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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARABA

CENTRO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIA

E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

AVALIAO FSICO-QUMICA

DO LEO DE PEIXE

KASSANDRA DE LOURDES GADELHA

VELOSO ARAJO

JOO PESSOA PB

2007

Livros Grtis

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KASSANDRA DE LOURDES GADELHA

VELOSO ARAJO

AVALIAO FSICO-QUMICA

DO LEO DE PEIXE

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Cincia e Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal da Paraba para obteno de ttulo de Mestre em Cincia e Tecnologia de Alimentos. rea de pesquisa qumica e bioqumica de alimentos.

Orientador:

Prof. Dr. Antnio Gouveia de Souza

JOO PESSOA PB

2007

A663a Arajo, Kassandra de Lourdes Gadelha Veloso. Avaliao fsico-qumica do leo de peixe. / Kassandra de Lourdes

Gadelha Veloso Arajo. Joo Pessoa, 2007. 79 p. Orientador: Antonio Gouveia de Souza. Dissertao (mestrado) - UFPB/CT

1.leos comestveis origem animal. 2. leo de peixe avaliao oxidativa. 3. leo de peixe anlise trmica.

UFPB/BC. CDU: 664.324.3(043)

AVALIAO FSICO-QUMICA

DO LEO DE PEIXE

KASSANDRA DE LOURDES GADELHA VELOSO ARAJO

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Cincia e Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal da Paraba para obteno de ttulo de Mestre em Cincia e Tecnologia de Alimentos. rea de pesquisa qumica e bioqumica de alimentos.

Aprovada em Setembro de 2007.

BANCA EXAMINADORA

__________________________________________ Prof. Dr. Antnio Gouveia de Souza/UFPB

Orientador

__________________________________________ Profa. Dra. Marta Maria da Conceio/UFCG

Membro externo

________________________________________________ Profa. Dra. Marta Clia Dantas Silva/UFCG/CNPq/FAPESQ

Membro externo

DEDICATRIA

A meus avs Maria de Lourdes (in memorian) e Manoel Dionzio (in memorian)

exemplos de vida, e responsveis pela minha formao.

A Vernica, minha me, amiga, confidente, por est sempre ao meu lado me apoiando.

A meu pai Joo Crisstomo, pelo incentivo educao.

Aos meus irmos Jnior e Tatiana, amores da minha vida.

Ao meu esposo, Joo Romero, pelo companheirismo.

A Deus, responsvel pelas minhas vitrias.

AGRADECIMENTOS

A Deus e Nossa Senhora da Penha, por me concederem mais esta vitria e me guiarem

sempre.

A minha me, pela confiana, carinho e amor incondicional.

A todos os meus familiares pelo apoio, amor, incentivo e crena.

Aos meus amigos que torceram sempre por mim.

Ao Professor Dr. Antnio Gouveia de Souza, meu orientador, por quem tenho uma grande

admirao.

A Professora Dra. Marta Maria da Conceio, pela colaborao imprescindvel, pela presteza

e vontade de ajudar.

A Professora Dra. Marta Clia Dantas Silva, pelo auxlio valioso, ateno e principalmente

amizade.

Aos funcionrios do LACOM, Lcia, Rogrio e Adriana, pela disponibilidade sempre.

A todos os Professores do LACOM, Ida, Tatiana, Svio, Soledade e Fabola.

Aos amigos que fazem a famlia LACOM, principalmente a Raul, Roberlcia, Manoel,

Anderson, Vasconcelos, Geuza, Gabriel, Lcia, Sara, Lcia, pela companhia, amizade, ajuda,

conhecimento.

Ao Programa de Ps-Graduao em Cincia e Tecnologia de Alimentos, ao coordenador,

Prof. Jos Marcelino Cavalheiro e ao Secretrio Humberto Bandeira, pelo apoio recebido.

Aos Professores do Programa de Ps-Graduao, pelos ensinamentos.

A todos os colegas do Mestrado, principalmente a Jailane pelo apoio, amizade, presena.

CAPES, pela bolsa concedida.

RESUMO

ARAJO, K. L. G. V. Avaliao Fsico-qumica de leo de Peixe. Joo Pessoa, 2007. 79f. Dissertao (Mestrado em Cincias e Tecnologia de Alimentos), Universidade Federal da Paraba. Pesquisas tm sido intensificadas enfocando a anlise da composio nutricional de produtos marinhos, pois so ricos em cidos graxos polinsaturados n-3 benficos sade humana. No Brasil, apesar do vasto litoral, a produo de leo de peixe, geralmente destina-se a alimentao animal, a fabricao de tintas e vernizes ou sua utilizao como lubrificante e impermeabilizante. Desse modo, no existe controle de qualidade eficaz na produo do leo de peixe nacional o que leva a uma matria prima de qualidade reduzida. Diante deste contexto, este trabalho visou avaliar a qualidade do leo de peixe nacional atravs das anlises fsico-qumicas convencionais e instrumentais como tambm, a avaliao da estabilidade trmica e do processo oxidativo utilizando tcnicas trmicas tais como: Termogravimetria (TG) e Calorimetria Exploratria Diferencial Pressurizada (PDSC). Os resultados obtidos mostraram que as caractersticas fsico-qumicas do leo de peixe bruto evidenciam uma matria-prima de baixa qualidade. O processo de refino do leo foi eficaz na reduo dos cidos graxos livres, porm ineficiente na reduo de perxidos. As tcnicas analticas, espectroscpicas e trmicas evidenciaram que os leos de peixe sob estresse trmico deterioram rapidamente. O acompanhamento do efeito trmico por UV-vis mostrou ser um recurso eficaz, pois indica a formao de dienos e trienos conjugados, que so produtos de oxidao e podem ser monitorados. A curva PDSC do leo de peixe refinado apresentou um Tempo de induo oxidativo (OIT) de 36,42 minutos. As tcnicas termoanalticas e a espectroscopia UV-vis so ferramentas imprescindveis no controle de qualidade de leos, sendo rpidas, sensveis e precisas. Palavras-chave: leo de peixe, avaliao oxidativa, anlise trmica, espectroscopia UV-Vis.

