Extração de Oleos de Sementes - Monografia - Engenharia Quimica - UFPR, Notas de estudo de Engenharia Química. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Roberto_880
Roberto_8805 de março de 2013

Extração de Oleos de Sementes - Monografia - Engenharia Quimica - UFPR, Notas de estudo de Engenharia Química. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Apostilas de engenharia quimica sobre o estudo da extração de oleos de sementes, propriedades, métodos de extração.
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EXTRAÇÃO E COMPARAÇÃO DE ÓLEOS DE SEMENTES

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Resumo

A importância do consumo de óleos vegetais está diretamente ligada à nossa

saúde, por isso estudos referentes às propriedades desses óleos vêm crescendo

bastante nos últimos anos. Existem vários métodos de extração, mas um muito

utilizado, é a extração por Soxhlet, que por refluxo, arrasta ácidos graxos separados

de sementes por solvente orgânico. O solvente utilizado é o n -hexano que foi

escolhido por ser menos volátil menos oneroso e apresenta a mesma eficiência do

que outros solventes. Este trabalho tem como objetivo extrair óleo de semente de

soja (Glycine max L. merr), gergelim (Sesamum indicum L.), castanha-do-pará

(Bertholletia excelsa H.B.K.) e sementes de linhaça (Linum usitatissimum), através

de solvente e comparar suas propriedades. O solvente, por sua vez, possui ponto de

ebulição entre 65 - 69 oC, então, para manter a temperatura constante, é controlada

uma quantidade de 150 a 190 gotas por minuto. Para a montagem do sistema, é

necessário balão esmerilhado, ligado diretamente a ele, o Soxhlet propriamente dito

e um condensador de bolas. Deve também ser executada a extração em capela e

para aquecimento o mais indicado é a manta térmica. Com o óleo extraído, realizouse índice de Iodo pelo método W ijs que consiste na absorção de io do da amostra e

assim determinação de insaturações, mostrando que a quantidade do índice de iodo

contida no óleo de linhaça é superior as demais com 159,46; seguida pelas

sementes de soja com 142,79; gergelim com 116,99; e castanha-do-pará com

104,38 g de iodo/ 100 ml da amostra. Também foram realizadas análises do índice

de refração através do refratômetro, onde foram obtidos praticamente os mesmos

resultados comparando as quatro sementes, o índice de refração determinado da

soja foi de - 1, 474; da linhaça 1,480; do gergelim 1,471; e da castanha – do- para

1,471. Contudo, os óleos das sementes foram extraídos com sucesso, assim sendo,

com analise de Wijs foi determinado que a quantidade de Iodo contida nos óleos das

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sementes de linhaça é superior as outras, seguida pelo óleo das sementes de soja,

de gergelim e da castanha-do-pará. Ficando assim a sugestão de uma possível

continuação de analise, através de uma analise de cromatografia gasosa para

quantificar os níveis de Omega 3 que é essencial para saúde humana.

Palavras - chave: soja, linhaça, gergelim, castanha-do-pará, índice de iodo,

extração por soxhlet, lipídios.

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Sumário

1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 10

2. EMBASAMENTOS TEÓRICOS ............................................................................................ 12

2.1 ÓLEOS E GORDURAS ..................................................................................................... ..12

2.2 DEFINIÇÕES DE LIPÍDEOS ................................................................................................ 13

2.2.1 GLICERÍDEOS ............................................................................................................... 14

2.2.2 TRIGLICERÍDEOS .......................................................................................................... 15

2.3 METABOLISMOS DA GORDURA ...................................................................................... 16

2.3.1 DIGESTÃO DA GORDURA ............................................................................................. 16

2.3.2 METABOLISMO DA GORDURA E DO COLESTEROL ........................................................ 17

2.3.2.1 LDL (Low Density Lipoprotein) .................................................................................. 17

2.3.2.2 HDL (High Density Lipoprotein) ................................................................................. 18

2.4 ÁCIDOS GRAXOS E SUAS FUNÇÕES ................................................................................. 18

2.4.1 OMEGA 3 .................................................................................................................... 21

2.5 DESCRIÇÕES DAS SEMENTES E DE SEUS DERIVADOS ...................................................... 21

2.5.1 SOJA ............................................................................................................................ 21

2.5.2 GERGELIM ................................................................................................................... 22

2.5.3 CASTANHA DO PARÁ ................................................................................................... 23

2.5.4 LINHAÇA ...................................................................................................................... 23

2.6 EXTRAÇÃO POR SOLVENTE ............................................................................................. 24

3. MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................................... 26

3.1 AQUISIÇÕES DA AMOSTRA ............................................................................................. 26

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3.2 REAGENTES E SOLUÇÕES ................................................................................................ 26

3.3 EQUIPAMENTOS ............................................................................................................. 26

