubilizar adequadamente e totalmente compostos de
natureza apolar como a lecitina de soja (componentes lipossolúveis do produto) deve-se verificar
os Parâmetros de Hansen dos solventes para se obter a melhor solubilização possível.
2.8 Processos Químicos de Despigmentação de Lecitina de Soja (Lecitina Branqueada e
Duplamente Branqueada)
O termo, purificação empregado no decorrer deste trabalho em detrimento ao termo
branqueamento, mais usual nas indústrias, é mais abrangente em denotar não só processo de
redução e/ou retirada da cor da lecitina de soja. Entretanto, observações visuais devem ser
realizadas nas lecitinas de soja adicionadas de peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla
para de fato denominar a despigmentação de purificação. O processo de redução da cor irá
depender da especificação comercial e utilização da lecitina, mas não somente à cor, como
também outros tipos de impurezas que possivelmente podem estar presentes na lecitina de soja
após processo de obtenção.
Segundo Martines (2006) a purificação é necessária para eliminar os aspectos que
imputam características indesejáveis e causam rancificação e oxidação do óleo. Tal afirmação
não é restritiva, podendo-se conferir ao termo purificação a conotação sobre a extração do
elemento que se deseja.
51
Em boas condições do processo de obtenção, a lecitina natural apresenta cor âmbar ou
castanha, mais ou menos escura cujas tonalidades dependem principalmente da qualidade do
óleo bruto obtido e da qualidade da semente processada (MORETTO; FETT, 1998). Para a
obtenção de lecitina de boa qualidade, a soja deve ser de primeira linha, não tendo sida mal
processada durante a secagem, nem estocada junto com grãos quebrados ou ardidos e com
impurezas, que possam provocar aquecimento do grão e conseqüente oxidação do óleo e das
gomas (DORSA, 1998).
Com relação à eficiência do processo para obtenção de lecitina de boa qualidade, dois
pontos críticos de controle a serem monitorados são a temperatura e a pressão nos equipamentos
durante a secagem da lecitina. O equipamento deve ser operado com vácuo e em temperaturas
que não ultrapassem 90°C, com a finalidade de não intensificar a coloração escura da lecitina
comercial natural (DORSA, 1998).
Obtendo-se como ideal, um produto de cor âmbar, pode ser comercializado em seguida
ou passar pelo processo de despigmentação (purificação) através da aplicação de agentes
descolorantes. De acordo com Morita e Assupção (1967) nos processos de descoloração podem
ser utilizados um ou vários dos agentes químicos:
Cloreto estanhoso: bastante utilizado para descolorização de óxi-ácidos ou ácidos
fenólicos como o ácido ânsico, ácido salicílico e ácido cresetínico.
Peróxido de benzoíla: ou comercialmente denominado de lucidol, forma anidrido
benzóico e oxigênio ativo; branqueador de farinhas em moinhos.
Peróxido de hidrogênio: é principalmente utilizado para branqueamento de fibras
animais, mas pode ser usado para descoloração de soluções.
Carvão ativado: para a absorção de enxofre, alcalóides, aminas e corantes.
Caulim D: usado na descoloração de petróleo e gorduras.
Acetato básico de chumbo: descolorante de gorduras (óleos) e agente precipitador.
Hidróxido de alumínio: descolorante de soluções em geral, floculante.
Gás sulfuroso: descoloração de açúcares.
Dentre esses compostos químicos utilizados para descoloração da lecitina de soja,
destaca-se o peróxido de hidrogênio, também conhecido comercialmente em solução como água
oxigenada
.
Esse composto possui propriedade bactericida (anti-séptico), isentando assim a
possibilidade de contaminação da lecitina de soja por microorganismos e aumentando a
qualidade do produto (BELITZ; GROSH, 1999).
52
Geralmente, o peróxido de hidrogênio é introduzido no processo durante a
homogeneização das gomas e antes do transporte ao secador. Outro método também empregado
é a adição do peróxido na operação de degomagem, sendo adicionada uma solução de 30 a 35%
juntamente com a água de hidratação das gomas (POLEDNA, 2006).
A adição de peróxido de hidrogênio pode ser ainda, feita após a secagem das gomas,
nos secadores através do arraste por vácuo com o objetivo de prolongar a vida útil do produto
(ação bactericida). Esta adição não deve ultrapassar os limites de seguridade do produto quanto
ao teor de peróxido de hidrogênio, devendo atender, portanto, aos padrões oficiais quanto às
características físicas comerciais definidos pela AOCS. Em ambos os métodos, a quantidade de
agente purificador adicionado pode chegar a 2% em relação aos fosfatídeos contidos, ou seja,
segundo especificação técnica da AOCS (Ja, 8-87) sobre a determinação da quantidade (índice)
de peróxidos presente na lecitina de soja, não deve ser menor que 1,5 mL de tiossulfato de sódio
0,01N por titulação volumétrica e não maior que 20 mL (SANTOS; ZANETTI, 1981).
Quanto à eficiência dos processos, os resultados obtidos são semelhantes e as demais
fases de operação de secagem e fluidificação da lecitina são idênticas àquelas para obtenção de
lecitina não purificada.
Existe ainda, a possibilidade de realizar uma dupla operação de purificação da lecitina
pelo emprego de um segundo agente purificador, geralmente o peróxido de benzoila, o que
resulta em produtos acabados de cor mais clara. Normalmente, quando se aplica o duplo
branqueamento, a adição dos agentes descolorantes se faz durante a degomagem do óleo bruto,
adicionando-se aproximadamente 2,0% de peróxido de hidrogênio em solução a 35% e 0,008%
de peróxido de benzoíla seco, em relação ao óleo bruto. As demais fases de operação de secagem
e fluidificação dessa lecitina também são idênticas às utilizadas para a obtenção de lecitina
natural e à purificada apenas uma vez (SANTOS; ZANETTI, 1981). A despigmentação da
lecitina de soja realizada somente com o peróxido de benzoíla não consta na literatura, sendo
verificados estudos com esse agente na descoloração de farinhas.
A lecitina obtida pelo processo utilizando esses dois agentes descolorantes é
denominada de lecitina de soja duplamente purificada. A adição de água oxigenada deve ser
muito bem controlada, pois em excesso, provoca índice de peróxido muito elevado, limitando,
dessa forma o uso da lecitina em alimentos.
Uma outra forma de purificação descrita por Allen et al (1953b) é a purificação pela
dissolução da lecitina bruta em éter etílico e a secagem com sulfato de magnésio anidro
(MgSO
4
), seguida de filtração. Parte do éter é evaporado utilizando-se um rotoevaporador,
reduzindo-se o volume a um terço do original. A solução é então resfriada em um banho de gelo,
53
purificada pela adição de carvão ativo e novamente é realizada a filtração. O solvente restante é
assim completamente removido em um rotoevaporador. Tem-se que por este processo são
removidas as substâncias hidrossolúveis que formam gomas, como também a
fosfatidiletanolamina e o ácido fosfatídico complexados com os sais de cálcio e magnésio.
Os métodos descritos e os agentes descolorantes possibilitam, portanto, a produção de
um grande conjunto, de pelo menos cinco tipos de lecitina de soja diferenciadas pelo grau de
acidez, percentual de ácidos graxos, cor, viscosidade e outros parâmetros.
Quimicamente, o processo de purificação da lecitina de soja pela inserção de agentes
descolorantes como o peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla ocasiona a peroxidação
(oxidação) de todos componentes químicos que compõem a lecitina de soja comercial cuja
principal característica é a geração de radicais livres e substâncias conhecidas como peróxidos.
2.9.1 Peroxidação
Diz-se que depois da deterioração microbiana, a oxidação de lipídeos que leva ao ranço
é a segunda causa mais importante de modificação maléfica nos alimentos, pois geram
compostos de odores e sabores desagradáveis que levam à rejeição do produto durante a
comercialização. A deterioração de lipídeos pode ocorrer pelos mecanismos de auto-oxidação,
termo-oxidação, foto-oxidação e também de forma enzimática. Esses mecanismos são
favorecidos por vários fatores, como insaturações ou pontos reativos da molécula de
triglicerídeo, temperaturas elevadas, exposição à luz e presença de metais, mas principalmente
pela presença de oxigênio (REGITANO d`ARCE, 2006).
Duas formas de deterioração de óleos e gorduras que se destacam são a rancificação
hidrolítica e a oxidativa. Ambas as reações modificam as estruturas dos óleos e gorduras
produzindo produtos indesejáveis, cujo sabor e odor não são característicos.
A racidez hidrolítica ocorre pela ação de microorganismos ou enzimas naturalmente
presentes nos alimentos, a ação do calor favorece essa degradação, além de poder promover a
desidratação do glicerol formando acroleína, substância comprovadamente cancerígena. Além do
calor, modificações no pH e atividade de água favorecem este processo. Já a rancidez oxidativa
dá-se pela ação de radicais livres que promovem a ruptura de ligações químicas entre cada átomo
das moléculas formadoras das gorduras e óleos. Os radicais livres são estruturas extremamente
reativas por possuírem um orbital eletrônico vazio o que o torna ávido por elétrons em busca do
equilíbrio químico. Inicialmente há a formação dos peróxidos com a inclusão de uma molécula
54
de oxigênio, cuja reatividade elevada, promove reações seqüenciais para formar compostos mais
estáveis quimicamente, sendo menos reativos os hidroperóxidos, aldeídos, cetonas e epóxidos. A
temperatura e a atividade de água influenciam neste processo (ANDRADE, 2006).
Devido à lecitina de soja ser um composto lipídico, componente do grupo dos óleos e
gorduras, sofre também o processo de deterioração denominado de peroxidação lipídica que é a
degradação de compostos apolares, a rancificação, formando como produtos da reação os
peróxidos, superóxidos e/ou hidroperóxidos pela reação em cadeia e geração de radicais livres.
Em se tratando do processo de produção de lecitina de soja comercial, que ocorre
normalmente à temperaturas inferiores a 90°C e que inúmeras enzimas perdem suas atividades
nessas condições, entende-se que na lecitina não haja enzimas ou se houver tenha pouquíssimas.
Mas, no presente estudo, desconsiderando a possibilidade da presença de alguma enzima na
lecitina de soja e focando o estudo de reações químicas envolvidas após a inserção de agentes
descolorantes para promover a purificação, tem-se que a rancidez que acomete a lecitina é a
oxidativa.
Assim, o termo radical livre pode ser freqüentemente usado na rancidez oxidativa para
designar qualquer átomo ou molécula com existência independente, contendo um ou mais
elétrons não pareados, nos orbitais externos, tornando a substância altamente reativa. Radicais
livres podem ser formados pela perda de um único elétron ou pelo ganho de um elétron de uma
substância não radical. Eles podem ser formados quando uma ligação covalente é quebrada e um
elétron de cada um dos pares permanece em cada átomo, em um processo chamado fissão
homolítica, ou seja, quebra realizada de forma homogênea entre os ligantes. Na maioria das
vezes, a energia necessária para dissociar uma ligação covalente pode ser fornecida por fontes
externas, como irradiação e calor. Entre as várias espécies de radicais livres estão principalmente
derivadas do oxigênio e dos metais de transição (VANNUCCHI et al, 1998). As principais
espécies de radicais livres derivadas do oxigênio, denominadas de EROs - Espécies Reativas de
Oxigênio, foram listados na Tabela 2.15.
O oxigênio é um bom agente oxidante, entendendo-se por oxidação a perda de elétrons
e por redução, o ganho de elétrons por um átomo ou molécula. O agente oxidante é a espécie que
age como receptor de elétrons das moléculas que oxida enquanto que um agente redutor é um
doador de elétrons (VANNUCCHI et al, 1998).
As formas mais reativas de oxigênio mostradas na Tabela 2.15, como o oxigênio
singlete, podem ser geradas por absorção de energia, nessa condição a restrição de rotações dos
elétrons em sentidos contrários é removida e a habilidade de oxidação é grandemente aumentada.
Se um elétron é adicionado ao oxigênio no estado fundamental forma-se o radical superóxido
55
(O
2
-
), já a adição de mais um elétron resultará no íon peróxido (O
2
-2
), que por muitos não é
considerado propriamente um radical (VANNUCCHI et al, 1998).
TABELA 2.15: Algumas espécies reativas de oxigênio.
Espécies Reativas de Oxigênio
Sigla Nomenclatura
OH Radical Hidroxilar
O
2
H Radical Hidroperoxilar
RO Radical Alcoxilar
ROO Radical Peroxilar
H
2
O
2
Peróxido de Hidrogênio
O
2
-
Radical Superóxido
1
O
2
Oxigênio Singleto
Q Radical Semiquinona
NO Radical Óxido Nítrico
HOCL Ácido Hipocloroso
ONOO
-
Peroxinitrito
R – radical de ácido graxo.
Fonte: adaptado de VANNUCCHI et al. (1998).
O radical superóxido é menos reativo que o radical hidroxila (OH
-
) e é formado a partir
da redução do oxigênio atmosférico. As reações desencadeadas pelo radical superóxido podem
gerar os radicais, hidroxila e peroxil. Em meio ácido, essas espécies reativas de oxigênio
rapidamente formam peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
). Os hidroperóxidos são os produtos mais
estáveis formados durante a peroxidação de lipídios insaturados, como ácidos graxos e colesterol
(ANDRADE JÚNIOR; SOUZA; SANTOS, 2005).
Os ácidos graxos esterificados com o glicerol, formando os triglicerídeos são os
principais componentes da fração lipídica e a fração fosfolipídica corresponde ao glicerol
esterificado com o ácido fosfórico mais dois radicais de ácidos graxos. Entre os ácidos graxos
estão presentes estruturas insaturadas que são mais susceptíveis à oxidação que as saturadas
(GÓMEZ; MENDONÇA JÚNIOR; MANCINI FILHO, 2003).
Os ácidos graxos poliinsaturados, ácidos graxos essenciais os quais não são produzidos
pelo organismo humano e necessitam ser adquiridos via alimentação, constituem as membranas
biológicas ligados aos fosfolipídeos e são alvo importante para o ataque de EROs (GÓMEZ;
MENDONÇA JÚNIOR; MANCINI FILHO, 2003).
56
A rancidez oxidativa pode também ser denominada de rancificação auto-oxidativa e é
dividida em três etapas: iniciação, propagação e terminação. Nas reações de iniciação formam-se
os radicais livres a partir, normalmente, dos ácidos graxos insaturados, submetidos a condições
adversas (irradiação, calor, umidade, etc), combinados com o oxigênio, produzindo peróxidos
lipídicos. Nas reações de propagação, acumulam-se os peróxidos e é nessa etapa que se oxida a
maioria dos ácidos graxos insaturados. Já nas reações de terminação, os radicais livres
procedentes da decomposição dos peróxidos lipídicos associam-se formando compostos não-
radicais de massa molecular baixa (aldeídos, cetonas, lactonas, ácidos graxos de cadeia curta,
etc) responsáveis pelo odor de ranço (PEREDA, 2005).
Nas membranas celulares fosfolipídicas, como resultado da peroxidação de ácidos
graxos ocorre a produção de malonaldeído em tecidos submetidos à oxidação dos ácidos graxos
poliinsaturados. Nessas membranas as vitaminas (tocoferois) bem como os carotenóides,
fornecem átomos de hidrogênio para os radicais livres no meio, impedindo a propagação em
cadeia (VANNUCCHI, et al, 1998).
Sobre a fase de iniciação da reação de auto-oxidação, há um período prévio de indução,
pois as reações dessa etapa possuem elevada energia de ativação, daí a impossibilidade de iniciar
de forma espontânea, sendo necessários temperaturas elevadas e iniciadores como a luz e a
presença de metais bivalentes ou metaloproteínas no meio. A fase de iniciação pode ser dividida
em duas sub-etapas: primária e secundária. A sub-etapa primária foi esquematizada
apropriadamente por Pereda (2005) como:
RH → R* + H* (radical alquila)
Reação 5
RH + O
2
→ ROO* + H* (radical peroxi)
Reação 6
Como verificado, nas reações 5 e 6 há a formação induzida de radicais alquilas e
peroxilas respectivamente, que quando em elevadas concentrações iniciam as reações da sub-
etapa secundária de forma monomolecular ou bimolecular da seguinte forma:
ROOH → RO* + OH* / ROOH → R* + H
2
O (radical alcoxi)
Reações 7
ROOH + ROOH → RO* + ROO* + H
2
O
Reação 8
As reações 7 ocorrem de forma monomolecular e a reação 8, bimolecular. De acordo
com Regitano D´Arce (2002) e Belitz e Grosh (1999), a degradação bimolecular na maioria dos
casos é desconsiderada, pois até atingir o nível de hidroperóxido necessário, a oxidação como
57
um todo já tornou o alimento não palatável. A etapa de propagação é dominada pelas duas
reações monomoleculares.
Segundo Pereda (2005), após as quatro reações acima, tem-se como resultado dois
radicais livres que na etapa de propagação podem formar mais peróxidos que consomem
oxigênio gasoso, ao invés de seguirem para etapa de terminação.
R* + O
2
→ ROO*/ ROO* + RH → ROOH + R*
Reações 9
As reações 9 podem ocorrer centenas de vezes, entretanto, como o acúmulo de
peróxidos é de natureza muito instável e vão se decompondo, o conteúdo dos mesmos ao final da
propagação vai diminuindo e como conseqüência a determinação realizada sobre o índice de
peróxidos só constitui medida efetiva no início da oxidação dos óleos e gorduras (PEREDA,
2005).
Como resultado da decomposição dos peróxidos, etapa de terminação, obtém-se
hidrocarbonetos, ácidos graxos de cadeia curta, radicais livres e compostos voláteis como
aldeídos e cetonas, produtos não reativos, como verificado nas reações 10 (PEREDA, 2005).