ABSTRACT

ARAJO, K. L. G. V. Physical-chemical Evaluation of Fish Oil -. Joo Pessoa, 2007. 79f. Dissertation (Masters Degree in Food Science and Technology), Federal University of Paraba. Researches have been intensified focusing in the analysis of the nutritional composition of sea products, as they are rich in polyunsaturated n-3 fatty acids which are good for the human health. In Brazil, despite of the vast seashore, the production of fish oil is normally aimed to animal feeding, the fabrication of paints and varnishes, or its usage as lubricants and impermeable substances. This way, there is no control of the effective quality in the production of national fish oil which leads to a raw material of low quality. Facing this context, this study evaluated the quality of national fish oil through conventional and instrumental physical-chemical analysis, as well as the evaluation of the thermal stability of the oxidative process, using thermal techniques, such as: Termogravimetry (TG) and Pressurized Differential Exploratory Calorimetry (PDSC). The obtained results showed that the physical-chemical characteristics of crude fish oil attested a raw material of low quality. The process of refinement of the oil was effective in the reduction of free fatty acids, however inefficient in the reduction of peroxides. The analytical, spectroscopical and thermal techniques attested that the fish oil under thermal stress deteriorated fast. The attendance of the thermal effect by UV-Vis demonstrated to be a good recourse, because it indicates the formation of conjugated dienes and trienes, which are oxidation products and can be monitored. The PDSC curve of refined fish oil presented an Oxidative Induction Time (OIT) of 36.42 minutes. The thermal-analytical techniques and the UV-Vis spectroscopy are essential tools in the control of the quality of oils, being fast, sensitive and precise. Keywords: fish oil, oxidative evaluation, thermal analysis, UV-Vis spectroscopy.

LISTA DE QUADROS

Quadro 3.1 Fontes alimentares de cidos graxos essenciais.................................................19

Quadro 3.2 Composio de mega-3 em animais marinhos................................................23

Quadro 3.3 Compostos da oxidao lipdica e suas respectivas faixas de absoro no

espectro do ultravioleta.............................................................................................................32

Quadro 3.4 Classificao das Tcnicas Termoanalticas......................................................34

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 Processos metablicos dos cidos graxos mega-3 e mega-6...........................21

Figura 3.2 Sntese de eicosanides pelo cido araquidnico e pelo cido eicosapentaenico.

...................................................................................................................................................25

Figura 3.3 Esquema geral da autoxidao de cidos graxos poliinsaturados.......................27

Figura 4.1 Diagrama de Blocos do procedimento experimental para a clarificao do leo

bruto de pescado........................................................................................................................40

Figura 4.2 Mufla com sistema de programao....................................................................42

Figura 4.3 Viscosmetro Brookfield, modelo LV-DVII.......................................................46

Figura 4.4 Espectrofotmetro UV/Vis Shimadzu 2550........................................................46

Figura 4.5 Analisador Trmico TA INSTRUMENTS SDT 2960........................................47

Figura 4.6 Calormetro TA INSTRUMENTS MDSC 2920.................................................48

Figura 4.7 Cromatgrafo gasoso acoplado a um espectrmetro de massa modelo QP 2010...

...................................................................................................................................................49

Figura 5.1 cidos graxos livres do leo de peixe bruto e refinado.......................................51

Figura 5.2 ndice de iodo do leo de peixe bruto e refinado................................................52

Figura 5.3 ndice de perxido do leo de peixe bruto e refinado.........................................53

Figura 5.4 ndice de anisidina do leo de peixe bruto e refinado.........................................53

Figura 5.5 Valor totox do leo de peixe bruto e refinado......................................................54

Figura 5.6 Viscosidade do leo de peixe bruto e refinado.....................................................54

Figura 5.7 Espectros de absoro no UV/Vis do leo de peixe bruto e refinado.................56

Figura 5.8 Curva TG do leo de peixe refinado em vrias razes de aquecimento, em

atmosfera de ar sinttico...........................................................................................................58

Figura 5.9 Curva TG do leo de peixe refinado em vrias razes de aquecimento, em

atmosfera de nitrognio...........................................................................................................59

Figura 5.10 Curva TG do leo de peixe refinado em atmosfera ar sinttico e nitrognio...60

Figura 5.11 Curva PDSC dinmica do leo de peixe neutralizado durante armazenamento

prolongado...............................................................................................................................62

Figura 5.12 Curva PDSC isotrmica do leo de peixe neutralizado durante armazenamento

prolongado...............................................................................................................................63

Figura 5.13 - cido graxos livres de leos submetidos degradao trmica.......................64

Figura 5.14 ndice de iodo de leos submetidos degradao trmica................................65

Figura 5.15 ndice de perxido de leos submetidos degradao trmica.........................65

Figura 5.16 ndice de anisidina de leos submetidos degradao trmica........................66

Figura 5.17 viscosidade de leos submetidos degradao trmica.....................................66

Figura 5.18 - Espectros de absoro no UV/Vis dos leos de peixe bruto e degradados........67

LISTA DE TABELAS

Tabela 5.1 Anlises fsico-qumicas do leo de peixe bruto e refinado................................55

Tabela 5.2 Principais cidos graxos presentes no leo de peixe bruto e refinado................58

Tabela 5.3 Dados termogravimtricos das amostras de leo de peixe refinado em atmosfera

oxidante (ar sinttico) e inerte (nitrognio)...............................................................................61

Tabela 5.4 Anlise fsico-qumica dos leos de peixe refinado e degradado termicamente.....

...................................................................................................................................................67

Tabela 5.5 Principais cidos graxos presentes no leo de peixe bruto e refinado................69

LISTA DE ABREVIATURAS

TG termogravimetria

PDSC Calorimetria Exploratria Diferencial Pressurizada

CG Cromatografia

MS espectrometria de massas

Uv-vis Ultravioleta-visvel

FAO Food and Agricultures Organization

AOCS - American Oil Chemists Society

EPA Eicosapentaenico

DHA Docosapentaenico

n-3 mega-3

w-3 mega -3

n-6 mega-6

w-6 mega -6

n-9 mega-9

w-9 mega -9

PG Prostaglandina

LT Leucotrienos

TX Tromboxanos

VLDL Lipoprotena de Muita Baixa Densidade

HDL Lipoprotena de Alta Densidade

SUMRIO

1 INTRODUO....................................................................................................................15

2 OBJETIVOS.........................................................................................................................17

2.1 OBJETIVO GERAL...........................................................................................................17

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS..............................................................................................17

3 REVISO DA LITERATURA...........................................................................................18

3.1 LEOS EGORDURAS......................................................................................................18

3.2 LEO DE PEIXE...............................................................................................................22

3.3 OXIDAO DE LEOS...................................................................................................26

3.4 MTODOS DE ANLISE.................................................................................................29

3.4.1 ndice de iodo..................................................................................................................29

3.4.2 cidos graxos livres.......................................................................................................30

3.4.3 ndice de perxido..........................................................................................................31

3.4.4 ndice de anisidina.........................................................................................................31

3.4.5 Espectroscopia de varredura na faixa do espectro Uv-visvel...................................32

3.5 ANLISE TRMICA........................................................................................................33

3.5.1 Termogravimetria.............................................................................................................35

3.5.2 Termogravimetria Derivada.............................................................................................37

3.5.3 Anlise Trmica Diferencial............................................................................................37

3.5.4 Calorimetria exploratria Diferencial..............................................................................38

4 MATERIAL E MTODOS.................................................................................................40

4.1 LEO DE PEIXE...............................................................................................................40