3.4 PRÉ TRATAMENTO DA AMOSTRA ................................................................................... 27

3.4.1 SECAGEM DAS SEMENTES ........................................................................................... 27

3.5 EXTRAÇÃO POR SOXHLET ............................................................................................... 28

3.6 ANALISES FISICO - QUÍMICAS ......................................................................................... 30

3.6.1 MÉTODO DE WIJS............................................................................................................ 30

3.6.1.1 PREPARO DAS SOLUÇÕES PARA O MÉTODO DE WIJS ................................................ 30

3.6.1.2 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO ............................................................................ 30

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3.6.2 DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE REFRAÇÃO .................................................................. 33

3.6.2.1 UTILIZAÇÃO DO REFRATOMETRO TIPO ABB .............................................................. 33

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................................. 35

4.1 TABELA ........................................................................................................................... 35

4.2 TABELAS COMPARATIVA ................................................................................................ 35

5. DISCUSSÕES ..................................................................................................................... 37

6. CONCLUSÃO E SUJESTÕES ................................................................................................ 38

7. BIBLIOGRAFIA................................................................................................................... 39

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INDICE DE FIGURAS

FIGURA 1

Estrutura de um Óleo................................................. .............................................13

FIGURA 2

Estrutura de uma Gordura........................................... ...........................................13

FIGURA 3

Gordura ou Óleo (Triacilglicerol)...................................... .....................................15

FIGURA 4

Biossíntese da LDL.......................................................... .......................................17

FIGURA 5

Lipoproteína de Alta Densidade ............................................................................18

FIGURA 6

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Sistema Pré-montado no processo de Extração por Soxhlet ...........................28

FIGURA 7

Sistema Experimental por Soxhlet................................................... .....................29

FIGURA 8

Inicio da Titulação....................................................................................................31

FIGURA 9

Ponto de Viragem....................................................................................................31

FIGURA 10

Final da Titulação................................................ ....................................................32

FIGURA 11

Refratômetro Abbe Digital de Bancada - Q767BD (NOVA)...........................36

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INDICE DE TABELAS E GRÁFICO

TABELA 1

Composição Em Ácidos graxos de alguns óleos e gorduras ......................... 19

GRAFICO 1

Composição em Ácidos Graxos de alguns óleos e gorduras ........................ 19

TABELA 2

Reagentes e Solventes Utilizados ............................................................... 26

TABELA 3

Equipamentos Utilizados ............................................................................ 26

TABELA 4

Resultados do Índice de Iodo ..................................................................... 35

TABELA 5

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Resultados do volume de tiossulfato de sódio gasto na titulação ............... 35

TABELA 6

Valo de Índice de Iodo para comparação ................................................... 36

TABELA 7

Valor do Índice de refração para Comparação............................................ 36

TABELA 8

Resultados do Índice de Refração .............................................................. 36

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1.

INTRODUÇÃO

A maioria dos óleos vegetais em seu estado natural tem aplicações limitadas

devido à sua composição química específica e seu baixo ponto de fusão, uma vez

que as gorduras têm maior aplicação na formulação de produtos comerciais. Para

ampliar sua utilização, os óleos vegetais são modificados qui micamente, pela

hidrogenação

ou

interesterificação,

ou

fisicamente

pelo

fracion amento

(PETRAUSKAITE et al., 1999). A interesterificação é atualmente o processo mais

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importante para a modificação físico -química de óleos e gorduras (NOOR LIDA ET

AL., 2002). Óleos e gorduras são interesterificados quimicamente na presença de

um catalisador inorgânico, como metóxido de sódio (G IOIELLI, 1998).

Lipídios estruturados podem ser definidos como triacilgliceróis reestruturados

ou modificados para alterar a composição em ácidos graxos ou sua distribuição nas

moléculas de glicerol, por métodos químicos, enzimáticos ou de engenharia genética

(LEE, AKOH, 1998; OSBORN, AKOH, 2002).

Os lipídios estruturados são normalmente obtidos por interesterificação. Sob a

perspectiva de custo e aplicação em larga escala, a interesterificação química

parece ser o método mais atrativo (W ILLIS, MARANGONI, 1999).

Lipídios estruturados são normalmente misturas de triacilgliceróis modificadas

para apresentar composição particular em ácidos graxos ou triacilgliceróis, a fim de

obter alguma propriedade desejável, como o valor calórico reduzido ou o ponto de

fusão alterado. Lipídios estruturados contendo ácidos graxos também podem

apresentar características favoráveis quanto à resposta imune, síntese de

eicosanóides e ações antiinflamatórias (AKOH, MOUSSATA, 1998).