R* + R* → RR
Reações 10
R* + ROO* → ROOR
R* + RO* → ROR
R* + RO* → ROR
Nunes (2003), de forma didática montou um quadro no qual facilmente pode-se
visualizar as reações e estruturas formadas na peroxidação de hidrocarbonetos, como mostrado
na Figura 2.15.
Das estruturas formadas durante a peroxidação, os peróxidos (O
2
-2
) e hidroperóxidos
(OOH
-
) possuem destaque. A decomposição dos hidroperóxidos de ácidos graxos ocorre por
fissão homolítica formando radicais alcoxi, que por sua vez sofrem quebra e formam os aldeídos,
cetonas, alcoóis, hidrocarbonetos, ésteres, furanos e lactonas como produtos finais da
peroxidação (REGITANO d`ARCE, 2006).
58
FIGURA 2.32: Esquema simplificado sobre as reações em cadeia de degradação dos lipídeos.
Fonte: NUNES (2003).
Os radicais alcoxi (RO*) formam os produtos finais mais estáveis e podem ser formados
por três vias distintas: ruptura homolítica dos hidroperóxidos (11), interação entre radicais peroxi
(12) e ruptura homolítica de um peróxido (13). As reações das três vias são:
ROOH → RO* + *OH
Reação 11
ROO* + ROO* → 2RO* + O
2
Reação 12
ROOH →2 RO*
Reação 13
Entretanto, os hidroperóxidos na maioria das vezes reagem novamente com o oxigênio
formando os produtos secundários da peroxidação que são: epoxihidroperóxidos,
cetohidroperóxidos, dihidroperóxidos, peróxidos cíclicos e endoperóxidos bicíclicos
(REGITANO d`ARCE, 2002).
Os produtos formados destes hidroperóxidos diferem de acordo com a espécie que lhe
deu origem, conforme mostrado na Figura 2.16.
Andrade (2006) assegura que no processo de peroxidação inicialmente forma-se o
peróxido, que por ser um composto altamente reativo se converte a hidroperóxido, que por
reações de degradação formam os respectivos produtos secundários e finais da oxidação. A
determinação da peroxidação muitas vezes é avaliada através da análise de índice de peróxidos
que fornece a quantidade de peróxidos na amostra, entretanto como os peróxidos são produtos
primários tem sua quantidade decrescida ao longo do tempo, pois são degradados a
hidroperóxidos.
59
FIGURA 2.33: Estruturas formadas a partir de hidroperóxidos distintos.
Fonte: NUNES, (2003).
O acompanhamento do índice de peróxido em função do tempo pode indicar em qual
estágio de oxidação está o alimento. Quando os hidroperóxidos se quebram para produzir
compostos voláteis de sabor, é criado um sistema dinâmico de radicais livres e a natureza não
reativa da maioria dos produtos com o iodeto na análise titulométrica pode manter o índice de
peróxido constante (IAL, 2002).
Entretanto, o exame espectrofotométrico na faixa do ultravioleta pode fornecer
indicações sobre a qualidade de uma substância graxa, seu estado de conservação e as
modificações provocadas pelos processos tecnológicos, pois os produtos da auto-oxidação de
óleos e gorduras exibem espectros característicos nessa região. Os valores de tais absorbâncias
são expressos como coeficiente de extinção ou absorbância específica, ou seja, a absortividade
de uma solução de matéria graxa a 1% no solvente prescrito, em célula com passagem ótica de 1
cm (REGITANO d`ARCE, 2006).
A análise espectrofotométrica é capaz de fornecer informações da auto-oxidação dos
ácidos graxos sempre em termos relativos, visto ser acompanhada da isomerização, que é
absorvida em comprimentos de onda específicos na faixa do ultravioleta (232 nm para dienos
cojugados e 270 nm para trienos conjugados). Também os aldeídos insaturados absorvem nessa
60
região. São conhecidos, em 270 nm, produtos de oxidação secundária e terciária, por exemplo,
dicetonas e cetonas. Essa distinção é interessante porque permite diferenciar os estágios de
evolução: quanto maior a absorção em 232 nm, maior a concentração de peróxidos. Esse é o
início da oxidação (REGITANO d`ARCE, 2002).
Ao contrário, com a absorção em 268 nm mais alta, maior é a concentração de produtos
secundários, hidroperóxidos. O espectro pode detectar a oxidação que ocorreu antes do refino de
um óleo que venha a reduzir sua estabilidade oxidativa, embora as propriedades organolépticas
ainda sejam satisfatórias (REGITANO d`ARCE, 2002).
O aumento do índice de peróxido com o tempo influi diretamente na absorção do
espectro na região do ultravioleta, mas não com a mesma magnitude. Os valores de absortividade
ou absorbância específica geralmente apresentam boa correlação com o aumento de índice de
peróxido, substituindo-o em algumas situações.
O desenvolvimento da oxidação lipídica em sistemas alimentícios complexos, os quais
contêm os macro e micronutrientes, é grandemente afetado pelas interações, tendo impacto
negativo sobre a coloração, nutrientes, odor e sabor desses alimentos.
Como citado anteriormente, são várias estruturas de espécies reativas de oxigênio
(EROs), dentre elas está o peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
) e outra pouco comentada, mas também
utilizada como oxidante é o peróxido de benzoíla.
Os agentes oxidantes como o peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla são
utilizados como bactericidas no leite, agentes branqueadores nas farinhas dos cereais, nos
refinados protéicos e nos concentrados protéicos de pescados. O hipoclorito de sódio também é
utilizado freqüentemente como bactericida e branqueador de farinhas. No entanto, os agentes
oxidantes adicionados nos alimentos geram vários compostos oxidativos, como os radicais livres
pelo processo de degradação de peroxidação do respectivo substrato modificado, como
peroxidação lipídica, peroxidação de carboidratos e peroxidação protéica (FENNEMA, 2000).
A adição desses agentes nos alimentos deve ser realizada sob determinadas condições e
restrições, principalmente em termos de concentração adicionada, pois em excesso de ambos
geram compostos degradadáveis e inapropriados à alimentação.
2.9.2 Peróxido de Hidrogênio
O agente peróxido de hidrogênio é um líquido transparente e sem odor. É uma
substância relativamente instável e se decompõe lentamente liberando oxigênio. Essa
61
decomposição é acelerada pela luz e pelo calor. É completamente solúvel em água e se apresenta
como uma solução ácida com pH variando de acordo com a sua concentração (TRANCOSO,
2006).
Quimicamente é classificado como um peróxido, ou seja, compostos que apresentam a
estrutura, (- O – O -)
2-
, chamada de íon peróxido. Normalmente, os elementos que formam
peróxidos são os seguintes: hidrogênio, metais alcalinos, metais alcalino-terrosos, prata e zinco
(H
2
O
2
, Na
2
O
2
, MgO
2
, Ag
2
O
2
, ZnO
2
). Apenas o H
2
O
2
é molecular e todos os demais são iônicos.
O peróxido de hidrogênio (H2O2) é considerado um dos oxidantes mais versáteis que
existe, superior ao cloro, dióxido de cloro e permanganato de potássio. Através de catálise, o
peróxido de hidrogênio pode ser convertido em radical hidroxila (*OH) com reatividade inferior
apenas ao flúor (MATTOS, et al, 2003).
Sabe-se que o radical hidroxil (*OH) é um dos mais deletérios ao organismo humano,
possui estabilidade oxidativa maior que o peróxido e não possui enzimas que catalisem sua
remoção, diferentemente do peróxido de hidrogênio. Pode ser gerado principalmente por
radiação ionizante e em reação com metais de transição, a partir da Reação de Fenton ou de
Haber-Weiss, ou ainda pode reagir com o radical ânion superóxido e peróxido de hidrogênio.
Freqüentemente causa danos por quebrar as duplas ligações dos ácidos graxos poliinsaturados
(BRAGATO; TENÓRIO, 2007).
Atribui-se ao radical hidroxil, ao ânion superóxido e ao peróxido de hidrogênio, a
toxicidade do oxigênio, ao reagir com biomoléculas, danificando ou inativando estruturas
celulares (BRAGATO; TENÓRIO, 2007).
O peróxido de hidrogênio, quando em contato com os tecidos, se decompõe em
oxigênio e água, liberando radicais livres que são substâncias instáveis e muito reativas,
possuindo em sua estrutura um elétron desemparelhado. Para se tornarem estáveis, eles procuram
roubar elétrons de outras moléculas como os pigmentos (TRANCOSO, 2006).
O peróxido de hidrogênio em excesso no meio reacional favorece reações de auto-
decomposição e de seqüestro de radical hidroxila, gerando radicais com menor poder oxidante
(VILLA; SILVA; NOGUEIRA, 2007).
2 H
2
O
2
→ 2 H
2
O + O
2
Reação 14
H
2
O
2
+ *OH → HO
2
* + H
2
O Reação 15
62
Como oxidante, sua aplicação abrange a oxidação seletiva e manufatura de compostos
orgânicos, desde a despigmentação como, por exemplo, de polpas celulósicas na indústria de
papel como no tratamento de efluentes aquosos até como agente bactericida.
2.9.3 Peróxido de Benzoíla
O peróxido de benzoíla é considerado um agente oxidante orgânico, ou seja, que contêm
a estrutura bivalente, −O−O− (O
2
2-
), peróxido e pode ser considerado derivado do peróxido de
hidrogênio, em que um ou ambos os átomos de hidrogênio foram substituídos por radicais
orgânicos, grupamentos cíclicos. A Figura 2.17 é a representação química espacial do peróxido
de benzoíla.
FIGURA 2.34: Estrutura química espacial do peróxido de benzoíla.
Fonte: KUNITA, 2005.
Como pode ser verificado na estrutura do agente peróxido de benzoíla, há quatro átomos
de oxigênio ativos e dois anéis benzílas com três insaturações conjugadas cada, tal estrutura
torna o peróxido extremamente reativo. Se considerarmos a quantidade de oxigênio como
proporcional à atividade da espécie reativa de oxigênio, pode-se dizer que o peróxido de benzoíla
é mais reativo que o peróxido de hidrogênio. Entretanto, tal afirmação não é verdadeira, pois
devido ao tipo de ligações estabelecidas em cada molécula e à eletronegatividade de estabilidade
angular e de elétrons, o peróxido de hidrogênio reage mais ativamente que o peróxido de
benzoíla.
Segundo, Brasileiro, Clodette e Piló-Veloso (2001), o potencial de redução do peróxido
de hidrogênio é o segundo maior (1,78e
o,
v) dentre as espécies reativas mais estudadas, perdendo
apenas para o ozônio (2,07e
o,
v).
O uso de agentes branqueadores de farinha é bastante recente no Brasil, e o único
branqueador previsto pela legislação brasileira é o peróxido de benzoíla. O tratamento com este
aditivo é feito exclusivamente pelos moinhos de trigo, já que sua adição é feita logo após a
moagem do trigo. Os agentes branqueadores atuam sobre os pigmentos carotenóides da farinha
63
de trigo, oxidando-os. Isto permite a obtenção de pães com miolo mais branco, que é uma
característica que agrada bastante o consumidor (PAVANELLI, 2000).
A utilização do peróxido de benzoíla não é realizada apenas nas farinhas de um modo
geral, mas também pode ser utilizada em requeijões, observando-se os limites máximos
permitidos a serem adicionados (GALLINA, 2005).
O peróxido de benzoíla é uma substância termicamente instável em condições adversas
como temperatura elevada, assim ocorre com a maioria dos peróxidos orgânicos, que podem
sofrer decomposição exotérmica auto-acelerável. Além disso, podem apresentar uma ou mais das
seguintes propriedades (KUNITA, 2005):
ser sujeitos a decomposição explosiva;
queimar rapidamente;
ser sensíveis a choque ou atrito;
reagir perigosamente com outras substâncias;
causar danos aos olhos.
Peróxido de benzoíla (BPO) é um composto muito empregado nos mais diversos
setores, dentre os quais na indústria farmacêutica, alimentícia e petroquímica. Na indústria
alimentícia e petroquímica é utilizado como agente oxidante descolorante, já na indústria
farmacêutica, além de agente descolorante é utilizado amplamente como agente anti-acnéico
possuindo destaque em sua ação (KOZAN et al, 2010).
Como anti-acnéico, é um agente que possui efeito oxidante, irritante e anti-séptico capaz
de provocar a queda da camada córnea da pele ou reduzir sua espessura se utilizado
descomedidamente. Sua utilização controlada, no que se refere a sua eficácia contra a acne é
atribuída à ação antibacteriana pela liberação de radicais livres tóxicos para os microrganismos.
O peróxido de benzoíla pode possuir também atividade sebo-estática, ao reduzir e reagir com os
lipídeos superficiais e ácidos graxos livres da pele durante o tratamento. Adsorve-se na pele, é
metabolizado a ácido benzóico e posteriormente excretado como benzoato pela urina. Não há
casos registrados de toxicidade sistêmica causada pelo fármaco. Tem ação bactericida por liberar
oxigênio gradualmente, principalmente contra bactérias anaeróbias ou microaerofílicas. Supõe-se
que atue também reduzindo as enzimas bacterianas, do tipo lipase, que são responsáveis pela
formação de ácidos graxos livres, irritantes (BATISTUZZO, 2006).
Portanto, pela ação similar do peróxido de benzoíla com o peróxido de hidrogênio, para
a despigmentação ou mais apropriadamente, para a purificação da lecitina de soja usada como
emulsificante.
III – MATERIAL E MÉTODOS
Para a execução do projeto da dissertação, foram adquiridas no comércio de cidade
Uberlândia, amostras de lecitina de soja comercial do tipo padrão (standard), cujos parâmetros
físico-químicos de qualidade eram conhecidos e certificados pela AOCS. As amostras adquiridas
foram da marca SOLAE tipo SOLEC
TM
SG, cujo conteúdo líquido era de 1 kg, acondicionado
em saco branco de polietileno e estampado com o rótulo verde, como mostra a Figura 3.1.
FIGURA 3.1: Imagem das amostras de lecitina de soja pura adquiridas.
Foram adquiridos 8 sacos de 1 kg da lecitina e foram utilizados no experimento cerca de
7,200 kg dessa lecitina nos experimentos e respectivos tratamentos. A lecitina utilizada trata-se
de emulsificante de grau alimentício, composto por fosfolipídeos e óleo de soja. Observa-se na
Figura 3.1 que a lecitina utilizada no experimento possui dados de Informações Nutricionais que
são apresentadas na Tabela 3.1.
65
TABELA 3.1: Informação nutricional da lecitina de soja em 20 g (2colheres de sopa).
Quantidade por porção VD (*)
Valor energético 175 kcal= 732 kJ 8%
Carboidratos 0,7 g 0%
Proteínas 0,0 g 0%
Gorduras totais 19,0 g 34%
Gorduras saturadas 4,0 g 18%
Gorduras trans 0,0 g -
Fibra alimentar 0,0 g 0%
Sódio 4,0 mg 0%
Fosfatidilcolina 260,0 mg 47%
* % Valores Diários com base em uma dieta de 2.000 kcal ou 8.400kJ. Os valores diários podem ser maiores ou
menores dependendo das necessidades energéticas de cada indivíduo.
Fonte: RÓTULO LECITINA SOLAE (1 kg)
Foi verificado na rotulagem do produto que a lecitina comercial utilizada contém grande
quantidade de gorduras, que se somadas (gorduras totais) compõem 34% do produto, além do
mais consta no produto, percentuais de carboidratos e sais de sódio.
A lecitina de soja comercial adquirida possui alguns parâmetros físico-químico de
qualidade, regulamentados, estabelecidos e emitidos pela AOCS, como mostra a Tabela 3.2.
TABELA 3.2 - Parâmetros físico-químicos de qualidade da lecitina de soja classificada como
standard.
Observa-se que o teor de umidade máximo para a lecitina de soja tipo standard ser
comercializada é de 1%, deve possuir no mínimo 62% de fosfolipídeos (fosfatidilcolina,
66
fosfatidilinositol e fosfatidiletanolamina) e no máximo arrastar no processo de degomagem 30%
de óleo, podendo posteriormente à secagem da lecitina serem adicionados ácidos graxos livres ao
produto para reduzir a viscosidade e assim adequá-la quanto à classificação comercial.
Com a lecitina comercial citada, foram realizados experimentos com peróxido de
hidrogênio e com peróxido de benzoíla. Para cada experimento foram realizados quatro
tratamentos, ou seja, em quatro béqueres de vidro com capacidade para 200 mL, foram
adicionadas quantidades diferentes de agentes descolorantes nas proporções de 0,5%, 1,0%,
1,5% e 2,0% aos quais em seguida adicionou-se 100 g de lecitina de soja comercial pré-aquecida
a 45°C. O planejamento experimental do presente trabalho pode ser visualizado na Figura 3.2.
FIGURA 3.2 – Fluxograma dos experimentos
Manteve-se um tratamento branco contendo somente 100 g de lecitina de soja pura que
foi denominado de tratamento Y0 para ambos os agentes descolorantes.
Anteriormente às adições dos agentes descolorantes, a lecitina de soja comercial
armazenada em sua respectiva embalagem foi colocada em um suporte plástico rígido de
polipropileno, aquecida em banho-maria até atingir a temperatura de 45°C±1,0°C, medidos com
termômetro de escala até 100°C±1,0°C através de um pequeno orifício aberto na embalagem. Tal
procedimento foi realizado para diminuir a viscosidade aparente da lecitina de soja, mas sem
alterar as propriedades químicas da lecitina. A diminuição na viscosidade aparente da lecitina de
67
soja foi realizada para auxiliar na dispersão dos agentes descolorantes, peróxido de hidrogênio
em estado líquido e o peróxido de benzoíla em estado sólido na forma de pó fino.
O peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
) utilizado foi da marca Impex cuja, concentração de
peróxidos era de 35% (v/v) na forma líquida. Já o peróxido de benzoíla utilizado foi da marca
Vetec em estado sólido cuja dosagem anidra era de 65% (p/p).
O peróxido de hidrogênio foi adicionado com auxílio de pipeta de 1,00 mL em béqueres
de 200 mL e em seguida esses béqueres foram tarados em balança analítica e adicionados de 100
g de lecitina de soja. O mesmo procedimento foi realizado para o peróxido de benzoíla, mas por
ser sólido, foi pesado em 0,5 g, 1,0 g, 1,5 g e 2,0 g, respectivamente, conforme prevê os
tratamentos. As concentrações de peróxidos de hidrogênio a 35% adicionadas nas proporções
citadas nos tratamentos foram calculadas pela equação 05 e as concentrações de peróxido de
benzoíla pela equação 06:
g
smLperóxidolecitinagC
100
*)(
ρ
=
(05)
g
gperóxido
gC
100
)( =
(06)
Os percentuais calculados de peróxido de hidrogênio a 35% adicionados em cada
tratamento, correspondem às respectivas concentrações 7,380x10
-3
g/g (Y1), 1,476x10
-2
g/g (Y2),
2,214x10
-2
g/g (Y3) e 2,952x10
-2
g/g (Y4), considerando-se a densidade do peróxido igual a
1,476 g/mL, apresentada no rótulo do produto utilizado. Para o peróxido de benzoíla anidro 65%
as concentrações calculadas em cada tratamento foram 5,000x10
-3
g/g (Y1’), 1,000x10
-2
g/g
(Y2’), 1,500x10
-2
g/g (Y3’) e
2,000x10
-2
g/g (Y4’).
As dispersões dos agentes descolorantes foram realizadas com auxilio de agitador
elétrico da marca Biomatic modelo 1006, com hélice simples e cilíndrica sendo mantida a
rotação em 900rpm variando em ±100rpm, aferida com o aparelho tacômetro, marca Shimpo
modelo DT-205B. O tempo de mistura foi de 2 minutos para cada tratamento, controlado com
cronômetro simples de pulso. Antes de se realizar as análises físico-químicas, verificou-se a
temperatura de cada tratamento, ficando essa próxima à ambiente, 28°C±2°C.
As lecitinas adquiridas foram tratadas com agentes descolorantes e analisadas no
Laboratório de Físico-química do Instituto Federal de Educação do Triângulo Mineiro (IFTM),
campus Uberlândia. Foram analisados os teores de umidade, índice de saponificação e clorofilas,
após elaboração dos tratamentos com os agentes descolorantes. Também foram analisados os
resultados dos experimentos no Laboratório de Engenharia Bioquímica da Universidade Federal
de Uberlândia – UFU, departamento de Engenharia Química, as substâncias primárias e
68
secundárias formadas durante a reação de peroxidação, carotenóides e substâncias marrons
presentes nos tratamentos.
Para a realização das análises físico-químicas em ambos os laboratórios, foram usadas
vidrarias, equipamentos e utensílios pertinentes a cada um dos métodos selecionados para o
estudo da purificação da lecitina de soja em termos de redução de sua coloração natural.
A escolha sobre quais análises deveriam ser realizadas para compreender a
despigmentação da lecitina de soja, foi relacionada às características químicas e de composição
do produto. Relacionando-se os componentes arrastados na etapa de degomagem que interferem
na coloração da mesma (carotenóides, substâncias marrons e clorofilados) e os componentes
químicos gerados na reação de peroxidação pela adição de peróxidos de hidrogênio e benzoíla,
como peróxidos, hidroperóxidos, ácidos graxos livres e água sobre a coloração típica da lecitina.
Para a execução das análises físico-químicas de determinação de estruturas formadas
durante a reação de peroxidação (extinção específica por absorção), substâncias marrons e
carotenóides, foi necessário utilizar um solvente adequado, que melhor solubilizasse a lecitina de
soja pura (Y0). Portanto, houve a necessidade de se verificar qual entre os solventes de
característica predominantemente apolar, melhor dispersaria e diluiria a lecitina, o que foi feito
por meio da realização dos Testes Preliminares.
Vários autores, para extração de substâncias oleaginosas, cuja característica química é a
apolaridade das moléculas, citam o hexano como o solvente mais utilizado e adequado para
solubilizar óleos, principalmente de soja, entretanto, foi necessário verificar a solubilização
específica do produto lecitina de soja. A lecitina é excelente emulsificante, possui natureza
hidrofóbica (apolar) predominante e características hidrofílicas (polar) formando micelas quando
dispersa a depender do meio.
Os resultados de cada análise físico-química foram comparados entre os agentes
descolorantes, peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla, e discutidos para se verificar qual
dentre os peróxidos despigmentou efetivamente a lecitina de soja comercial.
3.1 Teste Preliminar
Procedeu-se à execução de teste preliminar para selecionar o solvente a ser utilizado na
determinação de substâncias marrons, carotenóides e estruturas prímárias e secundárias formadas
durante a peroxidação. A solubilidade da lecitina de soja foi testada com 10 diferentes solventes:
acetona, benzeno, ciclohexano, clorofórmio, hexano, metanol, octanol, pentanol, propanol e
69
tolueno. Os Testes Preliminares foram realizados no laboratório de físico-química do Instituto
Federal do Triângulo Mineiro, campus Uberlândia.
A metodologia modificada refere-se à determinação de Umidade a 105°C descrita pelo
Instituto Adolf Lutz (2002). A adaptação no método oficial consistiu na utilização filtros de
papel secos em estufa a 105°C (três para cada solvente, triplicata) por 1 hora e mais 30 minutos
em dessecador de vidro com sílica gel, com massa quantificada e identificados, em detrimento às
cápsulas de porcelanas originalmente utilizados na metodologia.
Os filtros de papel com as massas quanificadas e identificados após tempo de estufa e
dessecação foram inseridos em funis de vidro suportados em erlermeyers de 500 mL nas
condições ambientes (pressão a 1atm, temperatura de 28°C), como mostra a Figura 3.3.
FIGURA 3.3: Etapa de filtração do Teste preliminar.
As amostras de lecitina de soja comercial foram diluídas na proporção de 1+2 ou 1:3, ou
seja, uma parte de soluto para o dobro da quantidade de solvente orgânico, para cada um dos dez
tipos de solventes testados: acetona, benzeno, ciclohexano, clorofórmio, hexano, metanol,
octanol, pentanol, propanol e tolueno.
Quantificou-se a massa final dos filtros de papel, após a filtração dos conteúdos líquidos
por duas horas e secagem desses em estufa a 105°C por uma hora. Em intervalos de 30 em 30
minutos, após a uma hora, as massas foram aferidas até obtenção de massa constante. O resíduo
do filtro foi convenientemente denominado de insolúveis seguido do respectivo nome do
solvente.
70
Procurou-se como resultado do teste, o solvente que solubilizasse ao máximo possível a
lecitina de soja, deixando a menor massa residual retida (insolúveis) nos filtros de papel
considerando-se o caráter oleaginoso da lecitina de soja (lipossolúvel) de característica apolar
predominante.
3.2 Análises físico-químicas dos Tratamentos
Após a realização dos Testes Preliminares e determinação do solvente apropriado para
solubilizar a lecitina de soja para quantificação de substâncias marrons, estruturas primárias e
secundárias da reação de peroxidação e carotenóides, procedeu-se à realização dos experimentos
e execução das análises com as metodologias específicas e demais análises pertinentes para
quantificar as alterações nos componentes da lecitina. As metodologias utilizadas em cada
análise físico-química estão resumidamente descritas na Tabela 3.3.
TABELA 3.3: Resumo descritivo das análises físico-químicas.
Análises físico-químicas dos experimentos nos tratamentos: Y1, Y2, Y3, Y4 (Peróxido de
Hidrogênio), Y1’, Y2’, Y3’, Y4’ (Peróxido de Benzoíla) e Y0 (lecitina pura)
Teor de Umidade Método convencional em estufa a 105°C segundo
metodologia descrita pelo Instituto Adolf Lutz
(2002).
Índice de Saponificação Método titulométrico denominado de índice de
Koettstorfer segundo metodologia descrita pelo
Instituto Adolf Lutz (2002).
Estabilidade Oxidativa Extinção Específica - Método espectrofotométrico
descrito pelo Instituto Adolf Lutz (2008).
Teores de Compostos Clorofilados Método espectrofotométrico descrito na
metodologia utilizada por Engel e Poggiani (1991).
Teores de Subst. Marrons e Carotenóides Método espectrofotométrico descrito por
Lezerovich (1985).
Coloração e Despigmentação Método Qualitativo de Comparativo Visual
71
3.2.1 Umidade – Secagem direta em estufa a 105ºC (IAL, 012/IV, 2002).
A umidade corresponde à perda em massa do produto quando aquecido em condições
nas quais a água é removida. Na realidade, não é somente a água removida, mas podem ser
outras substâncias que se volatilizam em estufa mantida a 105°C. O resíduo obtido no
aquecimento direto é chamado de resíduo seco. O aquecimento direto da amostra a 105°C é o
processo mais usual (IAL, 2002).
E, para a execução da metodologia no laboratório de físico-química do IFTM, foram
usadas a estufa a 105°C, estabilizada a essa temperatura por meia hora antes de sua utilização;
balança de precisão com resolução de 0,1 mg; dessecador de vidro com sílica gel; cápsulas de
porcelanas e pinça.
Utilizando a balança, quantificou-se as massas das cápsulas de porcelana previamente
aquecidas a 105°C em estufa e determinou-se as massas de lecitina de soja, que variaram em
torno de 5 g de amostra de cada tratamento nas cápsulas de porcelanas previamente taradas e
codificadas. Essas foram levadas à estufa e aquecidas por três horas a 105°C constante,
resfriadas em dessecador até temperatura ambiente e determinadas as massas. Determinou-se as
massas finais repetindo a operação de aquecimento, de uma em uma hora e resfriamento até
massa constante em cada tratamento ou em cada cápsula.
A massa final e o teor de umidade determinado nos tratamentos foram obtidos pela
Equação 07:
(m/m) umidade %/)100(
=
×
PN
(07)
Na qual N refere-se à massa de umidade (g) perdida em cada cápsula de cada tratamento
e P é o número em gramas da massa no início do procedimento de determinação da umidade.
Tal procedimento foi realizado em triplicata para se determinar o teor de umidade
(percentual) em cada tratamento no instante em que eram realizados os tratamentos com os
agentes descolorantes, pelo mesmo procedimento de adição dos agentes descolorantes.
3.2.2 Índice de Saponificação (IAL, 328/IV, 2002).
O índice de saponificação é a quantidade de álcali necessário para saponificar uma
quantidade definida de amostra e expressa o número de miligramas de hidróxido de potássio
necessário para saponificar um grama de amostra (IAL, 2002).
72
Para a execução dessa metodologia no laboratório de físico-química do IFTM, foram
utilizadas as amostras de cada tratamento, aproximadamente 5 g, obtidas após secagem em estufa
a105°C, pois o método consiste em utilizar de 4 a 5 g de amostra sem impurezas e sem traços de
umidade.
Cada uma dessas massas foi transferida para erlenmeyers identificados e com massas
determinadas e a esse foram adicionados 50 mL de solução alcoólica de KOH (hidróxido de
potássio) a 4% (g/mL). Em seguida levou-se esses frascos para uma chapa aquecida até que os
conteúdos fervessem, acoplados a condensadores por uma hora, ou seja, sistema com refluxo de
água.
Desconectados dos condensadores e após resfriamento completo dos frascos, foi
adicionado 1,0 mL de fenolftaleína (indicador) a 0,1N e titulados com solução de ácido
clorídrico a 0,5N (mol/L) padronizado, até a completa viragem, ou seja, o desaparecimento da
coloração rósea da solução.
Foi preparado um frasco de erlenmeyer denominado branco por não conter amostra de
lecitina de soja, sendo utilizado no cálculo de determinação do índice de saponificação. Foi
também determinado do fator de correção da solução de ácido clorídrico 0,5N (mol/L), solução
padronizada.
A determinação dos índices de saponificação em cada tratamento foi realizada através
da seguinte equação:
(mg) çãosaponifica de índice/)](05,26[
=
−
×
×
PABf
(08)
Na qual, A refere-se ao volume gasto de ácido clorídrico na titulação de cada
tratamento, B é o volume de ácido clorídrico gasto na titulação do branco, f é o fator de correção
da solução de ácido clorídrico. P refere-se às massas sem impurezas e livres de umidade das
amostras de lecitina de soja.
Tal procedimento foi realizado em triplicata para se determinar o índice de
saponificação (ácidos graxos livres) em cada tratamento no momento em que eram realizados os
tratamentos, pelo mesmo procedimento de adição dos agentes descolorantes.
3.2.3 Estabilidade Oxidativa - Extinção Específica por absorção na região do ultravioleta (IAL,
343/IV, 2002).
Segundo Oetterer, Regitano d´Arce e Spoto (2006), a determinação do índice de
peróxido é o procedimento mais utilizado para determinar o grau de oxidação. Embora a teoria
73
da oxidação de gorduras e óleos postule que os compostos iniciais sejam hidroperóxidos,
normalmente são denominados de peróxidos, cujos teores podem ser determinados
quantitativamente pela titulação com iodeto de potássio em meio de ácido acético glacial.
O índice de peróxido, segundo os métodos oficiais da AOCS e IUPAC é a medida do
teor de oxigênio reativo expresso em termos de miliequivalentes de oxigênio por 1000 gramas de
matéria graxa ou como milimoles de peróxido por quilo de matéria graxa, 1 milimol = 2
miliequivalentes (OETTERER; REGITANO D`ARCE; SPOTO, 2006).
O método de Extinção Específica é normalmente utilizado para o exame
espectrofotométrico de azeite de oliva e outros óleos e gorduras na região do ultravioleta. A
absorção em 232 e 270 nm, comprimentos de onda especificados no método, correspondem à
presença de dienos e trienos conjugados, respectivamente, a serem identificados nas amostras.
Estes compostos são formados através dos mecanismos oxidativos e/ou decorrentes do refino de
óleos (IAL, 2002).
A análise espectrofotométrica é capaz de fornecer informações sempre em termos
relativos, da auto-oxidação dos ácidos graxos e aldeídos insaturados, visto ser acompanhada da
isomerização que é analisada em comprimentos de onda específicos na faixa do ultravioleta (232
nm para dienos cojugados e 270 nm para trienos conjugados: dicetonas e cetonas). Essa distinção
é interessante porque permite diferenciar os estágios de evolução da peroxidação: quanto maior a
absorção em 232 nm, maior a concentração de compostos primários, que é o início da oxidação.
Do contrário, com a absorção em 268 nm, mais alta, maior é a concentração de produtos
secundários no final da oxidação (OETTERER; REGITANO D`ARCE; SPOTO, 2006).
Estas absorções podem ser expressas levando-se em consideração as extinções molares
específicas de cada produto, ou seja, absorbância de uma solução a 1% do produto no solvente
apropriado, numa espessura de 1 cm, convencionalmente indicadas por E
1%
1cm
(IAL, 2002).
Esse método apresenta vantagens como exigir amostras menores e ser mais preciso e
mais simples que o procedimento analítico para o índice de peróxido (OETTERER; REGITANO
D`ARCE; SPOTO, 2006). Neste método, 1,0 g de cada uma das amostras foi diluída (1:20) em
hexano e a extinção da solução (absorbância) foi determinada nos comprimentos de onda
especificados (232 nm e 270 nm), usando como referência o solvente puro. A análise da
absorbância foi realizada no laboratório de bioquímica da UFU no aparelho UV-VIS
Spectrofotometer Shimadzu modelo UV mini 1240 em cubeta de 1 cm e os comprimentos de
onda ajustados com hexano (branco).
74
A modificação na metodologia descrita pelo Instituto Adolf Lutz (2008) referiu-se ao
que foi descrito por Oetterer, Regitano d´Arce e Spoto (2006), sobre a medição da absorbância
da amostra em comprimentos de onda específicos. Dessa forma não foram utilizadas a alumina e
o padrão da mesma, bem como as equações que constam no método do Instituto Adolf Lutz
(2002), mas apenas a verificação das substâncias primárias e secundárias geradas na peroxidação
em termos de absortividade específica, como realizado por Carvalho (2007).
Tal procedimento foi realizado em triplicata para se determinar a absortividade
específica em cada tratamento no instante em que eram elaborados os tratamentos, pelo mesmo
procedimento de adição dos agentes descolorantes.
3.2.4 Compostos Clorofilados - Metodologia utilizada por Engel e Poggiani (1991).
Este método foi utilizado por Engel e Poggiani em 1991, para determinar a
concentração de clorofila contida em alfaces e verificar as alterações espectrais da clorofila
modificando as condições de plantio da cultivar. Desde então vem sendo utilizada na
quantificação de compostos clorofilados de produtos agrícolas.
A quantificação dos componentes clorofilados da lecitina de soja foi realizada no
laboratório de físico-química do IFTM. Efetuou-se a dissolução de aproximadamente 2 g de
amostra para cada tratamento em 10 mL de acetona 80% (v/v). Cada alíquota diluída foi
submetida à leitura da absorbância em espectrofotômetro HACH LANGE 55, modelo DR 2800
em cubeta de 2 cm e leituras nos comprimentos de onda 645, 652 e 663 nm. As absorbâncias
obtidas foram ajustadas através de cálculo simples para um caminho óptico de 1 cm como
determina a metodologia.