4.2 REFINO DO LEO DE PEIXE.........................................................................................40

4.2.1 Degomagem.....................................................................................................................41

4.2.2 Neutralizao..................................................................................................................41

4.2.3 Lavagem..........................................................................................................................41

4.2.4 Secagem...........................................................................................................................41

4.2.5 Branqueamento..............................................................................................................41

4.2.6 Filtrao..........................................................................................................................41

4.3 TRATAMENTO CIDO DA ARGILA NATURAL........................................................42

4.4 DEGRADAO DO LEO DE PEIXE............................................................................42

4.5 ANLISES FSICO-QUMICAS.......................................................................................43

4.5.1 Determinao do ndice de iodo....................................................................................43

4.5.2 Determinao de cidos graxos livres..........................................................................43

4.5.3 Determinao de ndice de perxido............................................................................44

4.5.4 Determinao do ndice de anisidina............................................................................45

4.5.5 Determinao do Valor Totox.......................................................................................45

4.5.6 Determinao da viscosidade........................................................................................46

4.6 ANLISE POR ESPECTROSCOPIA NO ULTRAVIOLETA.........................................46

4.7 ANLISES TRMICAS....................................................................................................47

4.7.1 Termogravimetria (TG) ...............................................................................................47

4.7.2Calorimetria Exploratria Diferencial Pressurizada(PDSC).....................................47

4.8 CROMATOGRAFIA GASOSA........................................................................................48

4.8.1 Preparao dos steres metlicos..................................................................................48

4.8.2 Identificao e quantificao dos steres metlicos dos cidos graxos......................49

5 RESULTADOS E DISCUSSO.........................................................................................51

5.1 ANLISES FSICO-QUMICAS DO LEO DE PEIXE SUBMETIDO A PROCESSO

DE REFINO..............................................................................................................................51

5.2 ANLISE POR ESPECTROSCOPIA DE ABSORO ELETRNICA (UV/VIS) D O

LEO DE PEIXE SUBMETIDO A PROCESSODE REFINO...............................................55

5.3 ANLISE CROMATOGRFICA DO LEO DE PEIXE BRUTO E REFINADO.........56

5.4 ESTUDO TRMICO..........................................................................................................58

5.4.1 Dependncia do perfil termogravimtrico em funo das razes de aquecimento..58

5.4.2 Dependncia do perfil termogravimtrico em funo das atmosferas......................59

5.4.3 Calorimetria exploratria diferencial pressurizada(PDSC)..................................... 62

5.5 ANLISES FSICO-QUMICAS DO LEO DE PEIXE SUBMETIDO A PROCESSO

DE DEGRADAO TRMICA.............................................................................................64

5.6 ANLISE POR ESPECTROSCOPIA DE ABSORO ELETRNICA (UV/VIS) DO

LEO DE PEIXE SUBMETIDO A PROCESSO DEDEGRADAO TRMICA...............67

5. 7 ANLISE CROMATOGRFICA DO LEO DE PEIXE DEGRADADO.....................68

6 CONCLUSES....................................................................................................................70

SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS.................................................................71

REFERNCIAS......................................................................................................................72

ANEXOS..................................................................................................................................81

15

1 INTRODUO

Nos ltimos anos pesquisas tm sido realizadas e intensificadas com o objetivo de

fornecer subsdios para uma anlise da qualidade dos alimentos. As mesmas so direcionadas

aos estudos sobre os efeitos da temperatura de processamento a que estes alimentos so

submetidos e as anlises do teor de substncias que os compem (JESUS, 2001; GARCIA,

2004).

Os estudos enfocando a anlise do teor das substncias que compem os alimentos

tm se estendido aos recursos pesqueiros, pois, os peixes so uma fonte rica em cidos graxos

polinsaturados mega-3 e estes cidos fornecem benefcios para a sade humana alm da

nutrio bsica (YAMADA et al, 2000).

Segundo dados preliminares da Organizao das Naes Unidas para Agricultura e

Alimentao (FAO, 2004), a captura pesqueira mundial para o ano de 2002 foi de 133,0

milhes de toneladas, das quais 93,2 milhes de toneladas eram de origem marinha. Os

mercados de peixe frescos, congelados, enlatados e secos foram os principais destinos dos

pescados produzidos, utilizando aproximadamente 76% da produo mundial. Os 24%

restantes seguiram para o preparo de farinha e leos de pescados, sendo que 60% da produo

mundial de leo, aproximadamente 1,2 milhes de toneladas, foi destinada aqicultura, e o

restante ao consumo humano, este ltimo sendo destacado como um mercado em expanso

(OLIVEIRA, 2002).

No Brasil, o leo de peixe produzido, normalmente empregado para consumo animal

e destinado para a fabricao de tintas e vernizes ou usado como lubrificante e

impermeabilizante (BRASIL, 1985), no existindo dados seguros sobre a sua produo total.

E apesar da nossa potencialidade pesqueira, os suplementos alimentares base de leo de

peixe contendo mega-3 so importados e apenas encapsulados em nosso pas. Esta situao

poderia ser redirecionada a partir da utilizao de leos provenientes do pescado brasileiro,

principalmente se obtido do resduo industrial. Esta situao exibe, ainda, a escassez de

tecnologia apropriada para a fabricao de leos de pescados refinados.

Na alimentao Humana, diversos autores afirmam que alm do conhecido emprego

do leo de pescados em margarinas, atualmente os cidos graxos polinsaturados da famlia

mega-3 so incorporados a outros produtos alimentcios, como leite, ovos, pes e

suplementos alimentares (BADOLATO et al, 1991; BIMBO, 1987; CHAPMAN e

REGENSTEIN, 1997).

16

Existem dois cidos essenciais na nutrio humana: o cido alfa-linolnico 18:3n-3

que forma parte das famlias dos cidos graxos mega-3 e o cido linolico 18n-6 que forma

parte das famlias dos cidos graxos mega-6. Eles no podem ser sintetizados pelo

organismo humano, sendo necessrio serem introduzidos na dieta.

Apesar dos seus efeitos benficos, os cidos graxos insaturados de cadeia longa so

conhecidos por serem instveis a processos autooxidativos e oxidativos (BORQUEZ et al,

1997), os quais podem afetar o seu sabor, cor, textura e valor nutricional (SIRIWARDHANA

et al, 2004).

Entre os principais catalisadores do processo de oxidao em leos e gorduras,

destaca-se a temperatura que estes leos e gorduras so submetidos durante os seus

processamentos e estocagem.