A industrialização de oleaginosas que são plantas vegetais que possuem

óleos e gorduras que podem ser extraídos através de processos adequados,

constitui-se num dos mais importantes setores do sistema agroindustrial, pel a

importância de seus produtos nas indústrias siderúrgicas, de cosméticos e como

matéria-prima no processamento de alimentos p ara o consumo animal e humano,

(PARAÍSO apud BARBOSA 1998).

Os óleos vegetais representam um dos principais produtos extraídos de

plantas da atualidade e cerca de dois terços são usados em produtos alimentícios

fazendo parte da dieta humana (REDA & CARNEIRO, 2007).

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11

Por esses motivos será realizada extração pelo método de Soxhlet e

comparações físico-quimicas através do método de Wijs para determinação de

insaturações e indice de refração de óleo de sementes de soja, gergelim, castanha

do Pará e sementes de linhaça. Com isso provavelmente será mostrado a diferença

nas quantidades de ligações insaturadas de diferentes sementes, já que a

quantidade de iodo extraído através do método de Wijs, é proporcional à quantidade

dessas ligações e com o índice de refração é possível determinar sua densidade .

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12

2. EMBASAMENTO TEÓRICO

2.1 Óleos e Gorduras

Do ponto de vista químico, verifica-se que os óleos são formados, principalmente,

por ésteres de ácidos insaturados, enquanto as gorduras são formadas por ésteres

de ácidos saturados.

Uma conseqüência importante desse fato é a seguinte: hidrogenando (H 2 + Ni

como catalisador) as duplas ligações existentes num óleo, podemos transformá -lo

numa gordura. Esse é o principio de fabricação das margarinas a partir de óleos

vegetais (FELTRE, 1994).

Os óleos e gorduras são, por definição, substâncias que não se misturam com

a água (insolúveis) e podem ser de origem animal ou vegetal. O óleo vegetal, que é

o que dá origem aos óleos de cozinha, pode ser obtido de várias plantas, ou

sementes, como os que estamos utilizando no trabalho que são soja, castanha do

Pará, Gergelim e linhaça.

Sua constituição química é composta por triglicerídeos, que são formados da

condensação entre glicerol e ácidos graxos. A diferença entre gordura e óleo é tão

somente seu estado físico, em que a gordura é sólida e o óleo é líquido, ambos a

uma temperatura de até 20°C, ou seja, quando estão sob forma sólida são

chamados de gorduras e quando estão sob forma líquida são chamados de óleos

(SOLOMONS, 2002).

Tanto óleos quanto gorduras são substâncias formadas a partir de ácidos

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carboxílicos com cadeias carbonadas longas, conhecidos por ácidos graxos. Esses

ácidos são, em geral, monocarboxílicos (apresentam apenas um radical carboxila:

-COO”), e formam os chamados glicerídeos que, por sua vez, pertencem à família

dos lipídios 5. Os ácidos graxos formadores dos óleos diferem dos formadores das

gorduras por possuírem mais insaturações em sua cadeia. Devido a isso, os óleos

possuem menor ponto de fusão e maior ponto de ebulição que as gorduras sendo,

por isso, geralmente, líquidos na temperatura ambiente (± 20ºC). Já gorduras, nesta

temperatura, são, geralmente, sólidas. Existem diferenças entre óleos provenientes

de origem animal e os de origem vegetal. Óleos de origem animal, em geral, são

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mais densos que os óleos vegetais, devido ao menor número de insaturações da

cadeia carbônica.

Os óleos vegetais possuem de uma a quatro insaturações, isto é são

caracterizados por apresentar ao longo da sua estrutura carbono (ligações duplas ou

triplas), sendo líquidos à temperatura ambiente (figura 1); as gorduras são sólidas à

temperatura ambiente, devido a sua constituição em ácidos graxos saturados, ou

seja, apresentam ao logo da cadeia carbono (figura 2) (ALTANAN, 1958).

Figura 1: Estrutura de um óleo

Fonte: Solomons, 2006

Figura 2: Estrutura de uma Gordura

Fonte: Solomons, 2006

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2.2 Definições de Lipídeos

Os lipídeos são compostos que ocorrem com bastante freqüência na

natureza. Segundo Feltre, os lipídios englobam todas as substancias gordurosas

existentes no reino vegetal e animal. Abaixo sua classificação:

Glicerídios

Simples

Lipídios

Cerídios

Fosfatídios

Complexos

Cerebrósidos

Esteróides

2.2.1 Glicerídeos

Os Glicerídios têm ainda uma classificação de grande importância.