Os teores de clorofila a, clorofila b e clorofila total (mg/g) foram determinados
utilizando-se as Equações 2, 3 e 4 respectivamente, descritas anteriormente no capítulo 2
subtópico 2.6.1 deste trabalho e estudadas por Engel e Poggiani em 1991. Nas equações, o
parâmetro A é a absorbância específica em cada comprimento de onda para cada tratamento e m
é a massa de cada tratamento.
Tal procedimento foi realizado em triplicata para se determinar o teor de compostos
clorofilados em cada tratamento no momento em que eram elaborados os tratamentos, pelo
mesmo procedimento de adição dos agentes descolorantes.
75
3.2.5 Teor de Substâncias Marrons e Carotenóides - Método desenvolvido por Leverovich
(1985)
Atualmente, determinam-se e especificam-se com exatidão cromatográfica os
pigmentos constituintes da lecitina de soja. Entretanto, o último método oficial realizado de
forma mais simples foi o de Lezerovich (1985) que estudou espectrofotometricamente os
pigmentos da lecitina de soja e determinou os comprimentos de onda específicos para cada
pigmento. Distinguiu os pigmentos coloríferos em: substâncias marrons, clorofilados
(esverdeados) e carotenóides (avermelhados), pois a mistura desses fornece a coloração típica da
lecitina, âmbar escuro.
Para a determinação de carotenóides realizou-se a diluição (1:20) de 1 g de cada
amostra do tratamento (Y1, Y2, Y3, Y4, Y1’, Y2’, Y3’, Y4’ e Y0) em 19 mL de hexano,
solvente devidamente selecinado, seguida da análise espectrofotométrica no laboratório de
bioquímica da UFU em espectrofotômetro UV-VIS Spectrofotometer Shimadzu modelo UV
mini 1240 em cubeta de 1 cm e os comprimentos de onda ajustados com hexano (branco).
No mesmo laboratório e equipamentos, procedeu-se a análise de substâncias marrons na
diluição de 1:20 com hexano e com leitura ajustada a 365 nm e 456 nm. A concentração dessas
substâncias marrons (mg/g) e carotenóides (ppm) foram obtidas respectivamente pelas Equações
09 e 10.
1000/}36,6/)5,6{(..
456365
i
CAAMSubst ×−×=
(09)
/)34103800(
448 if
CCA +×−=
(10)
A quantificação de carotenóides (concentração em ppm) foi calculada pela Equação 16,
na qual C
f
é a concentração mássica final, C
i
é a concentração mássica inicial da amostra de cada
tratamento e A é a absorbância determinada espectrofotometricamente com o comprimento de
onda fixo a 448 nm. As análises foram realizadas no mesmo laboratório e equipamentos
utilizados para determinação de substâncias marrons. Assim como na Equação 16, na Equação
15, C
i
corresponde à concentração de soluto inicial em amostra de cada tratamento.
Tal procedimento foi realizado em triplicata para se determinar os teores de substâncias
marrons e carotenóides em cada tratamento no momento em que eram elaborados os tratamentos,
pelo mesmo procedimento de adição dos agentes descolorantes.
76
3.2.6 Coloração – Método Empírico de Comparação Qualitativa Visual
Visualmente, por simples comparação dos tratamentos foi possível verificar se houve a
clarificação ou purificação da lecitina de soja através de adição dos agentes descolorantes sob
determinadas concentrações e observar as diferenças nas intensidades de coloração entre os
tratamentos.
De acordo com Bender (s.d.), o termo clarificação refere-se ao processo de clareamento
de um líquido com partículas suspensas, podendo ser realizado através de processos físicos e/ou
adição de enzimas e agentes floculantes. Já o termo purificação, refere-se à remoção de
impurezas do produto por processo químico.
IV – RESULTADOS E DISCUSSÕES
A pesquisa sobre a despigmentação da lecitina de soja no que diz respeito à redução de
coloração deteve-se até então, no levantamento teórico do processo de obtenção do produto
lecitina de soja comercial tipo standard, através do processo de degomagem, das funções
químicas e físicas sobre o aspecto de sua utilização como emulsificante e principalmente sobre
as espécies químicas que compõem a lecitina comercial utilizada na pesquisa.
Assim, neste capítulo procurou-se relatar os resultados de análises físico-químicas
realizadas para cada tratamento, em triplicata, com relação às concentrações de agentes
descolorantes adicionados e ao tipo de agente, bem como a execução de análise estatística
adequada. Adicionalmente, tem-se a discussão dos resultados obtidos e comparados com os
dados existentes na literatura sobre a lecitina ou quando não encontrados, relacionados com
afirmações investigadas em assuntos correlatos.
Após o tratamento da lecitina de soja com os agentes descolorantes foram realizadas
análises físico-químicas para a qualificação ou quantificações das alterações ocorridas em cada
tratamento. Metodologicamente considerou-se a adição dos agentes descolorantes à
determinadas concentrações e à busca por metodologias que avaliassem as estruturas químicas
que compõem a lecitina com relação às modificações avaliadas de forma quantitativa e também
de forma qualitativa. As análises físico-químicas realizadas, umidade, saponificação e
estabilidade oxidativa, que tiveram como objetivo verificar a reação de peroxidação em si
(quantificação da ação dos agentes descolorantes) e relacionadas à qualidade final do produto.
As análises de compostos clorofilados, carotenóides e substâncias marrons foram realizadas para
a verificação da qualidade da despigmentação e quantificação da peroxidação desses
componentes.
78
4.1 Teste Preliminar
A estrutura molecular do solvente determina a sua característica polar, apolar ou
hidrogeniônica, podendo-se definir a característica de solubilidade do soluto uma vez que
conhecidos os parâmetros sobre a molecularidade do solvente.
De acordo com Brum, Arruda e Regitano-d´Arce (2009), existem lipídios neutros que
são ligados covalentemente e podem ser extraídos dos tecidos, vegetais ou animais, por solventes
apolares, enquanto que há lipídios polares, os quais são ligados por forças eletrostáticas e pontes
de hidrogênio que requerem solventes polares capazes de quebrar tais ligações e liberá-los.
Salientam também, que o solvente n-hexano é estritamente apolar e não tem a mesma eficiência
para extrair os lipídios ligados (polares) como outros solventes de maior polaridade.
As características moleculares dos solventes universalmente utilizados foram estudadas
e a esses foram atribuídos parâmetros de solubilidade como pode ser verificado na Tabela 2.14.
Alguns solventes, inclusive seus respectivos valores relacionados às forças químicas moleculares
foram elucidadas por Hansen (ARCHER, 1996).
Para se proceder aos ensaios experimentais de despigmentação da lecitina de soja,
principalmente para execução das análises de substâncias marrons, carotenóides e de estruturas
primárias e secundárias formadas na peroxidação, primeiramente foi necessário o conhecimento
e pesquisa do solvente que melhor solubilizaria a lecitina de soja. Para tanto, levantou-se entre
vários solventes os que apresentaram valores numéricos de Hansen elevados para a característica
apolar independente dos demais parâmetros. Para verificar qual dos solventes listados na Tabela
2.14 seria o mais indicado para solubilizar a lecitina de soja, realizou-se um estudo realizando-se
a metodologia modificada descrita pelo Instituto Adolf Lutz (2002) sobre a análise do teor de
umidade a 105°C que se restringiu à simples filtração e diferença de massas dos filtros de papel
antes e após a filtração da lecitina diluída de uma parte do produto para duas partes do solvente
(p/p).
Sobre as massas retidas, entendeu-se referir aos constituintes polares da lecitina de soja
que não foram solubilizados pelos solventes, adequadamente denominadas de insolúveis. Na
Tabela 4.1 têm-se os resultados médios das massas de insolúveis retidas nos filtros de papel
posteriormente à filtração da lecitina de soja diluída 1+2 por cada solvente, bem como os
respectivos desvios padrões. Tem-se também os valores percentuais correspondentes a cada
retenção mássica nos filtros.
79
TABELA 4.1: Massas médias (polares) obtidas e os desvios padrões médios após filtragem da
lecitina de soja diluída nos respectivos solventes.
Solvente Massa de Insolúveis
(g)
Percentual de Insolúveis (%)
Acetona (CH
3
)
2
CO
4,4124±1,44
74,56
Benzeno (C
6
H
6
)
2,2927±0,75
60,63
Ciclohexano (C
6
H
12
)
1,6553±0,64
51,80
Clorofórmio (CHCl
3
)
1,3280±0,59
47,32
Hexano (C
6
H
14
)
1,0229±0,69
40,71
Metanol (CH
3
OH)
4,2558±1,53
73,43
Octanol (C
8
H
18
)
1,4357±0,60
49,21
Pentanol (CH
3
)
2
CH(CH
2
)
2
OH
3,1779±1,01
68,26
Propanol (C
3
H
8
O)
4,9012±1,62
76,46
Tolueno (C
7
H
8
)
0,9610±0,62
38,62
Verifica-se na Tabela 4.1 que o tolueno apresentou-se como o melhor diluente para a
lecitina de soja da marca SOLAE tipo padrão (standard) denominada comercialmente por
SOLEC
TM
SG, pois apresentou a menor média de massa retida nos filtros de papel. O segundo
melhor solvente para a lecitina diluída foi o hexano. Tal resultado pode ser melhor visualizado
na Figura 4.1.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Insolúveis (%)
FIGURA 4.1 – Gráfico de resultados percentuais de massa de lecitina de soja retida por cada
solvente.
80
Não era esperado que o tolueno tivesse menor teor de insolúveis, pois de acordo com os
parâmetros de solubilidade o hexano era o único 100% apolar, assim esperava-se que esse tivesse
o melhor resultado, visto o caráter predominantemente apolar da lecitina de soja. Observa-se
também na Tabela 4.1 que para valores de massas elevadas retidas nos filtros, obteve-se elevados
valores de desvios padrão.
Deste resultado, infere-se que na composição da lecitina de soja comercial utilizada há
componentes polares que foram solubilizados pela força química molecular (
p
δ
) do tolueno.
Tais componentes são provenientes do processo de degomagem durante a extração dos
fosfolipídeos com a água e supõem-se que haja a hidratação de outras substâncias hidrossolúveis
tais como açúcares e proteínas. Verifica-se no rótulo do produto utilizado (Figura 3.1 e Tabela
3.1) que há aproximadamente 35 g de carboidratos por quilo de lecitina compondo-o e não
constando qualquer conteúdo de proteínas, portanto esse percentual de carboidratos no produto
pode ter influenciado no resultado obtido, pois os carboidratos são essencialmente
hidrossolúveis.
Apesar do tolueno se apresentar como o melhor solvente para solubilizar a lecitina de
soja utilizada no experimento, optou-se em utilizar o hexano, que forneceu o segundo melhor
resultado, segunda menor massa retida no filtro, ou seja, segundo menor índice de insolúveis,
pois industrialmente sua utilização seria facilitada, uma vez que é utilizado para extrair o óleo
bruto da massa celular dos grãos oleaginosos, sendo na fábrica recuperado após o uso. Então,
não haveria a necessidade de aquisição de outro solvente e montagem de outra estrutura de
segurança para armazenamento.
Outro fato que contribui para a escolha do hexano como solvente apropriado para a
lecitina de soja em relação ao tolueno, foi publicado por Hackbart (2007), trabalho no qual
consta os custos aproximados e os pontos de ebulição de cada solvente, como mostra a Tabela
4.2.
Como pode ser verificado na Tabela 4.2, o custo aproximado do hexano é bem inferior
ao do tolueno, assim como seu ponto de ebulição, demandando menor energia necessária para
ser recuperado na plataforma de recuperação do solvente, após ser utilizado na etapa de extração
dos solúveis.
Trabalhos sobre a solubilização e extração da lecitina de soja são extremamente
escassos, mas sobre o rendimento de óleos ou lipídeos totais são inúmeras.
81
TABELA 4.2: Custo e Ponto de Ebulição dos Solventes
Solvente Custo Aproximado (R$) Ponto de Ebulição (°C)*
Acetano de n-amila 1000,00 (importado) 147,55
Tolueno 13,00 110,65
Éter di-isso-propílico 150,00 68,25
Ciclohexano 17,00 80,75
n-hexano 10,00 68,75
Metil iso butil cetona 18,00 115,85
* the merck índex (1983).
Fonte: HACKBART, 2007.
Sousa (2002) verificou experimentalmente o rendimento percentual sobre o poder de
extração do óleo de soja no que se refere aos solventes hexano, metil-etil-cetona e éter de
petróleo e, conclui que a combinação metil-etil-cetona teve maior poder extrator, ficando o
hexano como segundo solvente mais adequado para extrair o óleo de soja bruto. Entretanto,
Manzke et al (2008) realizou um estudo comparativo sobre o rendimento de extração de óleo de
diferentes fontes tratados com éter de petróleo e hexano, e não verificou diferença significativa
entre os solventes.
Em estudo realizado por Brum, Arruda e Regitano-d´Arce (2009) para listar a eficiência
das metodologias do Instituto Adolf Lutz (2002) sobre a extração de lipídeos, verificaram a
dependência do método com relação à matriz do alimento ao testarem as extrações nos produtos,
aveia em flocos (matéria-prima de origem vegetal, rica em ácidos graxos insaturados) e peito de
frango (matéria-prima de origem animal, rica em ácidos graxos saturados). Verificaram que o
hexano, solvente apolar, extrai com menor eficiência os lipídios da aveia em flocos, já o solvente
clorofórmio e metanol são mais polares que n-hexano e isopropanol e, dessa forma, há uma
extração eficiente de lipídios provenientes da aveia em flocos.
Mas, outro fator que coloca o hexano como o solvente selecionado nesse trabalho, é ser
utilizado como diluente para análise físico-química de insolúveis em hexano, análise esta
regulamentada pela AOCS (AOCS-Ca-3-46) como parâmetro de qualidade físico-química que
define o tipo de lecitina de soja como Standard (padrão) ou Premium, além do fator de
viscosidade e outros. Este valor de insolúveis em hexano expresso, ora em miliequivalentes, ora
em percentual determina a quantidade aproximada de hidrossolúveis (componentes polares)
presente na lecitina de soja, uma vez que todos os fosfatídeos da lecitina são apolares. Outra
análise oficial da AOCS que determina a quantidade de fosfatídeos na lecitina é a de insolúveis
em acetona (AOCS-Ja-4-46), ou seja, pela característica desse solvente, dissolve-se a parte polar
e insolubiliza-se a parte apolar do produto que são os fosfolipídeos. Tais afirmações podem ser
82
visualizadas na Tabela 2.6, que se refere aos parâmetros e padrões físico-químicos estabelecidos
pelos órgãos competentes para utilização da lecitina na alimentação.
Vale ressaltar que a intenção de selecionar o melhor solvente para a lecitina de soja foi
estritamente para a realização das análises físico-químicas de substâncias marrons, carotenóides
e determinação do índice de peróxidos através de análises espectrofotométricas. Todos os
solventes testados possuiam característica predominantemente apolar, entretanto o hexano como
solvente 100% apolar garante com maior segurança a solubilidade de todas as substâncias
apolares componentes da lecitina de soja (carotenóides, clorofilas, fosfatídeos e ácidos graxos
livres).
4.2 Análises físico-químicas dos experimentos e tratamentos
Para verificar a eficiência dos tratamentos de despigmentação da lecitina de soja foram
analisados os teores de umidade, índice de saponificação, estruturas primárias e secundárias da
reação de peroxidação, compostos clorofilados totais, clorofila “a”, clorofila ”b”, substâncias
marrons e carotenóides. Estas análises também foram utilizadas para descrever os
comportamentos de cada agente descolorante em termos de reação de peroxidação. Todos os
parâmetros obtidos nas análises referem-se à média dos resultados.
4.2.1 Teor de Umidade
O teor de umidade, em cada tratamento, foi realizado em triplicata e segundo a
metodologia descrita pelo Instituto Adolf Lutz (2002) em estufa a 105°C, subtópico 3.2.1.
A análise experimental de teor de umidade realizada no tratamento Y0 referiu-se à
umidade da lecitina pura, não adicionada de agentes descolorantes. O teor de umidade médio no
tratamento Y0 foi igual a 0,1833%, ou seja, 1,833x10
-3
g/g e o desvio padrão foi de ± 0,06.
Experimentalmente foram determinadas as umidades de cada amostra em cada
tratamento e experimento de acordo com a metodologia de aquecimento em estufa a 105°C até
obtenção de massa constante e os resultados podem ser observados na Tabela 4.3.
Verificou-se na Tabela 4.3 variações nos desvios padrões obtidos em cada tratamento,
isto decorre de que os tratamentos do experimento com peróxido de benzoíla terem sido
realizados em dias diferentes do experimento com peróxido de hidrogênio.
83
TABELA 4.3: Teores de umidade médios determinados experimentalmente em estufa a 105°C.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Umidade (%) Tratamentos Umidade (%)
Y1
0,4000±0,14
Y1’
0,2800±0,01
Y2
0,6200±0,10
Y2’
0,3100±0,01
Y3
0,9600±0,15
Y3’
0,4600±0,03
Y4
1,2200±0,08
Y4’
0,5700±0,02
Subtraindo dos valores experimentais da Tabela 4.3, quanto ao teor de umidade
encontrado em cada tratamento de cada experimento, do valor de Y0, têm-se os valores
mostrados na Tabela 4.4.