Neste sentido, diversos mtodos analticos foram desenvolvidos para avaliar a

qualidade dos leos e gorduras. Por exemplo, a determinao dos ndices de iodo, perxido e

cidos graxos livres so tcnicas volumtricas clssicas, constituindo processos laboriosos

que demandam tempo e que esto sujeitos a dificuldades na visualizao do ponto final da

titulao. Mais recentemente, so as tcnicas instrumentais de anlises como a anlise

trmica, a espectroscopia de ultravioleta, visvel e infravermelho; a espectrometria de massa e

ressonncia magntica nuclear (RMN), que vem sendo inseridas no processo de

determinao de oxidao de leos, apresentando muitas vantagens sobre as tcnicas

analticas, apesar do custo dos equipamentos.

Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo principal realizar a avaliao

fsico-qumica do leo de peixe bruto produzido no Brasil, utilizando mtodos fsico-

qumicos, espectroscpico, cromatogrfico e anlise trmica, atravs das tcnicas de

termogravimetria (TG) e calorimetria exploratria diferencial prssurizada (PDSC); avaliando

a importncias dos mtodos instrumentais de anlise; bem como, estudar o processo de refino

e estresse oxidativo do leo submetido a elevadas temperaturas.

17

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Realizar a avaliao fsico-qumica do leo de peixe, utilizando mtodos fsico-

qumicos, espectroscpico, cromatogrfico e a anlise trmica atravs das tcnicas trmicas

termogravimetria (TG) e calorimetria exploratria diferencial (PDSC).

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Realizar processo de refino do leo bruto, atravs das etapas de degomagem,

neutralizao e clarificao;

Determinar parmetros fsico-qumicos, tais como: ndices de iodo, cidos

graxos livres, ndice de perxido, ndice de anisidina e viscosidade do leo de peixe aps

refino e degradao trmica;

Analizar atravs da tcnica de espectroscopia UV/Vis os processos de oxidao

do leo de peixe aps refino e sob degradao;

Estudar o perfil da decomposio trmica e oxidativa do leo de peixe refinado

atravs das tcnicas trmicas (TG e PDSC);

Determinar a composio dos cidos graxos dos leos de peixe bruto, refinado

e degradado atravs da cromatografia gasosa acoplada a espectrmetro de massas.

18

3 REVISO DE LITERATURA

3.1 LEOS E GORDURAS

Os leos e gorduras so substncias insolveis em gua (hidrofbicas), de origem

animal ou vegetal; formados predominantemente de misturas de triglicerdeos, isto , steres

do trilcool glicerol (propano-1,2,3-triol) e trs resduos de cidos graxos que podem ser

idnticos ou no (MORETTO & FETT, 1998; COULTATE, 2004). Os leos diferem das

gorduras por apresentarem-se lquidos a temperatura de 25 C, enquanto as gorduras

apresentam-se na forma slida ou pastosa a esta mesma temperatura (BRASIL, 2005). Esta

diferena deve-se, exclusivamente, natureza do cido ou cidos graxos aos quais o glicerol

est esterificado (BOBBIO & BOBBIO, 1992).

Alm dos glicerdeos (mono, di e triglicerdeos), os leos e gorduras apresentam como

componentes substncias que so denominadas no-glicerdeos e que perfazem certa de 5%

em leos brutos e 2% em leos refinados. Entre os grupos destas substncias tm-se os

fosfatdeos, esteris, ceras, hidrocarbonetos insolveis, clorofila, vitaminas lipossolveis,

lactonas e metilcetonas (FARIA et al, 2002).

Os cidos graxos so os principais componentes dos leos e gorduras, podendo est na

forma livre ou fazendo parte das molculas dos glicerdeos e de certos no-glicerdeos e

chegam a apresentar at 96% do peso total destas molculas; contribuindo de forma

significativa nas suas propriedades mais caractersticas (MORETTO & FETT, 1998).

Constituem-se de cadeias retas de hidrocarbonetos, terminadas em um grupo carboxila numa

ponta, e em um grupo metila na outra e diferem-se pelo nmero de tomos de carbono, bem

como pela colocao e a natureza de suas ligaes qumicas.

A extenso da cadeia dos cidos graxos pode variar de 4 a 30 tomos de carbono. O

termo cadeia curta refere-se aos cidos graxos com 6 carbonos ou menos, como por exemplo

o cido butrico encontrado na manteiga. cidos graxos de cadeia mdia contm entre 8 e 12

tomos de carbono, e usualmente so encontrados em gorduras sintticas. cidos graxos de

cadeia longa contm at 27 tomos de carbono (MAHAN,1994).

Quando saturados, os cidos graxos apresentam apenas ligaes simples entre

carbonos e possuem pouca reatividade qumica. J os cidos graxos insaturados, contm uma

ligao (monoinsaturados) ou mais ligaes duplas (polinsaturados) no seu esqueleto

carbnico e possuem maior reatividade. Torna-se importante salientar, ainda, que o estado de

19

saturao ou insaturao constitui uma importante caracterstica qumica, assim como

nutricional, face ao papel exercido por certos cidos graxos nos processos metablicos e

imunitrios (FRANCO, 1999).

A classe de cidos graxos mega-3 (w-3 ou n-3), mega-6 (w-6 ou n-6) e mega-9

(w-9 ou n-9) consistem de cidos graxos insaturados contendo de 18 a 22 carbonos e sua

designao mega tem relao com a posio da primeira dupla ligao, contando a partir do

grupo metlico final da molcula de cido graxo. Os cidos graxos n-3 apresentam a primeira

dupla ligao entre o terceiro e o quarto tomo de carbono, enquanto os cidos graxos n-6 tm

a primeira dupla ligao entre o sexto e o stimo tomo de carbono e os cidos graxos n-9

apresentam a primeira dupla ligao entre o nono e dcimo tomo de carbono (BELDA &

POURCHET-CAMPOS, 1991). Os principais cidos graxos n-3 so o cido linolnico 18:3, o

cido eicosapentaenico (EPA) 20:5 e o cido docosahexaenico (DHA) 22:6, enquanto os

principais n-6 so o cido linolico 18:2 e o cido araquidnico 20:4, na classe n-9 tm-se o

cido olico 18:1 como principal componente (SUREZ-MAHECHA et al.,2002).

Existem dois cidos essenciais na nutrio humana: o cido alfa-linolnico 18:3n-3

que forma parte das famlias dos cidos graxos mega-3 e o cido linolico 18n-6 que forma

parte das famlias dos cidos graxos mega-6. Eles no podem ser sintetizados pelo

organismo humano, sendo necessrio serem introduzidos na dieta. No Quadro 3.1 esto

destacadas fontes alimentcias dos cidos graxos essenciais (SIRIWARDHANA et al., 2004).

Quadro 3.1 Fontes alimentares de cidos graxos essenciais

Fontes Alimentares de cidos Graxos Essenciais

cidos graxos mega-6 cidos graxos mega-3 Linolico Gama-linolnico Alfa-linolnico Eicosapentaenico

Docosahexaenico

leo de algodo leo de groselha leo de soja Sardinha leo de Amendoim Vegetais leo de noz Salmo leo de uva Legumes Linhaa Atum leo de girassol Vegetais Cavala Legumes Peixes brancos Fonte: Sydney-Smith (2005).