Óleo de algodão

Óleo de amendoim

Vegetais

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Óleo de oliva

Óleo de coco

Comestíveis

Óleos

Óleo de soja

Animais

Óleo de baleia

Óleo (fígado de bacalhau)

Secativos

Óleo de linhaça

(secam tintas)

Óleo de tungue

Óleo de cânhamo

Gordura de coco

Vegetais

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Manteiga de cacau

Gorduras

Banha de porco

Animais

Manteiga (leite)

Sebo de boi

(Fonte: Feltre, 1994)

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15

Os glicerídeos são alimentos muito importantes para nosso organismo. No

estomago e no intestino existem enzimas denominadas lípases, que catalisam a

hidrolise dos glicerídeos com a formação de glicerina e ácidos graxos. No

metabolismo, nosso organismo de três destinos a glicerina e aos ácidos graxos

formados:

Reagrupam-os em moléculas mais complexas, que constituirão as células, os

tecidos etc;

Queima-os para obter energia, sendo interessante notar que os lipídios

liberam 9 Kcal/g, energia superior a da queima dos carboi dratos e das

proteínas, que é da ordem de 4 Kcal/g;

Guarda-os, na forma de novas moléculas, nos tecidos adiposos no organismo

(fato que ocorrendo em excesso leva uma pessoa a engordar). A gordura é o

material reserva do nosso organismo; sua queima, contudo , é mais difícil do

que a dos carboidratos, pois estes têm moléculas mais simples que a dos

lipídios (FELTRE, 1994).

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2.2.2 Triglicerídeos

Os triglicerídeos e os ácidos graxos apresentam reações de particular

importância que são utilizados em muitos métodos analíticos e nos processos de

industrialização dos óleos e gorduras. Os triacilgliceróis são compostos insolúveis

em água e a temperatura ambiente e possu em uma consistência de líquido para

sólido (figura 3).

Figura 3: Gordura ou Óleo

(Triacilgliceróis)

Fonte: http://www.dbm.ufpb.br/DBM_bioquimica_monitoria.htm

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16

O glicerol é um composto simples que contém três grupamentos álcool

formarem ligações Ester com ácidos graxos, o composto resultante será um

triaciglicerol (o nome antigo desse tipo de composto é triglicerídeo). Segundo Berne

os triglicerídeos exógenos provenientes da dieta são absorvidos como quilomicrons,

enquanto os triglicerídeos endógenos são sintetizados principalmente pelo fígado.

Ambos os tipos de triglicerídeos consistem em ácidos graxos de cadeias longas,

saturados, principalmente palmítico C-16 e esteárico C-18 e ácidos graxos oléicos

monoinsaturados C-18:1 esterificados a glicerol. Pelo fato de estes ácidos graxos

também poderem ser sintetizados no fígado e no tecido adiposo, em um senso

global, nenhum requerimento dietético estrito existe para a gordura (No entanto, a

síntese de novo dos ácidos graxos livres a partir do carboidrato ocorre apenas em

um grau muito pequeno).

Aproximadamente 3% a 5% dos ácidos graxos são poliinsaturados e não

podem ser sintetizados pelo corpo. Estes são denominados á cidos graxos dietéticos

essenciais (linoléico, linolênico, araquidônico).

2.3 Metabolismo da Gordura

A gordura representa aproximadamente a metade do substrato diário total

para a oxidação (aproximadamente 100g ou 900 Kcal). A ingestão diária habitual

nos Estados Unidos é de aproximadamente 100g, ou 40% das calorias totais. O

principal componente tanto da gordura dietética quanto de armazenamento são os

triciglicerídeos.

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2.3.1 Digestões das gorduras

No intestino delgado é onde geralmente ocorre a digestão dos triglicerídeos. A

molécula é quebrada em seus dois constituintes: o glicerol e os ácidos graxos por

enzimas chamadas li pases, então, que são absorvidos e em seguida remontados

como triglicerídeos para seguire m pelo corpo através do sangue e da linfa, como

quilomicrons.

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17

O colesterol não precisa ser digerido para ser absorvido. Porém, é importante

saber que a maior parte do colesterol do organismo é produzida pelo próprio

organismo, sendo apenas 25% proveniente da dieta.

2.3.2 Metabolismos das gorduras e do colesterol

Após a digestão, a próxima é etapa é a absorção. As g orduras e o colesterol

não se dissolvem em água ou mesmo no sangue. Ocorre que o organismo lança

proteínas carregadoras que embalam as gorduras e as transportam pelo sangue até

os tecidos. Existem 02 tipos principais destas proteínas:

2.3.2.1 LDL (Low Density Lipoprotein)

Do inglês, Low Density Lipoprotein, que significa lipoproteína de baixa

densidade, essas partículas são as principais transportadoras de lipídios. Parte do

LDL é metabolizada no fígado e utilizado para fabricar membranas celulares. Após

ser absorvido pel o intestino, o colesterol é transportado até os tecidos sob a forma

de LDL. O excesso de colesterol no sangue ocorre oxidação e ele começa se

depositar na parede das artérias, causando aterosclerose. Por isso o LDL é

chamado de colesterol “ruim”.

Figura 4: Biossíntese da LDL (Fonte: Site Infoescola)

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