TABELA 4.4: Teores de umidade médios em cada tratamento sem a umidade do tratamento Y0.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Umidade (%) Tratamentos Umidade (%)
Y1
0,2167±0,14
Y1’
0,0967±0,01
Y2
0,4367±0,10
Y2’
0,1267±0,01
Y3
0,7767±0,15
Y3’
0,2767±0,03
Y4
1,0367±0,08
Y4’
0,3867±0,02
Observou-se na Tabela 4.4 que os teores de umidade determinados para o peróxido de
hidrogênio são superiores aos valores encontrados nos tratamentos com peróxido de benzoíla. O
ocorrido se relaciona com a umidade adicionada por cada reagente, peróxido de hidrogênio a
35%, ou seja, possuía 75% de solução aquosa e o peróxido de benzoíla 65% anidro, possuía 35%
de umidade. Dessa forma, dos valores encontrados na Tabela 4.4 teve-se que realizar a uma
dedução do teor de umidade adicionada por cada reagente, respectivamente 75% e 35%.
Assim, tem-se a Tabela 4.5 na qual constam os teores de umidade gerados na adição dos
agentes descolorantes, peróxido de hidrogênio a 35% e peróxido de benzoíla 65% anidro, isentos
dos teores de umidade que cada reagente carreava.
Assim, observa-se na Tabela 4.5 que os teores de umidade médios gerados aumentaram
à medida que foram aumentadas as concentrações de peróxido de hidrogênio e peróxido de
benzoíla. Verificou-se também que os teores de umidade gerada na peroxidação pelo agente
peróxido de benzoíla foram bem inferiores que o peróxido de hidrogênio. Isso se deve ao estado
físico do agente, um na forma sólida (peróxido de benzoíla) e outro na forma líquida (peróxido
de hidrogênio), o qual proporciona melhor dispersão e aumento do contato entre as estruturas
84
químicas para reação e geração de água livre. Deve-se também às estruturas moleculares de
ambos agentes descolorantes, o peróxido de hidrogênio se degradado em presença de calor e luz
forma água e oxigênio atmosférico, já o peróxido de benzoíla nas mesmas condições forma gás
carbônico.
TABELA 4.5: Teores de umidade médios em cada tratamento sem a umidade do tratamento Y0.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Umidade (%) Tratamentos Umidade (%)
Y1
0,0758±0,14
Y1’
0,0628±0,01
Y2
0,1528±0,10
Y2’
0,0823±0,01
Y3
0,2718±0,15
Y3’
0,1798±0,03
Y4
0,3628±0,08
Y4’
0,1353±0,02
Em 2009, Castro, realizou trabalho muito semelhante ao verificar o teor de umidade da
lecitina de soja tratada com peróxido de hidrogênio a 35%, nas concentrações de 1,0%, 2,0% e
3,0% e observou que os teores de umidade foram crescentes com o aumento na concentração de
reagente. O mesmo autor, não realizou estudos e ensaios com o peróxido de benzoíla.
De acordo com Mendonça (2009), nas reações de peroxidação seja lipídica ou de outro
substrato, em alimentos com baixa atividade de água (A.a. menor que 0,10) oxidam-se
rapidamente. Aumentos de atividade de água para 0,30 retardam a oxidação. E, em atividade de
água entre 0,55 e 0,85, ocorre um novo aumento na taxa das reações pela mobilidade dos
catalisadores presentes. Portanto, na lecitina de soja pura (tratamento Y0) cuja atividade de água
inicial foi de 0,1833%, a probabilidade de oxidação é elevada devido à baixa atividade de água, o
mesmo ocorre com os tratamentos de Y1’ a Y4’ e nos tratamentos Y1 a Y3. No tratamento Y4
verificou-se uma baixa probabilidade à oxidação.
Sabe-se que o aumento na probabilidade ou disponibilidade à oxidação, eleva-se o grau
de deterioração e em outras palavras diminui a estabilidade oxidativa de óleos e gorduras.
Anos antes, Prado Filho (1994) havia verificado a oxidação lipídica dos óleos contidos
nas farinhas de soja, macadâmia e castanha do Pará com relação às diferentes umidades relativas.
Observou que na oxidação de lipídeos, o teor de umidade tem efeitos diferentes dependendo do
agente catalizador da reação, oxigênio ou enzima e que normalmente uma diminuição da água
disponível conduz a uma diminuição nas reações deterioradoras, especialmente as enzimáticas
do alimento, devido à limitação da mobilidade dos reagentes. Paralelamente, a água disponível
pode formar pontes de hidrogênio com hidroperóxidos, diminuindo sua taxa de decomposição e,
85
também, interferir com a reatividade de radicais livres propagadores das reações que levam ao
ranço uma vez que fornece proteção do substrato (lipídeo) contra o contato com oxigênio, agente
da autoxidação.
De acordo com Bellaver (2009), os fatores que influenciam a oxidação lipídica são: a
temperatura, o teor de umidade, oxigênio, enzimas, presença de bactérias e fungos, pressão, luz e
íons metálicos (Fe, Co, Cu, Mn), esses fatores, durante o armazenamento por longos períodos
influenciam na formação de radicais livres. Portanto, pode-se inferir valores de atividade de água
muito baixo e muito elevados de água livre ou atividade de água no alimento gorduroso, maiores
serão os índices de radicais livres, de ácidos graxos livres, radicais, estruturas que deterioram as
matérias graxas principalmente formando sabor de ranço.
4.2.2 Índice de Saponificação
A determinação do índice de saponificação teve como objetivo identificar a quantidade
de matéria graxa dispersa no experimento do tratamento Y0 e nos demais tratamentos. O índice
de saponificação de acordo com Ribeiro e Seravalli (2007) determina o grau de deterioração e a
estabilidade do óleo à oxidação, além disso, estima a massa média dos ácidos graxos que
compõem a gordura ou a matéria lipídica.
Sobre a lecitina de soja utilizada, foi verificado, através de leitura do rótulo do produto
(Figura 3.1 e Tabela 3.1), a existência de constituintes graxos (gordurosos) diferentes dos
fosfatídeos, portanto pode-se esperar que na análise de índice de saponificação, o tratamento Y0
apresenta significativa quantidade de matéria graxa.
A adição dessas matérias graxas como descrito na revisão é bastante comum para as
lecitinas de sojas denominadas como standard (padrão), visto que a inserção de óleo nas lecitinas
comerciais diminui sua viscosidade adequando-as à classificação comercial. Entretanto, o maior
conteúdo de ácidos graxos inseridos na lecitina, além dos que a constituem (os fosfolipídeos) são
fontes de deterioração, uma vez que possuem sítios ativos de oxi-redução, as duplas ligações nas
cadeias de ácidos graxos dos triglicerídeos.
A determinação do índice de saponificação foi realizada de acordo com metodologia
titulométrica descrita pelo Instituto Adolf Lutz (2002) e cujos valores obtidos podem ser
verificados na Tabela 4.6.
86
TABELA 4.6: Índice de saponificação médio (mg de KOH/g) experimental em cada tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Índice de Saponificação Tratamentos Índice de Saponificação
Y1
156,47±1,11
Y1’
173,73±1,66
Y2
160,26±3,50
Y2’
182,47±1,53
Y3
162,02±1,82
Y3’
186,56±1,05
Y4
168,51±4,42
Y4’
196,51±2,41
A média do índice de saponificação obtida no tratamento Y0 foi igual a 154,80±0,57 mg
de KOH/g utilizando solução padronizada para os tratamentos com peróxido de hidrogênio e
156,60±0,81 mg de KOH/g para também o tratamento Y0 utilizando solução padronizada para os
tratamentos com peróxido de benzoíla.
De acordo com Kobori e Jorge (2004), os óleos comestíveis como o óleo de palma e o
óleo se milho possuem respectivamente os índice de saponificação, 196 a 205 mg de KOH/g e
187 a 196 mg de KOH/g.
Castro, em 2009, verificou o índice de saponificação da lecitina de soja tratada com
peróxido de hidrogênio a 35% em diferentes diluições e obteve o valor de 154,80 mg de KOH/g
para a lecitina pura utilizada em seu experimento. Para o seu tratamento com 1% obteve 158,08
mg de KOH/g, para o tratamento com 2%, 221,53 mg de KOH/g e para o tratamento com 3% de
peróxido obteve-se 231,49 mg de KOH/g.
Os valores obtidos no presente trabalho, Tabela 4.27, são inferiores dos apresentados
por Castro (2009), sendo que o índice de saponificação da lecitina de soja comercial pura
exatamente igual ao obtido no estudo de purificação. Essa igualdade nos valores refere-se à
utilização da mesma lecitina de soja comercial. Os demais valores de Castro (2009) foram
superiores.
Na Tabela 4.7, têm-se os valores finais dos índices de saponificação em cada
tratamento, os quais foram obtidos pela subtração dos respectivos índices de saponificação
determinados em cada tratamento pelo valor determinado no tratamento Y0 para cada agente
descolorante. Estes valores referem-se aos ácidos graxos gerados após a adição dos agentes
peroxidantes.
Observa-se na Tabela 4.7 que com o aumento na concentração de agentes descolorantes,
aumentaram-se os índices de saponificação em cada tratamento. Os índices de saponificação para
o agente peróxido de benzoíla foram superiores aos obtidos para o peróxido de hidrogênio, ou
seja, uma quantidade maior de ácidos graxos livres foi detectada nas titulações desse agente. Nos
87
tratamentos, os elevados valores de ácidos graxos livres decorreram da hidrólise da matéria
graxa presente (ácidos graxos esterificados) e pela quebra ou dissociação dos ácidos graxos que
compõem os fosfatídeos em presença de agentes oxidantes.
TABELA 4.7: Índices de saponificação médios finais (mg de KOH/g) em cada tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Índice de Saponificação Tratamentos Índice de Saponificação
Y1
1,6700±1,04
Y1’
17,1300±1,66
Y2
5,4600±3,50
Y2’
25,8700±1,53
Y3
7,2200±1,82
Y3’
29,9600±1,06
Y4
13,7100±4,42
Y4’
39,9100±2,41
É importante ressaltar que a matéria graxa adicionada (triglicerídeos) na lecitina pura foi
subtraída dos valores obtidos experimentalmente após as adições de diferentes agentes
descolorantes, permitindo associar o aumento da concentração de agentes descolorantes,
proporcional ao aumento de ácidos graxos livres obtidos. Este fato está relacionado à
peroxidação das moléculas de fosfolipídeos.
Segundo Araújo (1999), valores pequenos de índice de saponificação indicam a
presença de ácidos graxos de massa molecular elevada, já valores de índice de saponificação
elevados denotam a presença de ácidos graxos de massa molecular pequeno.
Mais precisamente, quanto maior o comprimento da cadeia de ácido graxo presente em
uma amostra, menos sódio ou potássio é absorvido na reação de determinação, logo o ácido
graxo possui maior massa molecular (OETTERER; REGITANO d`ARCE; SPOTO, 2006).
Novamente, na Tabela 4.7 verificou-se que a obtenção de índices de saponificação
elevados nos tratamentos com peróxido de benzoíla se comparados com os tratamentos com
peróxido de hidrogênio indicam que os ácidos graxos livres nos tratamentos Y1’, Y2’, Y3’ e Y4’
são de cadeia curta, ou seja, pode-se dizer que os ácidos graxos gerados na oxidação com
peróxido de benzoíla possuem massas moleculares menores.
Outra observação pode ser realizada, ao relacionar o teor de umidade determinado
anterior à análise de índice de saponificação. Verifica-se na Tabela 4.5 (teor de umidade médio
final) e na Tabela 4.7 (índice de saponificação médio final) que os valores em cada tratamento
aumentam com o aumento na concentração de agente descolorante. E, de acordo com Kucek
(2004), a presença de água favorece, inevitavelmente, a saponificação dos triglicerídeos
paralelamente à sua conversão em ésteres, ou seja, a elevação na quantidade de ácidos graxos
livres. Os menores valores de umidade foram obtidos para os tratamentos com peróxido de
88
benzoíla que apresentaram maiores valores de ácidos graxos livres, devido à menor liberação de
moléculas de água durante a hidrólise.
Segundo Osawa (2005) a determinação da quantidade de ácidos graxos livres e de sua
qualidade, sejam de cadeias curtas ou longas, está relacionada ao estado de deterioração dos
lipídeos. Se, os ácidos graxos fossem de cadeia curta, baixa massa molecular, eles seriam mais
facilmente degradados em situações de estresse oxidativo, fornecendo odores e sabores
desagradáveis ao produto.
Conclui-se, portanto, que os ácidos graxos livres determinados nos tratamentos com o
peróxido de benzoíla são mais passíveis de deterioração oxidativa do que os tratamentos com
peróxido de hidrogênio, mesmo esse último apresentando valores de umidade superiores.
4.2.3 Estabilidade Oxidativa - Extinção Especifica por absorção no UV
A determinação da quantidade de compostos intermediários formados na reação de
peroxidação, como estruturas primárias da peroxidação como dienos e trienos conjugados e as
secundárias como cetonas e dicetonas teve como objetivo relacionar os resultados obtidos com o
estado oxidativo da lecitina pura em relação aos demais tratamentos dos experimentos.
De acordo com Oetterer, Regitano D`Arce e Spoto (2006) a determinação da
estabilidade oxidativa diz respeito ao estudo da deterioração de óleos e gorduras (formação de
ranço) com o acompanhamento da ação do oxigênio sobre a matéria lipídica.
Para comparar a peroxidação dos fosfolipídeos pelos agentes peroxidantes, analisou-se a
quantidade de estruturas primárias e secundárias através de técnica espectrofotométrica, em
comprimentos de ondas específicos. O resultado final da quantidade e qualidade da estabilidade
oxidativa da lecitina tratada ou não, ou melhor, de substâncias absorvedoras de oxigênio e
propagadoras de radicais livres em cadeia formados foram avaliados em relação à absortividade
mássica específica em leituras a 232 nm e 270 nm.
O solvente utilizado para solubilizar a lecitina foi o hexano, determinado através do
Teste Preliminar. Os percentuais de ambos agentes descolorantes, adicionados em cada
tratamento, correspondem às respectivas concentrações 7,380x10
-3
g/g (Y1), 1,476x10
-2
g/g (Y2),
2,214x10
-2
g/g (Y3) e 2,952x10
-2
g/g (Y4), considerando-se a densidade do peróxido igual a
1,476 g/mL, para o peróxido de hidrogênio. Para o peróxido de benzoíla anidro 65% as
concentrações em cada tratamento foram 5,000x10
-3
g/g (Y1’), 1,000x10
-2
g/g (Y2’), 1,500x10
-2
g/g (Y3’) e
2,000x10
-2
g/g (Y4’).
89
Na Tabela 4.8 têm-se os valores iniciais médios de absorbâncias determinados em
comprimentos de onda a 232 nm, correlacionando a quantidade de dienos e trienos conjugados
formados, ou seja, ácidos graxos oxidados que possuem o radical peróxido (-O-O)
-
em suas
estruturas, que constituem os compostos primários gerados na reação de peroxidação.
TABELA 4.8: Absorbâncias iniciais médias determinadas a 232 nm e cubeta de 1 cm em cada
tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
0,1488±0,03
Y1’
0,1570±0,01
Y2
0,1689±0,04
Y2’
0,1470±0,01
Y3
0,1735±0,06
Y3’
0,1323±0,02
Y4
0,2094±0,05
Y4’
0,1290±0,01
Dos valores mostrados na Tabela 4.8 foi necessário realizar a subtração da absorbância
inicial média determinada no tratamento Y0 a qual foi 0,0574±0,002 e cuja concentração
correspondeu a 0,0526 g/mL de lecitina de soja diluída em hexano. Assim, tem-se a Tabela 4.9
com os valores médios de absorbância em cada tratamento.
TABELA 4.9: Absorbâncias finais médias determinadas a 232 nm e cubeta de 1 cm em cada
tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
0,0914±0,03
Y1’
0,0996±0,01
Y2
0,1115±0,04
Y2’
0,0896±0,01
Y3
0,1161±0,06
Y3’
0,0749±0,02
Y4
0,1520±0,05
Y4’
0,0716±0,01
Observa-se pelos valores das absorbâncias na Tabela 4.9 que ocorreu um
comportamento atípico, pois os valores determinados para o agente peróxido de hidrogênio
foram crescentes (da menor absorbância para a maior) e para o peróxido de benzoíla foram
decrescentes (da maior absorbância para a menor). O aumento nas concentrações de peróxido de
hidrogênio elevou a absorbância e o aumento na concentração de peróxido de benzoíla diminuiu
os valores da absorbância para determinação de estruturas primárias de oxidação como dienos e
trienos conjugados.
90
De acordo com Oetterer, Regitano D`arce e Spoto (2006) essa determinação é
interessante porque permite diferenciar os estágios de evolução da peroxidação: quanto maior a
absorção em 232 nm, maior a concentração de compostos primários, que é o início da oxidação.
Do contrário, com a absorção em aproximadamente 268 nm, maior é a concentração de produtos
secundários, final da oxidação. Normalmente, os produtos primários são estruturas que possuem
radicais peróxidos e os secundários possuem os hidroperóxidos.
Portanto, na Tabela 4.9 verificou-se que ao se aumentar a concentração de peróxido de
hidrogênio ocorreu um aumento na formação de estruturas primárias da reação de peroxidação.
Já o aumento de concentração de agente peróxido de benzoíla diminuiu a formação dessas
mesmas estruturas. Tal fato pode ser justificado pelas diferenças moleculares que ambos agentes
descolorantes apresentam em suas estruturas e devido à disponibilidade dessas estruturas no
meio reacional.