20

Os efeitos benficos dos cidos graxos polinsaturados, na sade humana podem ser

obtidos atravs de uma alimentao equilibrada, que proporcione uma relao adequada de

cidos graxos polinsaturados n-6 e n-3. Segundo a FAO (1994) e o Institute of Medicine

(2002) a relao entre n-3 e n-6 de 5:1 a 10:1 considerada satisfatria.

Segundo uma pesquisa realizada pela FAO realizado no ano 1994 estima-se que as

dietas de certas comunidades ocidentais incluam propores mdias de n-6 e n -3, em torno

de 20:1 a 25:1, bastante diferentes do consumo de nossos antepassados e das recomendaes

atuais. Frente a isso, em vista da evoluo industrial, a emergncia por alimentos processados

e a hidrogenao dos leos vegetais reduziram ainda mais a concentrao de cidos n-3.

Os cidos graxos polinsaturados essenciais desempenham um importante papel no

organismo humano, participam do metabolismo e transporte de gorduras, da manuteno da

funo e integridade das membranas celulares, modulao dos receptores de hormnios e

funo imune, alm de serem precursores dos eicosanides (prostaglandinas, tromboxanos e

leucotrienos), um grupo de componentes semelhantes ao hormnio, que participam da

regulao da presso sangunea, freqncia cardaca, dilatao vascular, coagulao

sangunea, liplise, respostas imunolgicas e sistema nervoso central (MAHAN, 1994;

FRANCO, 1999).

Os cidos linolico e alfa-linolnico sofrem processos de dessaturao e alongamento

para formar os demais cidos graxos das famlias n-6 e n-3. So metabolizados pelos mesmos

sistemas de enzimas, estando sujeitos inibio do competidor. Os sistemas enzimticos tm

preferncia pelos cidos graxos n-3 e no existe nenhuma interconverso entre eles.

As sries de cidos graxos essenciais n-6 e n-3 competem entre si pela mesma enzima

para dessaturao a delta-6-dessaturase, assim como, seus principais derivados os cidos

araquidnico e eicosapentaenico (EPA) tambm apresentam concorrncia por um nico stio

para dessaturao, realizada pela enzima delta-5-dessaturase. Ambas as enzimas so chaves

metablicas clssicas e comuns para as duas vias metablicas e apresentam maior afinidade

pelos substratos mais altamente insaturados. Logo, devido essa natureza competitiva, cada

cido graxo pode interferir no metabolismo do outro, apresentando implicaes nutricionais

(WAITZBERG & BORGES, 2002).

O cido linolico (28:2 n-6) forma o gama-linolnico (18:3 n-6) que convertido em

cido araquidnico (20:4 n-6). Em outra via o cido alfa-linolnico (18:3 n-3) convertido, de

forma lenta em cido eicosapentaenico (EPA) e docosahexaenico (DHA), como mostrado

na Figura 3.1.

21

Figura 3.1 Processos metablicos dos cidos graxos mega-3 e mega-6 (Fonte: Carvalho et al, 2003).

-Linolnico (18:3n-3)

CIDOS GRAXOS MEGA-3

Estaridnico (18:4n-3)

Docosatetraenico (20:4n-3)

Eicosapentaenoico (20:5n-3)

Docosapentaenoico (22:5n-3)

Docosahexaenico (22:6n-3)

CIDOS GRAXOS MEGA-6

cido Linolico (18:2n-6)

-Linolnico (18:3n-6)

Araquidnico (20:4n-6)

6-dessaturase

Alongase

Dihomo--linolnico (18:3n-6)

5-dessaturase

Adrnico (22:4n-6)

Alongase

Docosapentaenoico (22:5n-6)

4-dessaturase

22

3.2 LEO DE PEIXE

Segundo dados preliminares da Organizao das Naes Unidas para Agricultura e

Alimentao (FAO, 2004), a captura pesqueira mundial para o ano de 2002 foi de 133,0

milhes de toneladas, das quais 93,2 milhes de toneladas eram de origem marinha. Os

mercados de peixe frescos, congelados, enlatados e secos foram os principais destinos dos

pescados produzidos, utilizando aproximadamente 76% da produo mundial. Os 24%

restantes seguiram para o preparo de farinha e leos de pescados, sendo que 60% da produo

mundial de leo, aproximadamente 1,2 milhes de toneladas, foi destinadas aqicultura, e o

restante ao consumo humano, este ltimo sendo destacado como um mercado em expanso

(OLIVEIRA, 2002). No Brasil, o leo de peixe produzido, normalmente empregado para

consumo animal e destinado para a fabricao de tintas e vernizes ou usado como lubrificante

e impermeabilizante (BRASIL, 1985). Entretanto, no existem dados seguros sobre a

produo total de leo de pescados no Brasil.

Os leos de pescados so constitudos dos mesmos componentes dos outros leos e

gorduras, sendo, portanto, formados predominantemente de steres de cidos graxos e

glicerol. Diferem-se por apresentarem a seguinte composio geral: (a) seus leos contm

aproximadamente 25% de cidos graxos saturados, e 75% de cidos graxos altamente

insaturados, (b) os cidos graxos insaturados dos leos de peixe variam substancialmente em

comprimento e a maioria destes contm 16, 18, 20 e 22 carbonos em suas molculas, (c) a

composio de seu material insaponificvel varia consideravelmente, (d) leos de fgado de

peixes contm alto percentual de colesterol, enquanto que os leos do corpo de peixes um

baixo teor de colesterol, (e) em geral, as estruturas dos glicerdeos dos leos de peixe so

muito mais complexas do que as gorduras de animais terrestres e leos vegetais (BRONDY,

1965).

O alto teor dos cidos graxos polinsaturados eicosapentaenico (EPA) e

docosahexaenico (DHA) presentes no leo de pescados conferem a esses leos uma notvel

importncia, j que so um dos nicos alimentos que aparecem como fontes expressivas

destes cidos graxos (Quadro 3.2). Esses cidos graxos so reconhecidos por desempenharem

um papel essencial na sade e nutrio humana (CHANTACHUM, 2000) e tm sido referidos

pelos seus efeitos benficos sade humana (BORQUEZ, 1997).

23

Quadro 3.2 Composio de mega-3 em animais marinhos.

Alimento % de mega-3 em animais marinhos

Cavala 1.8 - 5.1 Arenque 1.2 - 3.1 Salmo 1.0 - 3.1 Atum 1.0 - 1.4 Truta 0.5 - 1.6 Camaro 0.5 -1.6 Lagosta 0.2- 0.5 Bacalhau 0.3 - 0.4 Linguado 0.2 - 0.3

Fonte: Cukier & Waitzberg (1996).

A composio dos cidos graxos nos pescados deve-se sua alimentao

fitoplanctnica e zooplanctnica que concentra cidos graxos de cadeia longa altamente

insaturados (BELDA e POURCHET-CAMPOS, 1991). Segundo Pitcher e Hart (1982), a

alimentao pelgica proporciona dietas ricas em leos e ceras, as quais so metabolizadas

para glicerol e cidos poliinsaturados atravs da dessaturao e alongamento das cadeias

carbnicas.

A presena de cidos graxos polinsaturados em peixes possui como principais funes

biolgicas, a manuteno do mosaico fludo das membranas, bem como a reserva de energia e

a regulao da densidade, atravs do acmulo em depsitos de gordura, preferencialmente na

forma de triglicerdeos (LEHNINGER et al, 2000).

Em humanos, o cido alfa-linolnico que pode ser derivado de algumas fontes

vegetais, pode ser convertido a eicosapentaenico (EPA) e docosahexaenico (DHA), porm

esta converso caracteriza-se por ser limitada e lenta (GERSTER, 1998), tendo uma eficincia

em torno de 10 a 15% em adultos jovens (EMKER, 1994).

No Brasil, a oferta no comrcio de suplementos alimentares a base de leo de peixe,

contendo os cidos eicosapentaenico (EPA) e docosapentaenico (DHA) encapsulados, vem

crescendo ultimamente, bem como as solicitaes de anlises ao Instituto Adolfo Lutz para

fins de registros de novas marcas desses produtos no Ministrio da Sade. De acordo com o

declarado pelos interessados, os leos, geralmente de sardinha, so importados da Inglaterra e

submetidos ao encapsulamento no Brasil. A frmula convencional garante que os produtos

contm 180 mg de EPA e 120 mg de DHA por grama. Em alguns casos, h adio de

vitamina E ou tocoferol como antioxidantes (BADOLATO et al, 1991).

24

Diversos autores afirmam que alm do conhecido emprego do leo de pescados em

margarinas, atualmente os cidos graxos polinsaturados da classe n-3 so incorporados a

outros produtos alimentcios com leite, ovos e suplementos alimentares (BIMBO, 1987;

BADOLATO et al, 1991; CHAPMAN & REGENSTEIN, 1997).

Na Europa prtica comum a formulao de pes e margarinas com leo de peixe. A

produo de ovos com teores elevados de DHA possvel, alimentando-se as galinhas com

raes enriquecidas com este cido, geralmente atravs da adio de microalgas. A

incorporao de cidos graxos n-3, especialmente a pes, tem sido indicada como um

procedimento ideal, pois o dixido de carbono gerado durante o assar age como antioxidante,

prevenindo a oxidao dos cidos graxos n-3, enquanto os pes esto sob altas temperaturas

(MENEGALDO, 1999).

Os primeiros relatos sobre o metabolismo dos cidos graxos n-3 surgiram na dcada

de 70, a partir de estudos na doena coronariana (DYERBERG et al, 1978). Esquims da

Groenlndia, apesar do alto consumo de dietas ricas em gorduras com elevados teores de

colesterol e baixa ingesto de carboidratos, apresentaram baixos nveis de colesterol total,

triglicrides, lipoprotena de muito baixa densidade (VLDL) e nveis maiores de lipoprotena

de alta densidade (HDL), relacionados a menores ndices de doenas cardiovasculares

(BEILIN, 1993). Nos Esquims a doena cardiovascular manifesta baixo ndice de

mortalidade (10,3%) em relao populao norte-americana (50%) (BANG et al, 1976). Os

esquims tambm tm baixa incidncia de asma, psorase, doenas auto-imunes e diabetes

mellitus e maior incidncia de doenas hemorrgicas e epilepsia (HEINE, 1993).

Em estudos sobre a fisiologia dos cidos graxos n-3 encontram-se alteraes na funo

plaquetria e sntese de eicosananides, que motivam as pesquisas em uma mirade de

condies e doenas (CUKIER e WAITZBERG, 1996).

cidos graxos n-3 competem com o cido araquidnico como substrato para sntese de

prostaglandinas e leucotrienos. Com a maior disponibilidade de n-3 a sntese de

prostaglandina (PG) e tromboxanes (TX) da srie 2 e leucotrienos (LT) da srie 4 diminuem,

sendo substituda pela sntese de prostaglandinas e leucotrienos da srie 3 e 5,

respectivamente. As PG, TX e LT das sries 3 e 5 so mediadores inflamatrios menos

potente, podendo modular a resposta inflamatria exacerbada (Figura 3.2) (CUKIER &

WAITZBERG, 1996).

O consumo exclusivo e constante de gorduras vegetais contendo grandes quantidades

de n-6 pode resultar em produo excessiva de eicosanides e perxidos da srie

Leucotrienos4, PGI2 e TXA2. Em um organismo sadio, quantidades extremamente baixas de

25

eicosanides so produzidas, enquanto que em tecidos alterados e em condies patolgicas,

como: inflamaes, artrites, hemorragias, leses vasculares e oncogneses, grandes

quantidades so sintetizadas. Estes fenmenos tm relao com as prostaglandinas,

leucotrienos, tromboxanos e radicais livres dos perxidos. necessrio tambm destacar

como so importantes os efeitos antagonistas do tromboxano e a prostaciclina. O tromboxano

favorece a agregao das plaquetas, enquanto que a prostaciclina inibe a agregao das

plaquetas e dispersa os agregados j formados. O aparecimento de escleroses, por exemplo,

est relacionado a um dficit de prostaciclina (HEARN et al., 1987; SIMOPOULOS, 1990;

SANDER, 2000).

Figura 3.2 Sntese de eicosanides pelo cido araquidnico e pelo cido eicosapentaenico (Fonte: Ward, 1995).

CIDO ARAQUIDNICO 20:4 MEGA-6

CIDO EICOSAPENTAENICO (EPA) 20:5 MEGA-3

PGH3 PGH2

PGE3 PGE2

cicloxigenase

5-lipoxigenase

5-hidroxiperoxieicosatetraenico 5-hidroxiperoxieicosapentaenico

LTA 4 LTA 5

26

Os cidos graxos polinsaturados contidos na dieta reduzem o nvel de colesterol e de

lipoprotenas de baixa densidade no sangue, mas, ao mesmo tempo, a presena de grandes

quantidades de n-6 pode resultar em uma produo excessiva de eicosanides e perxidos

com maior capacidade para inibir a sntese de prostaciclina. Neste sentido, os cidos graxos

EPA e DHA provenientes da carne de peixe incorporam-se facilmente aos fosfolipdios no

lugar do cido araquidnico e entram para o ciclo produzindo eicosanides ou docosanides

apropriados, como Leucotrienos3, PGI3, TXA3. Os cidos graxos n-3 so, portanto, pobres

geradores de perxido quando comparados ao cido araquidnico e constituem falsos

substratos para a cicloxigenase, conseguindo inibir a sntese posterior de eicosanides no

apropriados. Assim como o EPA inibe a sntese de prostaciclina e tromboxano, o DHA inibe

preferencialmente a sntese de tromboxano. Isto significa que o DHA um melhor fator

antitrombtico, alm do tromboxano TXA3 gerado a partir do n-3, que um fator favorecedor

da agregao plaquetria, muito mais dbil que o tromboxano-TXA2, gerado a partir do cido

araquidnico (LANDS, 1986).