Segundo, Villa, Silva e Nogueira (2007), o peróxido de hidrogênio em excesso no meio
reacional se auto decompõe formando água e radical com menor poder de reação. No
experimento, o aumento na concentração de água oxigenada a 35% gerou maior teor de água,
menor teor de ácidos graxos livres e maiores conteúdos de estruturas primárias na reação de
peroxidação. Já as reações de oxidação do peróxido de benzoíla são pouco conhecidas sabendo-
se apenas que gera, ao ser oxidado, gás carbônico, maiores teores de ácidos graxos livres e
menores absorções de estruturas primárias oxidativas.
Na Tabela 4.10 têm-se os valores médios de absorbância determinadas a 270 nm. Esta
leitura refere-se à formação de estruturas secundárias da reação de peroxidação, tais como
cetonas e dicetonas, estruturas que possuem radicais como os hidroperóxidos.
TABELA 4.10: Absorbâncias iniciais médias determinadas a 270 nm e cubeta de 1 cm em cada
tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
0,1524±0,04
Y1’
0,1570±0,03
Y2
0,1733±0,01
Y2’
0,1470±0,02
Y3
0,1770±0,02
Y3’
0,1323±0,02
Y4
0,2101±0,02
Y4’
0,1290±0,01
Nova análise, em triplicata, do tratamento Y0 foi realizada para determinação da
absorbância cujo valor aferido foi de 0,0618±0,01 e a concentração correspondente foi de 0,0526
91
g/mL de lecitina de soja diluída em hexano. Na Tabela 4.11 têm-se os valores da Tabela 4.10
subtraídos da absorbância obtida no tratamento Y0.
TABELA 4.11: Absorbâncias finais médias determinadas a 270 nm e cubeta de 1 cm em cada
tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
0,0906±0,04
Y1’
0,0952±0,03
Y2
0,1115±0,01
Y2’
0,0852±0,02
Y3
0,1152±0,02
Y3’
0,0705±0,02
Y4
0,1483±0,02
Y4’
0,0672±0,01
Observa-se na Tabela 4.11 que o comportamento “atípico" persiste mesmo para a
determinação a 270 nm mostrando uma diminuição na quantidade de compostos secundários da
reação de peroxidação, com o aumento na concentração de peróxido de benzoíla e o contrário
para o peróxido de hidrogênio. Tal fato foi esperado uma vez que as estruturas contendo radicais
hidroperóxidos são produtos formados posteriormente à formação das estruturas com radicais de
peróxidos, ou seja, para os tratamentos que apresentaram elevada absorbância a 232 nm, esses
continuaram a apresentar elevada absorbância a 270 nm.
Segundo, Bellaver (2009) a reação de peroxidação é uma reação em cadeia que se inicia e
propaga com a presença de radicais livres. As moléculas de triglicerídeos ou fosfolipídeos, os
quais contem ácidos graxos insaturados esterificados são muito reativas e em contato com
oxigênio formam peróxidos, que por sua vez, reagem com outra molécula oxidável, induzindo a
formação de hidroperóxidos e mais radicais livres. Os hidroperóxidos originam mais radicais
livres, capazes de atacarem outras moléculas e formarem mais radicais livres, aumentando os
peróxidos. A reação de peroxidação somente será finalizada quando houver o rompimento de
moléculas contendo o radical livre para formarem produtos de massa molecular mais baixa
(aldeídos, cetonas, álcoois e ésteres), os quais são voláteis e associados aos odores de
rancificação.
Sobre a informação acima, pôde-se realizar a associação entre a diminuição na
formação dessas estruturas nos tratamentos com peróxido de benzoíla com a formação de
estruturas estáveis e não radicais no meio, possivelmente seguidas da formação de estruturas
odoríferas. Por fim, os valores médios finais obtidos nas leituras de 232 nm (peróxidos) e na
leitura a 270 nm (hidroperóxidos) foram bastante proporcionais, sendo que no tratamento Y2
teve-se o mesmo resultado.
92
Segundo Ferrari e Souza (2008), a estabilidade oxidativa de óleos e produtos
oleaginosos podem ser analisados por extinção específica (espectrofotometria) em relação à
absortividade molar (L/mol.cm) ou mássica (L/g.cm) em cada um dos tratamentos dos
experimentos.
De acordo com Perkampus (1992), a fórmula de Bouguer-Lambert-Beer, matemática
para se calcular a absorbância em gases e soluções na região do ultravisível (UV) e visível (VS)
ou qualquer outro parâmetro pode ser dada pela Equação 11.
bCA
×
×
=
ε
(11)
Na qual, A é a absorbância da amostra,
ε
é a absortividade específica molar (L.mol
-1
.cm
-
1
), C é a concentração molar (mol/L) e b é o caminho óptico em cm que a luz polarizada incide
sobre a amostra. Para o caso de não utilizar a concentração em mol/L, Silverstein, Webster e
Kiemle (1991) equacionou a Equação 12:
CbaA
×
×
=
(12)
Há uma relação linear entre a absorbância e a concentração ao se manter o caminho
óptico da luz constante, podendo ser determinada a concentração da espécie em solução. E, o
parâmetro A refere-se à absorbância, a é a absortividade mássica específica (L/g.cm), b é o
caminho óptico percorrido (1 cm) e C é a concentração da espécie (g/L).
Aplicando na Equação 24, as concentrações das massas iniciais (g/g) para cada
tratamento, especificadas no inicio desse subtópico, mantendo-se o caminho óptico constante e
utilizando das absorbâncias anteriormente determinadas, pôde-se encontrar as absortividades
mássicas específicas dadas em (g/g.cm) em cada tratamento e comprimento de onda como
mostram a Tabela 4.12 e a Tabela 4.13.
TABELA 4.12: Absortividades mássicas específicas médias (g/g.cm) em cada tratamento e em
cada experimento a 232 nm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absortividade Tratamentos Absortividade
Y1
12,3848±0,12
Y1’
19,9200±0,05
Y2
7,5542±0,08
Y2’
8,9600±0,02
Y3
5,2439±0,08
Y3’
4,9933±0,02
Y4
5,1490±0,04
Y4’
3,5800±0,01
93
Sobre os valores da Tabela 4.12, que se referem aos valores médios das absortividades
mássicas específicas a 232 nm pôde-se afirmar que as quantidades de estruturas primárias
formadas diminuíram com o aumento na concentração de peróxido de hidrogênio e de peróxido
de benzoíla.
TABELA 4.13: Absortividades mássicas específicas médias (g/g.cm) em cada tratamento e em
cada experimento a 270 nm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absortividade Tratamentos Absortividade
Y1
12,2764±0,15
Y1’
19,0400±0,12
Y2
7,5542±0,01
Y2’
8,5200±0,03
Y3
5,2032±0,02
Y3’
4,7000±0,03
Y4
5,0237±0,02
Y4’
3,3600±0,01
Verifica-se na Tabela 4.13 o mesmo comportamento observado na Tabela 4.11, ou seja,
os aumentos nas concentrações de agentes peroxidantes diminuíram a quantidade de estruturas
com radicias hidroperóxidos formados. Comparando os dados das Tabelas 4.11 e 4.13, tem-se
que as absortividades mássicas específicas das estruturas primárias e secundárias formadas são
proporcionais, quase que semelhantes.
Levando em consideração a importância não só dos radicais peróxidos como
precursores dos radicais livres da reação de peroxidação lipídica, mas também os
hidroperóxidos, de acordo com Pereda (2005), é possível ocorrer um balanço proporcional sobre
a quantidade de peróxidos formados na etapa de propagação de radicais livres e a formação de
hidroperóxidos na etapa de terminação.
Como explicitado no decorrer do trabalho e estudado por Oetterer, Regitano D`arce e
Spoto (2006), cetonas e dicetonas são estruturas secundárias, formadas após as reações em
cadeia de radicais livres e sinalizam o final da reação de peroxidação lipídica. Os valores ora
encontrados são importantes no sentido de mostrar o estado e estabilidade oxidativa do óleo ou
composto oleaginoso, visto que, segundo Pereda (2005), ao término das reações em cadeia de
peroxidação lipídica esses serão responsáveis pelo surgimento de estruturas menos voláteis que
conferem odor característico de ranço.
Perante os resultados encontrados pode-se considerar que a lecitina de soja adicionada
de agentes descolorantes como o peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla sofre
peroxidação intensa visto que no tratamento Y0 a absortividade mássica específica foi de 1,0912
a 232 nm e de 1,1749 a 270 nm. Ou seja, na lecitina pura comercial foi determinada uma maior
94
quantidade de estruturas de dienos e trineos conjugados do que cetonas e dicetonas. Tal
constatação se relaciona à determinação inicial do teor de umidade verificada na lecitina pura,
confirmando o inicio de um estado oxidativo do produto.
Foi possível afirmar também que a adição de pelo menos 0,5% de qualquer um dos
agentes eleva consideravelmente a quantidade de estruturas radicalares primárias e secundárias.
Entretanto, a adição de qualquer outra quantidade superior a 0,5% de peróxido de hidrogênio e
peróxido de benzoíla ocasiona a redução na formação dessas mesmas estruturas em cadeia,
demonstrando uma terminação com relação às etapas da teoria dos radicais livres.
Há alguns dados sobre a absortividade de óleos ou de biodiesel. No trabalho de Telles
(2006) as absortividades específicas determinadas em óleos de girassol de diferentes cultivares
foram a 232 nm de 1,7 e 1,8, já a 270 nm iguais a 0,2 e 0,3, sem variação com o tempo. Como
dito, resultado inverso foi obtido para a lecitina de soja pura comercial, ou seja, os valores de
estabilidade oxidativa dos óleos de girassol foram bastante inferiores aos obtidos para o mesmo
fim nos experimentos com a lecitina. Tal fato, pode ser decorrente da grande quantidade de
matérias gordurosas adicionadas na lecitina comercial (37%), além das estruturas de ácidos
graxos esterificados à molécula de fosfatídeo que possui.
De acordo com Carvalho (2007) a absortividade específica de identidade e qualidade do
óleo de soja a 232 nm determinada foi igual a 6,4±0,3 e a 270 nm igual a 2,7±0,2, portanto
superiores às absortividades apresentadas para óleo de girassol, ou seja, a estabilidade oxidativa
do óleo de soja é inferior, estando o óleo de soja mais propenso à deterioração que o óleo de
girassol. Tal estado oxidativo está associado à quantidade de ácidos graxos insaturados,
principalmente a quantidade de linolênico, presentes em maiores quantidades no óleo de soja que
no óleo de girassol.
Os elevados valores de estruturas primárias e secundárias oxidativas determinadas na
lecitina de soja em comparação ao óleo de soja eram de se esperar, uma vez que a lecitina de soja
é o subproduto de óleo refinado de soja. Ela é isenta durante suas etapas de refino,
principalmente na degomagem, de qualquer estrutura química lipídica que proporcione
instabilidade à oxidação do óleo.
As análises apresentadas até então, com relação ao teor de umidade, índice de
saponificação (ácidos graxos livres) e índice de peróxido, dizem respeito diretamente à reação de
peroxidação que ocorrem com a inserção dos agentes descolorantes, peróxido de hidrogênio e
peróxido de benzoíla, a fim de se promover a despigmentação da lecitina. Estas análises têm por
finalidade determinar a qualidade final da lecitina de soja purificada a ser utilizada como
emulsificante em alimentos.
95
As análises realizadas subseqüentemente referem-se estritamente à pigmentação ou ao
resultado da despigmentação da lecitina de soja após a adição dos agentes descolorantes em
estudo sobre as espécies químicas que compõem a lecitina de soja e que possivelmente estejam
relacionadas com sua coloração.
4.2.4
Teores de Compostos Clorofilados
A determinação da quantidade de clorofila total, segundo Engel e Poggiani (1991)
requer determinações espectrofotométricas na região do visível a 652 nm, mas existem dois
grupos de clorofila extremamente relevantes a serem determinados individualmente, a clorofila
“a” e a clorofila “b” cujas determinações foram realizadas a 663 nm e a 645 nm. A quantificação
final média desses compostos clorofilados foi determinada através das equações matemáticas 2,
3 e 4 do Capítulo II deste trabalho.
A determinação de compostos clorofilados foi realizada segundo metodologia descrita
por Engel e Poggiani em 1991 no Capítulo III, na qual utilizou-se de espectrofotômetro da região
do visível e cuja cubeta utilizada na experimentação e execução da metodologia foi de 2 cm.
Como a determinação foi realizada em espectrofotômetro cuja cubeta possuía 2 cm e
todas as metodologias espectrofotométricas para análise de alimentos determinam a utilização de
cubeta com caminho óptico de 1 cm foi necessário realizar a adequação segundo a Equação 24
descrita por Perkampus (1992) e que muitos pesquisadores defendem ter influência direta e
significativa sobre a absorbância e conseqüentemente na concentração. Assim, mantendo-se
caminho óptico constante e a concentração mássica (g/L), a absorbância determinada para Y0 foi
1,9750±0,32 em cubeta de 1 cm. Na Tabela 4.14 tem-se os valores das absorbâncias
determinadas a 663 nm para o caminho óptico de 1 cm.
TABELA 4.14: Absorbâncias médias determinadas em cubeta de 1 cm e comprimentos de onda
663 nm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
0,6067±0,00
Y1’
1,4110±0,02
Y2
0,1595±0,04
Y2’
1,3170±0,09
Y3
0,0838±0,00
Y3’
1,2725±0,03
Y4
0,0412±0,01
Y4’
1,0865±0,05
96
Na Tabela 4.14, tanto para peróxido de hidrogênio quanto para o peróxido de benzoíla,
os valores de absorbância medidos a 663 nm, diminuem com o aumento na concentração de
agentes descolorantes. Verifica-se também que as absorbâncias médias determinadas para os
tratamentos com peróxido de hidrogênio são bastante inferiores às determinadas para o peróxido
de benzoíla e a absorbância determinada para o tratamento Y0 é superior a quaisquer
absorbâncias lidas a 663 nm.
A determinação a 663 nm isoladamente nada diz respeito à quantidade de substâncias
clorofiladas, conforme Engel e Poggiani (1991), sendo necessária a determinação à 645 nm para
a aplicação das Equações 2 e 3 do Capítulo II, referentes à quantificação de clorofilas “a” e “b”.
A Tabela 4.15 diz respeito às absorbâncias determinadas a 645 nm.
A média da absorbância determinada para o tratamento Y0 a 645 nm e caminho óptico
de 1 cm, obteve-se o valor da absorbância para Y0 de 1,8626±0,06 e para os demais tratamentos,
os valores foram listados na Tabela 4.15.
TABELA 4.15: Absorbâncias médias determinadas em cubeta de 1 cm e comprimentos de onda
645 nm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
0,6053±0,00
Y1’
1,3490±0,27
Y2
0,1886±0,03
Y2’
1,2255±0,11
Y3
0,0795±0,00
Y3’
1,0850±0,19
Y4
0,0486±0,02
Y4’
1,0415±0,04
O resultado da Tabela 4.15 foi semelhante às absorbâncias determinadas a 663 nm
ocorrendo uma diminuição das absorbâncias em função do aumento na concentração de agentes
descolorantes. E, novamente, observa-se que as absorbâncias determinadas nos tratamentos com
peróxidos de hidrogênio foram inferiores às com peróxido de benzoíla. Como os valores das
absorbâncias lidas a 645 nm isoladamente nada referem-se aos compostos clorofilados, tem-se
em seguida a aplicação dos valores encontrados nas Tabelas 4.15 e 4.16 nas Equações 2 e 3 do
Capítulo II para determinar o percentual de clorofilas “a” e “b” em cada tratamento.
A determinação das quantidades de clorofila “a” segundo a metodologia de Engel e
Poggiani (1991) depende do desenvolvimento do cálculo da Equação 2. A quantidade
determinada de clorofila “a” no tratamento Y0 foi de 0,1004±0,01 mg/g e os valores de clorofila
“a” nos demais tratamentos podem ser visualizados na Tabela 4.16.
97
TABELA 4.16: Teores médios de clorofila “a” (mg/g) em cada tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Clorofila “a” Tratamentos Clorofila “a”
Y1
0,0304±0,00
Y1’
0,0714±0,00
Y2
0,0076±0,00
Y2’
0,0672±0,00
Y3
0,0042±0,00
Y3’
0,0662±0,00
Y4
0,0019±0,00
Y4’
0,0550±0,00
Verifica-se que ocorreu um decréscimo na quantidade de clorofila “a” com o aumento
na quantidade de agentes descolorantes inseridos em cada tratamento e que a quantidade de
clorofila “a” determinada em cada tratamento com peróxido de benzoíla foi superior às
quantidades correspondentes em cada tratamento com peróxido de hidrogênio. Decorre de tal
fato, uma maior degradação de compostos clorofilados “a” com o reagente peróxido de
hidrogênio quando comparado ao reagente peróxido de benzoíla, podendo-se concluir que este
último é menos reativo aos compostos clorofilados “a”.
De forma semelhante foi realizado o cálculo específico para a determinação de
compostos clorofilados “b” através da Equação 3 do Capítulo II e dos valores obtidos nas leituras
de 645 nm e 663 nm, conforme pode ser visualizado na Tabela 4.17. A quantidade de clorofila
“b” determinada para o tratamento Y0 foi 0,1670±0,01 mg/g, ou seja, valor esse maior que o
determinado no mesmo tratamento para o teor de clorofila “a”.