Na comunidade cientfica encontra-se bem estabelecido que um aumento na ingesto

de cidos graxos polinsaturados, principalmente cido eicosapentaenico (EPA), em uma

dieta, reduz o risco de doenas cardacas (ARCHER et al, 1998; KROMAN & GREN, 1980;

NESTEL, 2000; SCHACKY, 2000). Alm disso, estudos realizados por Simopoulos (1991),

Siguel (1996) e Weaver & Holob (1998), comprovaram que o consumo de cidos graxos

polinsaturados reduz fatores bioqumicos associados a artrite, psorase e cncer, atuam

diretamente no processo de crescimento e desenvolvimento humano e possuem aes

antitrombticas e antiflamatrias exercidas atravs do metabolismo dos eicosanides

(MARTINHO & TAKAHASHI, 2001).O cido docosahexaenico (DHA) considerado

fundamental na formao de tecidos nervosos e da viso. Seu requerimento associa-se

principalmente com as primeiras etapas do desenvolvimento, tanto intra como extra-uterino

(CRAWFORD et al, 1999).

3.3 OXIDAO DE LEOS

A degradao de lipdios pode ser ocasionada por oxidao, hidrlise, polimerizao,

pirlise e absoro de sabores e odores estranhos. Dentre estes fatores, a oxidao a

principal causa da deteriorao de vrios produtos biologicamente importantes, alterando

diversas propriedades, como qualidade sensorial (sabor, aroma, textura e cor), valor

27

nutricional, funcionalidade e toxidez (ARAJO, 1999). Tais mudanas podem ter sua origem

durante a produo, processamento e armazenamento do leo, afetando sua aceitao pelo

consumidor, com conseqente prejuzo sua sade devido aos efeitos txicos causados pela

ingesto contnua e prolongada de produtos oxidados (BOBBIO & BOBBIO, 1992).

A estabilidade oxidativa depende do grau de insaturao dos cidos graxos presentes,

da leos que contenham altas propores de cidos graxos polinsaturados apresentarem

problemas de conservao, como o caso dos leos de peixes.

Os leos ricos em cidos graxos polinsaturados tm facilidade de sofrer deteriorao

oxidativa e formam facilmente sabores e odores desagradveis. A oxidao causada a partir

da reao do oxignio atmosfrico com os cidos graxos insaturados dos leos ou gorduras,

sendo acelerada pela presena de ons metlicos, luz, temperatura, radiao ionizante e outros

agentes oxidantes. A inibio da oxidao de extrema importncia no processamento de

leos marinhos (SHAHIDI, 1998).

A oxidao dos leos acontece atravs da reao em cadeia de radicais livres em trs

etapas: iniciao, propagao e terminao. Sendo distinguveis pelos produtos formados e

por suas caractersticas organolpticas. O radical livre (R) uma espcie qumica que

apresenta um nmero mpar de eltrons, sendo, portanto, altamente reativo e instvel (Figura

3.3).

Figura 3.3 Esquema geral da autoxidao de cidos graxos poliinsaturados (Fonte: Melo e Guerra, 2002).

Na fase inicial ou de induo formam-se os radicais livres, no havendo alteraes no

odor ou sabor do leo. Ocorre um baixo consumo de oxignio e baixa formao de perxido.

A formao do radical livre (R) se d pela supresso de um tomo de hidrognio do carbono

-metileno adjacente dupla ligao allico do cido graxo insaturado. A formao dos

primeiros radicais livres pode ser explicada pela ao da luz sobre o grupo allico, pela

Iniciao:

Propagao:

Terminao:

R1H R1 + H

R1 + O2 R1OO

R1OO + R2H R2 + R1OOH

R1 + R2

R1-R2 R2

+ R1OO R1OOR2

R1OO + R2OO

R1OOR2 + O2

28

presena de ctions de metais com Fe, Cu, Cr e pelo ataque do oxignio singleto (1O2)

diretamente a dupla ligao (BOBBIO & BOBBIO, 2001; PACHECO, 2005).

Na fase de propagao j possvel detectar a presena de odor e sabor de rano

caracterstico, que tende a aumentar rapidamente. H uma elevao no consumo de oxignio e

na quantidade de perxidos e de seus produtos de decomposio, esta fase tida como a

principal etapa do processo oxidativo (OZAWA & GONALVES, 2006).

Aps a formao suficiente de radicais livres, a reao em cadeia propagada pela

remoo de tomos de hidrognio localizados na posio dupla ligao e adio de

oxignio tripleto (3O2) nestas posies, levando a formao do radical peroxil (ROO), e este

novamente remove o hidrognio do carbono -metileno do cido graxo insaturado,

produzindo o hidroperxido (ROOH) e radicais (R). Em seguida os novos radicais livres

formados reagem com o oxignio e a seqncia de reaes repete-se. A reao do oxignio

com os radicais livres extremamente rpida, portanto, a vida til dos radicais livres muito

pequena e difcil de ser detectada. Os hidroperxidos formados so instveis decompondo-se

em aldedos, lcoois, cidos responsveis pelo odor caracterstico dos produtos ranosos

(SHAHIDI, 1998; COULTATE, 2004).

A fase de terminao caracteriza-se pela presena de cheiros e sabores de rano forte,

alteraes de cor, viscosidade e da composio do lipdeo, alm de baixo consumo de

oxignio e baixa concentrao de perxido. A quantidade de compostos qumicos altamente

reativos aumenta constantemente at que se inicia a interao entre as vrias espcies de

radicais livres, formando produtos estveis, que so espcies no radicais (RR, ROOR)

(MORETTO & FETT, 1998; BOBBIO & BOBBIO, 2001).

A rancidez hidroltica tambm um fenmeno oxidativo importante que ocorre em

leos e gorduras, tambm conhecida como rancidez lipoltica ou liplise. Esta resulta da

ao de determinadas enzimas, do uso de calor ou da ao de agentes qumicos, como cidos

e bases, sobre o enlace ster dos lipdios. Neste processo geralmente so liberados os cidos

graxos saturados de baixo peso molecular, os quais tm volatilidade suficiente para serem

perceptveis pelo seu cheiro, mesmo em pequenas quantidades quando livres (ARAJO,

1999).