TABELA 4.17: Teores médios de clorofila “b” (mg/g) em cada tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Clorofila “b” Tratamentos Clorofila “b”
Y1
0,0551±0,00
Y1’
0,1214±0,03
Y2
0,0179±0,00
Y2’
0,1092±0,01
Y3
0,0071±0,00
Y3’
0,0944±0,02
Y4
0,0046±0,00
Y4’
0,0938±0,00
Novamente, observa-se que com o aumento nas concentrações de agentes descolorantes
ocorreu uma diminuição nas quantidades de agentes clorofilados “b” e que a extinção desses
componentes foi superior para a utilização do agente peróxido de hidrogênio. A baixa
reatividade do peróxido de benzoíla se deve à sua estrutura molecular, mais estável que a do
peróxido de hidrogênio, possuindo dois anéis benzênicos. Segundo Nova (2003), sob
aquecimento, o peróxido de benzoíla quebra-se homoliticamente formando gás carbônico e dois
98
radicais arilas, catalisadores das reações em cadeia de radicais livres, que, entretanto, como
verificado no subtópico 4.2.3 e 4.2.2, a peroxidação com peróxido de benzoíla gera uma
descrescente quantidade de radicais e uma crescente quantidade de ácidos graxos livres. Já o
peróxido de hidrogênio com o calor forma gás oxigênio e água.
Comparando os valores obtidos entre as Tabelas 4.16 e 4.17 para cada um dos
tratamentos, verifica-se que os valores para a clorofila “b” foram maiores do que a determinação
de clorofila ”a”. Tal observação foi também verificada no trabalho de Costa (2009) ao
determinar os teores de clorofilas “a” e “b” nas folhas de plantas cultivas em presença e ausência
de luminosidade. A mesma observação foi feita por Engel e Poggiani (1991), os quais afirmaram
que a velocidade de degradação da clorofila “b” é mais lenta que a clorofila “a”, pois essa última
é extremamente fotossensível.
Relacionando os dados até então obtidos sobre a peroxidação da lecitina de soja com os
agentes, peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla, tem-se que, com o aumento nas
concentrações de agentes, aumentou-se os teores de umidade e de índice de saponificação,
diminuindo o percentual de clorofilas “a” e “b” em cada tratamento de Y1 a Y4 e de Y1’ a Y4’.
Lajolo et al (1971) apud Malheiros (2007) relacionaram a degradação da clorofila com
o teor de água livre no produto e concluíram que em atividades de água acima de 0,30 a clorofila
se degrada a feofitina cuja coloração é verde oliva (amarelado) e para atividade de água
inferiores ocorreu baixa produção de feofitinas, ou seja, baixa velocidade de feofitinização.
Tendo em vista os resultados obtidos nesse trabalho sobre o teor de umidade gerada nos
tratamentos (subtópico 4.2.1) pode-se inferir que não há produção de feofitinas nos tratamentos
Y1’ a Y4’ já que apresentam teores de umidade inferiores a 0,30. Nos tratamentos com
peróxidos de hidrogênio, os únicos tratamentos que podem ocorrer a produção de feofitinas foi o
tratamento, Y4 por apresentar teores de umidade acima de 0,30.
Do exposto, segundo Moretti (2007), até então, os dois mecanismos de degradação dos
compostos clorofilados são, ou a produção de feofitinas, ou a produção de feoforbídeos. Assim,
com exceção do tratamento Y4 pode-se dizer, mas não afirmar, que nos demais tratamentos
houve a degradação da clorofila em feoforbídeos (coloração amarelo/verde-acastanhado) que por
sua vez podem ser reduzidos a produtos incolores. Tal suposição é verossímil, pois de acordo
com Bobbio e Bobbio (1992), tanto na formação de feofitinas quanto na formação de
feoforbídeos, há a perda da espécie química Mg
+2
na molécula de clorofila por duas espécies de
H
+
, mas que se no meio houver oxigênio disponível, os feoforbídeos presentes são degradados a
produtos incolores, além de fazer com que haja na reação de degradação da clorofila a tendência
99
à formação expressiva de feoborbídeos. Afirmaram também que a produção e utilização de
atmosferas ricas em CO
2
ocorre um retardo na degradação das clorofilas.
A afirmativa acima torna a necessidade de se ressaltar os resultados obtidos para os
tratamentos com peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla. Se comparados, remete às
estruturas de ambos e aos produtos gerados pelos mesmos na reação de peroxidação; o peróxido
de hidrogênio gera gás oxigênio que potencializa a formação de feoforbídeos e a reação em si, já
o peróxido de benzoíla gera gás carbônico que retarda a degradação das clorofilas, mas que,
entretanto, devido aos baixos teores de umidade, impede-se a formação de feofitinas.
Na análise de compostos clorofilados segundo Engel e Poggiani (1991) há a
determinação de compostos clorofilados totais que se referem a quaisquer substâncias
semelhantes, mas diferentes das clorofilas “a” e “b”, mas de outras estruturas associadas às
clorofilas, denominados de pigmentos acessórios, que são estruturas heterocíclicas possuindo
espectro de absorção na região do visível.
De acordo com Lanfer-Marquez (2003) a clorofila “a”, a mais abundante e a mais
importante da família das porfirinas, corresponde a aproximadamente 75% dos pigmentos verdes
encontrados nos vegetais. Já a clorofila “b” difere da clorofila “a” por uma pequena variação na
substituição no anel da porfirina e as clorofilas “c” e “d” são encontradas apenas em algas.
A determinação de clorofilas totais foi realizada espectrofotometricamente em
comprimento de onda de 652 nm e os resultados médios das absorbâncias obtidas em cada
tratamento foram aplicados na Equação 4 do Capítulo II expressa em percentuais, de acordo com
metodologia de Engel e Poggiani (1991).
Realizadas as adequações quanto ao caminho óptico de luz para 1 cm de espessura,
teve-se para o tratamento Y0 a absorbância de 1,4945±0,09 e para os demais tratamentos as
absorbâncias mostradas na Tabela 4.18. A quantidade de compostos clorofilados totais no
tratamento Y0 foi igual a 0,2166±0,01 mg/g.
TABELA 4.18: Absorbâncias médias determinadas em cubeta de 1 cm e comprimentos de onda
652 nm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
0,6045±0,00
Y1’
1,3600±0,15
Y2
0,1663±0,02
Y2’
1,1750±0,01
Y3
0,0798±0,00
Y3’
1,0640±0,06
Y4
0,0383±0,01
Y4’
0,9955±0,27
100
Observa-se na Tabela 4.18 que a absorbância para ambos os agentes descolorantes
diminuem com o aumento da concentração de peróxidos, sendo que os valores das absorbâncias
determinadas nos tratamentos de Y1 a Y4 foram inferiores aos dos tratamentos Y1’ a Y4’. A
determinação da quantidade total de compostos clorofilados foi realizada através da aplicação da
Equação 4 do Capítulo II e os resultados podem ser visualizados para cada um dos tratamentos
na Tabela 4.19.
TABELA 4.19: Teores médios de compostos clorofilados totais (mg/g) em cada tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Clorofila Total Tratamentos Clorofila Total
Y1
0,0876±0,00
Y1’
0,1971±0,02
Y2
0,0241±0,00
Y2’
0,1703±0,00
Y3
0,0116±0,00
Y3’
0,1542±0,01
Y4
0,0055±0,00
Y4’
0,1443±0,04
A quantidade de compostos clorofilados totais diminuiu com o aumento na
concentração de agentes descolorantes tanto para o peróxido de hidrogênio quanto para o
peróxido de benzoíla. Entretanto, observa-se que a quantidade de compostos clorofilados totais
determinados nos tratamentos com peróxido de benzoíla foram superiores do que os tratamentos
Y1 a Y4.
Essa tendência observada na Tabela 4.19 e que ocorreu também nas determinações de
clorofilas “a” e “b”, demonstrou que o agente peróxido de hidrogênio por vezes foi mais reativo
que o peróxido de benzoíla.
No processo de obtenção da lecitina comercial, há a etapa de secagem que ocorre em
temperaturas de aproximadamente 80°C por determinado período de tempo (retenção). Como a
enzima responsável pela degradação da clorofila denominada de clorofilase, se presente, de
acordo com Von Elbe e Schtwartz (2000) diminui sua atividade em torno de 80°C e, é inativada
a 100°C, há uma probabilidade grande da enzima clorofilase não ter interferência na degradação
da clorofila da lecitina comercial.
Lanfer-Marquez (2003), estudou que as feofitinas possuem coloração próxima ao verde
oliva e estão sujeitas a hidrólise química, que resulta na liberação da molécula do fitol,
produzindo um feoforbídeo hidrossolúvel, ou seja, gerando substâncias incolores de maneira não
enzimática. Além disso, verificou que os radicais livres provenientes da oxidação lipídica, os
101
hidroperóxidos foram potencialmente danosos para a clorofila, justamente pela provável ruptura
do anel da porfirina e do grupamento fitol.
A formação de feoforbídeos de forma não enzimática é possível de ocorrer na lecitina
peroxidada uma vez que ocorreu aumento na geração de água livre com conseqüente produção
dos gases oxigênio e carbônico, com o aumento na concentração de agentes descolorantes, que
ora preservam ou ora degradam ainda mais as clorofilas. Entre os dois agentes, verificou-se que
o peróxido de hidrogênio foi o mais reativo com a clorofila.
4.2.5
Teor de Substâncias Marrons e Carotenóides
Os resultados até então obtidos nas análises de compostos clorofilados confirmam
ocorrência da degradação e quebra das estruturas através da adição dos peróxidos pela reação de
peroxidação das espécies químicas que compõem a coloração da lecitina. Mas, não obstante,
outras estruturas têm significativa relevância sobre a coloração da lecitina de soja comercial tais
como as substâncias marrons e carotenóides que foram analisados conforme metodologia
proposta por Lezerovich (1985).
Procedeu-se então, à determinação de carotenóides de acordo com a metodologia de
Lezerovich (1985). A determinação foi espectrofotométrica no comprimento de onda de 448 nm
e utilizada cubeta de 1 cm. Foi utilizado hexano, solvente pré-definido em Teste Preliminar do
presente trabalho, para solubilizar a lecitina utilizada na proporção de 1:20. Nessas condições as
concentrações de peróxidos adicionados na lecitina de soja foram respectivamente, As
concentrações de peróxidos adicionados na lecitina de soja foram respectivamente, 7,380x10
-3
g/g (Y1), 1,476x10
-2
g/g (Y2), 2,214x10
-2
g/g (Y3) e 2,952x10
-2
g/g (Y4) e 5,000x10
-3
g/g (Y1’),
1,000x10
-2
g/g (Y2’), 1,500x10
-2
g/g (Y3’) e
2,000x10
-2
g/g (Y4’). para o cálculo da
concentração de carotenóides e substâncias marrons.
No tratamento Y0, a absorbância obtida a 448 nm foi de 1,2361±0,11 em termos da
quantidade de carotenóides, cuja concentração inicial era 0,0526 g/mL de lecitina diluída em
hexano. Com esses dados, foi possível determinar a concentração de carotenóides em ppm no
tratamento Y0, através a aplicação da Equação 22 do Capítulo III, bem como para os demais
tratamentos. Na Tabela 4.20 têm-se os valores obtidos na leitura a 448 nm para a análise de
carotenóides nos demais tratamentos.
102
TABELA 4.20: Absorbâncias obtidas em cada tratamento a 448 nm e cubeta de 1 cm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
1,1947±0,11
Y1’
0,6339±0,07
Y2
1,0420±0,02
Y2’
0,5955±0,08
Y3
0,9734±0,15
Y3’
0,5366±0,06
Y4
0,8738±0,14
Y4’
0,5415±0,06
Verificam-se na Tabela 4.20 que os valores das absorbâncias decrescem com o aumento
das concentrações de agentes descolorantes e que os valores obtidos para o peróxido de
hidrogênio foram superiores aos dos obtidos para o peróxido de benzoíla.
A concentração de carotenóides na lecitina pura (Y0) média determinada foi 3,2693x10
-
4
±0,11 ppm e as demais concentrações de carotenóides podem ser visualizadas na Tabela 4.21.
TABELA 4.21: Concentrações finais médias de carotenóides em ppm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Concentrações Tratamentos Concentrações
Y1
3,2747x10
-4
±0,11
Y1’
3,2752x10
-
4
±
0,07
Y2
3,2740x10
-4
±0,02
Y2’
3,2749x10
-4
±0,08
Y3
3,2734x10
-4
±0,15
Y3’
3,2747x10
-4
±0,06
Y4
3,2730x10
-4
±0,14
Y4’
3,2745x10
-4
±0,06
Como podem ser verificados, os valores obtidos e apresentados na Tabela 4.21,
mostram que o aumento na concentração de agentes descolorantes manteve quase que inalteradas
as concentrações de carotenóides presentes nos tratamentos. Pôde-se observar que não houve
grandes variações nos valores determinados nos tratamentos. As concentrações de carotenóides
para o peróxido de benzoíla foram maiores, sendo, portanto, mais reativo que o peróxido de
hidrogênio. Coincidentemente, a concentração de carotenóides nos tratamentos Y1 e Y3’ foram
iguais, denotando que o percentual de 0,5% de peróxido de hidrogênio tem a mesma ação que a
concentração de 1,5% de peróxido de benzoíla.
Através dos dados experimentais obtidos verificou-se que as concentrações de
carotenóides presentes na lecitina pura aumentaram com a adição de agentes descolorantes e que
o aumento na concentração desses na lecitina diminui a quantidade de carotenóides.
103
De acordo com Mendonça (2009), os carotenóides e os tocoferois atuam como
supressores da reação de oxidação, como antioxidantes, ao transformarem o oxigênio singlete
(mais reativo) em triplete (menos reativo) e por reagirem com os radicais livres peroxil ou alquil.
Entretanto, segundo estudo realizado por Oliveira (2006), os tocoferóis são as
substâncias mais ativas na inibição da reação de peroxidação lipídica, especificamente o alfa
tocoferol seguido da bixina (carotenóide). Também verificou-se que devido às duplas ligações e
à susceptibilidade dos carotenóides, eles estão predispostos a sofrerem ciclização, hidrogenação,
epoxidação, oxidação, desnaturação e isomerização formando estruturas menores com ligantes
diversos a depender do meio, mas não deixando de ser carotenos.
Shami e Moreira (2004) afirmam em seu artigo que os carotenóides são estruturas
lipossolúveis complexadas com ácidos graxos, advindos de fontes naturais de alimentos que
notadamente reagem com os radicais peróxidos e oxigênio molecular. Para ilustrar esta
afirmação, tem-se o equacionamento da ação antioxidante dos carotenóides em presença de
oxigênio singlete, descrita por Uenojo, Maróstica Júnior e Pastore (2007):
1
O
2
+ CAR. →
3
O
2
+ *CAR
Reação 16
Nessa reação os carotenóides doam elétrons ao oxigênio singlete formando oxigênio
triplete e a molécula de carotenóide em estado excitado (*CAR), retorna ao estado fundamental
dissipando energia na forma de calor. Em presença de radicais livres, os carotenóides podem agir
como pró-oxidantes, já que tendo doado elétrons ao radical livre, em estado excitado, pode reagir
com a molécula de gás oxigênio presente no meio e gerar peróxidos, degradando-se a outros
carotenos simples ou em produtos inativos ou mesmo retornando ao seu estado fundamental
(UENOJO; MAROSTICA JÚNIOR; PASTORE, 2007).
Portanto, esperava-se que com o aumento nas concentrações de agentes peroxidantes
houvesse formação e liberação de oxigênio na forma de gases, houvessem reações de
degradações das duplas ligações de carotenóides, diminuindo a intensidade de coloração
amarelo/laranja de forma expressiva. Pelos dados constantes na literatura, pôde-se inferir através
dos dados experimentais e constantes na Tabela 4.21, que houve pouca degradação dos
carotenóides e que há pouca quantidade de carotenóides na lecitina (tratamento Y0).
Pode-se também observar que a pequena variação entre os tratamentos na quantidade de
carotenóides foi devido à transformação desses em outras substâncias inertes, carotenos
derivados. Associando o resultado ao subtópico 4.2.4, têm-se que os compostos clorofilados são
mais reativos que os carotenóides e não possuem a propriedade química de retornar ao estado
fundamental.
104
Outra associação que pode ser realizada é quanto ao teor de umidade (subtópico 4.2.1),
pois segundo Oliveira (2006), a bixina (caroteno mais simples derivado do
β
-caroteno) possui
estabilidade oxidativa em condições de média a elevada atividade de água. Portanto, pode-se
dizer que a estabilidade dos dados obtidos na Tabela 4.21 para cada tratamento isoladamente,
decorre do aumento na disponibilização de água livre (gerada) na reação de peroxidação, mesmo
que na maioria dos tratamentos tenha sido menor que 0,30 de atividade de água.
Não só ao subtópico 4.2.1 o teor de carotenóides pode ser associado, mas novamente
aos resultados obtidos no subtópico 4.2.4 que se refere à análise de compostos clorofilados. De
acordo com Malheiros (2007), os carotenóides estão intimamente associados às clorofilas pela
longa cadeia lateral de fitol na molécula de clorofila e que as protegem da foto-oxidação. Mas,
no presente trabalho, verificando os resultados da Tabela 4.21, nota-se que, pelo pouco
decréscimo nas contrações de carotenóides em vista aos teores decrescentes dos compostos
clorofilados, os carotenóides não impediram a peroxidação das clorofilas contidas nos
tratamentos.
A coloração do amarelo tendendo ao vermelho dos carotenóides, em conjunto à
coloração esverdeada das clorofilas dão à lecitina de soja coloração tendendo ao marrom como é
característico do produto, entretanto pode-se dizer que em relação às colorações, apenas a cor
esverdeada das clorofilas foram alteradas expressivamente e que a coloração
vermelho/alaranjado dos carotenóides tendeu à coloração amarela.
Posteriormente à determinação dos carotenóides, realizou-se a análise de substâncias
marrons seguindo também a metodologia descrita por Lezerovich (1985). Na análise foi utilizado
hexano, solvente apropriadamente determinado no Teste Preliminar para solubilização da lecitina
em estudo, na proporção de 1:20, a fim de se determinar as absorbâncias de substâncias marrons
a 365 nm e a 456 nm, utilizando cubetas de 1 cm. Utilizou-se para a determinação final (cálculo)
das concentrações de substâncias marrons, as mesmas concentrações do soluto utilizadas na
determinação dos teores de carotenóides.
Foi realizada a determinação das absorbâncias médias a 365 nm e a 456 nm do
tratamento Y0 as quais foram respectivamente 1,9402±0,25 e 0,8849±0,29, cuja concentração
inicial foi de 0,0526 g/mL de lecitina de soja diluída em hexano. Os valores obtidos das
absorbâncias médias nos demais tratamentos podem ser visualizados na Tabela 4.22.
Observa-se na Tabela 4.22 que os valores das absorbâncias a 365 nm diminuem à
medida que as concentrações dos agentes descolorantes aumentam e os valores das absorbâncias
obtidas para o agente peróxido de hidrogênio foram menores que para o peróxido de benzoíla.
105
TABELA 4.22: Absorbâncias médias obtidas em cada tratamento a 365 nm e cubeta de 1 cm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
2,1729±0,07
Y1’
2,1379±0,05
Y2
2,0345±0,25
Y2’
2,1216±0,09
Y3
1,8370±0,06
Y3’
2,1057±0,09
Y4
1,6185±0,07
Y4’
1,9731±0,06
Para demais inferências sobre as quantidades de substâncias marrons em cada
tratamento segundo a metodologia, deve-se proceder à determinação a 456 nm. Os resultados das
absorbâncias médias obtidas a 456 nm encontram-se na Tabela 4.23.
TABELA 4.23: Absorbâncias médias obtidas em cada tratamento a 456 nm e cubeta de 1 cm.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Absorbâncias Tratamentos Absorbâncias
Y1
1,1671±0,04
Y1’
0,5886±0,02
Y2
1,0039±0,08
Y2’
0,5348±0,06
Y3
0,9384±0,03
Y3’
0,5084±0,03
Y4
0,8235±0,06
Y4’
0,4927±0,09
Verifica-se na Tabela 4.23 que os valores das absorbâncias diminuem com o aumento
nas concentrações de agentes descolorantes e os valores absorvidos para o agente peróxido de
benzoíla foram bastante inferiores aos obtidos para o peróxido de hidrogênio.
No tratamento Y0 foi determinado um valor total para substâncias marrons aplicando-se
a Equação 21 do capítulo III e os valores encontrados nas leituras de 365 nm e 456 nm. O
resultado da concentração total de substâncias marrons no tratamento Y0 foi de 0,0350±0,00
mg/g.
Prosseguindo ao resultado de quantificação de substâncias marrons sobre a quantidade
absorvida foi aplicada a mesma Equação 21 com os dados obtidos em cada tratamento e nas
leituras realizadas a 365 nm e 456 nm. Os resultados que podem ser verificados na Tabela 4.24
referem-se às concentrações (mg/g) de substâncias marrons obtidas em cada tratamento
subtraídas da concentração inicial da lecitina pura (tratamento Y0), pois essa foi determinada
anteriormente à adição dos agentes.
106
TABELA 4.24: Substâncias Marrons (mg/g) obtidas em cada tratamento.
Peróxido de Hidrogênio Peróxido de Benzoíla
Tratamentos Subst. Marrons Tratamentos Subst. Marrons
Y1
0,2760±0,07
Y1’
0,4184±0,05
Y2
0,1302±0,32
Y2’
0,2084±0,13
Y3
0,0781±0,13
Y3’
0,1381±0,19
Y4
0,0516±0,29
Y4’
0,0969±0,25
Observa-se na Tabela 4.24 que as concentrações obtidas para o agente peróxido de
benzoíla são superiores às do peróxido de hidrogênio, o que implica dizer que a quantidade
(concentração) de substâncias marrons dos tratamentos Y1’ ao Y4’ são maiores e
conseqüentemente a coloração aparente da lecitina peroxidada com esse foi superior. Os valores
obtidos foram superiores ao determinado no tratamento Y0, demonstrando que houve um
aumento na concentração de substâncias marrons formadas pela adição de descolorantes, embora
o aumento na concentração de peróxidos adicionados fez com que estas estruturas diminuíssem.
É importante destacar que as substâncias marrons ora investigadas são todas as
estruturas de carboidratos caramelizados, caramelos, que irreversivelmente possuem coloração
acastanhada e as fosfatidiletanolaminas complexadas com sais de cálcio e magnésio ou o ácido
fosfatídico complexado por estes mesmos sais, que também possuem coloração marrom.
Os caramelos, segundo Ribeiro e Seravalli (2007), são açúcares pirolisados
irreversivelmente, polímeros insaturados complexados com ácidos pirúvicos e aldeídos,
entretanto os mecanismos e as composições químicas exatas dos caramelos são deconhecidas.
Bobbio e Bobbio (1992) destacaram que os caramelos, colóides contendo anel furânico, podem
possuir desde colorações mais intensas como amenas a depender de sua temperatura de preparo,
mas que independente da coloração são corantes naturais importantes, além de
saborizantes/flavorizantes nos alimentos.
A determinação de substâncias marrons na lecitina de soja pelo método utilizado não
prevê a separação dos caramelos e quantificação dos mesmos, mas em se tratando do odor
característico que exalam ao serem formados, podem ser identificados de forma qualitativa.
Porém, esta investigação não foi realizada, podendo no futuro ser analisada por análise sensorial
com quadro de julgadores treinados.
Sobre a fosfatidiletanolamina e o ácido fosfatídico, outros componentes que exprimem
coloração marrom à lecitina de soja, de acordo com Souza (2004) são fosfatídeos não
hidratáveis, que se complexam com sais de cálcio e magnésio do meio na lecitina. A
fosfatidiletanolamina compõem a lecitina de soja e está presente na proporção de 16% e em
107
1,5% na forma de ácido fosfatídico dispersos no óleo bruto (SOARES, 2004). Como descrito, na
quantidade em que se apresenta no óleo bruto deve ser fator de preocupação para a sua total
remoção durante a etapa de degomagem. Ainda mais que, segundo Júnior (2009) a
fosfatidiletanolamina complexada com os sais de cálcio e magnésio dificilmente retorna à sua
forma original, decantando-se no óleo bruto e possuindo coloração enegrecida.
No trabalho, a lecitina comercial utilizada apresenta segundo sua rotulagem nutricional
cerca de 47% de fosfatidilcolina (Tabela 3.1) e como é do tipo standard (padrão) deve possuir
aproximadamente 62% de fosfatídeos, assim pode-se dizer que 15% do produto em estudo
constitui-se de fosfatidiletanolamina e fosfatidilinositol. Verificando os dados da Tabela 4.24 e
relacionando-se com os dados obtidos no subtópico 4.2.4 sobre os componentes clorofilados e
como se dá a degradação das clorofilas, pode-se inferir que os átomos de magnésio foram
dissociados das moléculas de clorofilas e uma vez dispersos no meio, ligaram-se às
fosfatidiletanolaminas formando as chamadas substâncias marrons.
O fato sobre a redução da concentração de substância marrons com o aumento na
concentração de peróxido de hidrogênio ou peróxido de benzoíla se deve segundo BEI (2005), á
reverssibilidade do sal de ácido fosfatídico ou da fosfatidiletanolamina à forma original em
presença de íons hidrogênio em excesso no meio.
Os tratamentos com peróxido de benzoíla apresentaram maiores concentrações,
demonstrando que esse foi menos reativo, peroxidante, a estas estruturas quando comparado ao
peróxido de hidrogênio.
4.2.6
Coloração – Comparação Visual
A última análise realizada no experimento foi a de comparação visual de forma
qualitativa que se refere à coloração e à determinação do termo a ser utilizado para especificar a
despigmentação da lecitina de soja. Sobre a terminologia, pode-se afirmar que ao adicionar os
reagentes à lecitina de soja pura e realizar a homogeneização em agitador elétrico (Figura 4.2),
não houve a formação imediata de precipitado ou de um sobrenadante, mas houve a redução na
pigmentação natural da lecitina de soja, como pode ser visualizado nas Figuras 4.5 e 4.6.
108
FIGURA 4.2: Fotografia à esquerda corresponde à lecitina de soja pura (Tratamento Y0) e a
fotografia à direita refere-se ao experimento Y0 com agitação.
A despigmentação da lecitina de soja pode ser denominada de purificação, pois como
verificado nas análises físico-químicas realizadas houve diversos fenômenos químicos
envolvidos que refletiram sobre a variável concentração e tipo de agente descolorante utilizado.
Entretanto, o termo purificação, quimicamente, refere-se à separação de impurezas e na lecitina
de soja através das análises físico-químicas nenhum material foi separado e tampouco foi
considerado impureza os componentes químicos estudados. Assim, o termo mais adequado para
denominar a despigmentação da lecitina de soja através da adição de peróxido de hidrogênio e
peróxido de benzoíla é a clarificação, mesmo que aparentemente não tenha ocorrido um processo
físico em conseqüência da adição dos agentes.
As colorações obtidas após os tratamentos podem ser visualizados nas Figuras 4.3 e 4.4.
FIGURA 4.3: Potes de polietileno de 300 mL contendo 100 g de lecitina purificada com
peróxido de hidrogênio nas concentrações de 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0%, da esquerda para a
direita.
109
FIGURA 4.4: Potes de polietileno de 300 mL contendo 100 g de lecitina purificada com
peróxido de benzoíla nas concentrações de 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0%, da esquerda para a direita.
Tal coloração como verificado nas Figuras 4.3 e 4.4 decorre da pequena alteração obtida
na concentração de carotenóides e mais propriamente à formação (concentração) de substâncias
marrons.
Em pequenas alíquotas, cerca de 2 g, é possível verificar melhor a coloração, como
mostram as Figuras 4.3 e 4.4. Verifica-se que a coloração da lecitina de soja nos tratamentos com
peróxido de hidrogênio ou com peróxido de benzoíla apresentou-se predominante amarelo,
confirmando a degradação dos compostos clorofilados verificados nas análises físico-químicas,
bem como a interferência da pequena degradação dos carotenóides.
FIGURA 4.5: Vista superior das amostras dos tratamentos com peróxido de hidrogênio. Da
esquerda para a direita, de cima para baixo, têm-se respectivamente os tratamentos Y1, Y2, Y3 e
Y4.
110
FIGURA 4.6: Vista superior das amostras dos tratamentos com peróxido de benzoíla. Da
esquerda para a direita, de cima para baixo, têm-se respectivamente os tratamentos Y1’, Y2’,
Y3’ e Y4’.
Observa-se nas Figuras 4.5 e 4.6 que a coloração das lecitinas tratadas com peróxido de
benzoíla são mais intensas que com peróxido de hidrogênio. Tal fato, pôde ser observado com
destaque nos tratamentos Y4 e Y4’.
Trabalhos e dados científicos sobre a lecitina de soja são muito escassos no que tangem
à despigmentação do produto, entretanto foi possível correlacionar dados diversos existentes que
se referem ao comportamento, de modo geral, dos constituintes coloríferos que compõem o
emulsificante estudado.
V - CONCLUSÕES
A execução do Teste Preliminar proposto atendeu ao objetivo em se determinar um
solvente adequado para solubilizar a lecitina de soja. Foi escolhido o hexano devido ao seu vasto
uso na extração de óleos e melhor custo/benefício, apesar do solvente tolueno ter apresentado
melhor resultado.
A lecitina de soja comercial utilizada no estudo como padrão (tratamento Y0)
apresentou pequeno valor de umidade, 0,1833%, elevado índice de saponificação
(aproximadamente 155,70 mg de KOH/g), baixo valor de absortividade mássica quanto à
estabilidade oxidativa (a 232 nm foi igual a 1,0912 g/g.cm e a 270 nm igual a 1,1749 g/g.cm),
elevados teores de compostos clorofilados (clorofila “a” igual a 0,1004 mg/g, clorofila “b” de
0,1670 mg/g e clorofilas totais foi 0,2166 mg/g), baixos teores de carotenóides (3,2693x10
-4
ppm) e baixo conteúdo de substâncias marrons (0,0350 mg/g).
O uso de peróxido de hidrogênio e o aumento na concentração desse na lecitina gerou:
grande teor de umidade, baixos conteúdos de ácidos graxos livres, decréscimo nos teores de
estruturas primárias e secundárias da reação de peroxidação, degradação de compostos
clorofilados, diminuição do teor de carotenóides e de substâncias marrons e ao ser decomposto
gerou água (gotículas visíveis) e gás oxigênio (bolhas visíveis no interior do produto).
Sobre os tratamentos com peróxido de benzoíla conclui-se que o aumento na
concentração desse gerou: aumento no teor de umidade, maiores conteúdos de ácidos graxos
livres (índice de saponificação elevado), aumento da estabilidade oxidativa da lecitina,
degradação mais amena de compostos clorofilados, diminuição no teor de carotenóides, além de
reduzir a quantidade de substâncias marrons. Modificações visíveis como geração de água livre e
bolhas de ar não foram constatadas, sendo observada apenas, mudança na coloração.
A Tabela 5.1 pôde ser elabora tendo-se os resultados descritos.
112
TABELA 5.1: Tabela demonstrativa e comparativa dos resultados obtidos nos experimentos de
despigmentação de lecitina de soja.
Observa-se na Tabela 5.1, em vermelho os resultados das análises físico-químicas
realizadas nos experimentos, que referem-se à estabilidade oxidativa da lecitina despigmentada,
levando-se em conta os fatores de teor de umidade, índice de saponificação e absortividade
específica. Em azul os resultados dos experimentos quanto à coloração após levantamento de
teor de compostos clorofilados, carotenóides e substâncias marrons. As setas colocadas à
esquerda que acompanham os círculos e os retângulos demonstram a intensidade ou tendência
dos resultados.
Da Tabela 5.1, pode-se concluir que os tratamentos adicionados de peróxido de
hidrogênio tiveram maior estabilidade oxidativa e menor coloração. Já os tratamentos
adicionados de peróxido de benzoíla possuíram menor estabilidade oxidativa e coloração mais
intensa. Portanto, a despigmentação realizada com peróxido de hidrogênio foi mais eficaz do que
com o agente peróxido de benzoíla.
Ao final do experimento, foram verificadas as colorações, visualmente, de cada produto
oriundo de cada tratamento em cada experimento e em ambos prevaleceram a coloração amarelo
palha na lecitina de soja após a adição de agentes descolorantes e foi notória a mudança de
coloração entre os tratamentos e a lecitina pura. Assim, a adição de 0,5% a 2,0% do peróxido de
hidrogênio ou do peróxido de benzoíla reduzem a intensidade da coloração do emulsificante.
Podendo-se fazer uso desses agentes descolorantes quando se deseja que a coloração não
interfira nas qualidades do produto final. Porém, na escolha do descolorante, peróxido de
113
hidrogênio ou peróxido de benzoíla, a ser aplicado deve-se atentar às quantidades de
componentes químicos gerados e degradados.
Observou-se também que após a adição dos peróxidos ocorreu a efetiva despigmentação
da lecitina de soja, não havendo a formação de um sobrenadante ou um corpo de fundo
(comportamentos previstos no processo de clarificação), mas sobretudo não houve a separação
de impurezas nos tratamentos. Podendo-se afirmar que o processo de despigmentação de lecitina
de soja pode ser apropriadamente denominado de clarificação.
VI – SUGESTÕES
Para próximos trabalhos a serem realizados com a lecitina de soja purificada com
peróxido de hidrogênio ou peróxido de benzoíla para uso como emulsificante em alimentos,
sugere-se:
Realizar estudo cinético da reação de peroxidação nas concentrações relevantes,
visando a quantificação de peróxidos e hidroperóxidos formados em relação ao tempo.
Estudar e analisar os compostos gerados ao final da reação de peroxidação,
determinando-os.
Verificar a ausência ou presença de enzimas na lecitina de soja comercial, tais
como a fosforilase A.
Determinar analiticamente a quantidade de peróxido de hidrogênio e de peróxido
de benzoíla, ou mesmo a presença de compostos aromáticos nas lecitinas tratadas.
Determinar analiticamente a quantidade de oxigênio atmosférico (gás) gerado
durante a reação de peroxidação, a cinética de formação desse.
Verificar a existência de carboidratos e proteínas na lecitina pura, e se, presentes,
realizar estudo da peroxidação dessas estruturas.
Verificar a existência de caramelos na lecitina de soja comercial pura e a
permanência desses se presentes após a purificação.
Inserir a lecitina de soja purificada de melhor resultado como agente
emulsificante, apresentados nesse trabalho, em produto que possa ser avaliada a coloração.
A depender do produto em que a lecitina de soja purificada for adicionada,
realizar estudo de estabilidade da emulsão e capacidade emulsificante.
Sobre a característica emulsificante, analisar quimicamente se ocorre a separação
do fósforo das moléculas de fosfatídeos.
VII – REFERÊNCIAS
ABIOVE. Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais. Apresenta informações
relevantes sobre a soja e produtos derivados da mesma. Disponível em:
<http://www.abiove.com.br/2010>. Acesso em: 25/02/2010.
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da mesma. Disponível em: http://www.aboissa.com.br/lecitina/2008>. Acesso em: 25/11/2008.
ACTIVIDADE LABORATORIAL (AL 1.5). Ensino Prático: 7. aula prática. Disciplina de
Bioquímica do Ciclo Básico de Medicina, Universidade de Açores. Disponível em:
http://www2.dq.ua.pt/qne/doc/AL1.5_Colorimetria.pdf. Acesso em: 10/08/2007.
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