A estabilidade oxidativa de um leo ou gordura definida como a resistncia da

amostra oxidao. Ela expressa pelo perodo de induo tempo entre o incio da medio

e o momento em que ocorre um aumento brusco na formao de produtos da oxidao.

Existem vrios mtodos para determinar a resistncia de um leo/gordura oxidao.

A determinao da estabilidade oxidativa de leos e gorduras deve ser feita de acordo com a

29

metodologia Cd 12b-92, segundo oficializao da American Oil Chemists Society (AOCS,

1985). De acordo com esta metodologia, pode-se utilizar, na determinao da estabilidade

oxidativa de leos/gorduras, os equipamentos Rancimat ou OSI (ANTONIASSI, 2001).

3.4 MTODOS DE ANLISE

Atualmente, os estudos da degradao oxidativa dos lipdeos em alimentos so de

grande interesse. Diversos mtodos analticos foram desenvolvidos para avaliar a qualidade

dos leos e gorduras. Por exemplo, a determinao dos ndices de iodo, perxido e cidos

graxos livres so tcnicas volumtricas clssicas, constituindo-se processos laboriosos que

demandam tempo e esto sujeitos a dificuldades na visualizao do ponto final da titulao.

Os mtodos volumtricos foram os primeiros mtodos a serem utilizados, no controle de

qualidade de leos. Dentre estes mtodos, a determinao dos cidos graxos livres revela o

estado de conservao do leo, assim como a decomposio dos triacilgliceris que

acelerada pelo aquecimento e luz.

Mais recentemente, so as tcnicas instrumentais de anlises como a anlise trmica, a

espectroscopia de ultravioleta, visvel e infravermelho; a espectrometria de massa e

ressonncia magntica nuclear (RMN), que esto sendo utilizadas e estudadas para serem

inseridas no processo de determinao de deteriorao em leos. Estas tcnicas apresentam

muitas vantagens sobre as tcnicas analticas, apesar do custo dos equipamentos (REDA,

2004).

3.4.1 ndice de iodo

O ndice de iodo a medida do grau de insaturao de um leo, definido pela

quantidade de halognio absorvido em 100 g de amostra. Est relacionado com a quantidade

de ligaes duplas presentes na amostra e a reduo observada neste ndice se deve quebra

de ligaes duplas resultantes de reaes de polimerizao, ciclizao e oxidao, o que

aumenta o grau de saturao da amostra, tornando-a por fim, imprpria para o consumo

humano. Sob determinadas condies, o iodo pode ser introduzido quantitativamente nas

ligaes duplas dos cidos graxos insaturados dos triacilgliceris e proporciona uma medida

30

do grau de insaturao da amostra. Quanto maior for o ndice, maior ser a insaturao da

amostra. Mesmo este mtodo tendo algumas desvantagens, deve ser considerado como um

mtodo emprico cujo resultado final d uma idia aproximada da realidade. Ao se utilizar

iodo (halognio) para reagir especificamente com as ligaes duplas, esbarra-se em algumas

dificuldades: uma que o iodo sempre vai sofrer alguma interferncia da luz, reduzindo sua

participao na reao de halogenao. Outra que a adio devido a ligaes duplas

isoladas, ou conjugadas podem resultar em algumas ligaes duplas intactas sem a adio do

iodo resultando em valores menores do que o normal (JOSEPH-NATHAN, 1982).

O mtodo convencional usado para determinar o grau de insaturao de leos e

gorduras o ndice de iodo. Molculas contendo ligaes duplas carbono-carbono

(insaturadas) reagem com iodo, de modo que, quanto maior o nmero de insaturaes maior

o ndice de iodo e maior a probabilidade da ocorrncia de processos oxidativos na molcula

do cido graxo insaturado devido aos hidrognios allicos (hidrognios adjacentes ao carbono

da ligao dupla). A reao de adio do iodo s ligaes duplas carbono-carbono lenta (30-

60 minutos), devendo ser conduzida sem aquecimento e na ausncia de luz, para prevenir ou

minimizar as reaes indesejveis de substituio allica que ocorrem na presena de luz e

aquecimento - e assim, elevam o consumo de iodo no processo, conduzindo a resultados

errneos. O ndice de iodo no uma medida quantitativa, um nmero emprico que til

na definio do grau de insaturao, porm sujeito a erros. Nos mtodos de determinao do

ndice de iodo a soluo do iodo liberado pela adio de KI e amido, j titulada com soluo

de tiossulfato de sdio, deixada em repouso, freqentemente reverte a colorao anterior.

Estas dificuldades limitam a aplicao destas tcnicas.(MORETO & FETT, 1998; REDA,

2004).

3.4.2 cidos graxos livres

A decomposio dos glicerdeos acelerada por aquecimento e pela luz, e a rancidez

quase sempre acompanhada pela formao de cido graxo livre. Acidez alta indica a ao de

reaes hidrolticas e pode ser definida como a quantidade - em gramas - de cido olico livre

para cada 100 g de leo analisado. Na realidade, a expresso do resultado indica uma idia

geral de acidez e no uma determinao especfica de cido olico. O que este mtodo acusa

a formao em andamento de grupos carboxila (COOH). A decomposio dos glicerdeos

31

acelerada por aquecimento e pela luz, e a rancidez quase sempre acompanhada pela

formao de cido graxo livre (MORETTO& FETT, 1998).

3.4.3 ndice de perxido

A avaliao dos produtos primrios de oxidao geralmente efetuada pela

determinao do ndice de iodo. Este representa a diferena entre a formao e a

decomposio de perxidos, e exprime-se em milimoles de oxignio ativo por kg de matria

graxa. Segundo alguns autores o ndice de perxido pode ser determinado nos primeiros

estgios do processo oxidativo. A variao do nvel de perxido ao longo do tempo ocorre de

uma forma gaussiana, pelo que um nvel baixo de perxidos no constitui uma garantia de boa

estabilidade oxidativa, podendo, pelo contrrio, ser sinnimo de alterao pronunciada

(SILVA et al, 1999).Pela adio de soluo de iodeto de potssio saturada a amostra com

solvente os ons iodeto reagem com os perxidos, produzindo I2. O excesso de I- no reage e

fica em soluo. Ao adicionar o amido, como indicador, este em presena de I2 ficar azul. Ao

titular-se a soluo com tiossulfato de sdio, este oxidado a tetrationato de sdio e o iodo

reduzido a I-, causando a perda da cor azulada. Assim, a quantidade de tiossulfato consumida

proporcional quantidade de perxidos presentes na amostra (BACCAN et al., 1985).

Ao efetuar esta determinao deve-se ter em considerao que: o iodo liberado pode

fixar-se s duplas ligaes dos cidos graxos insaturados, dando um valor de ndice de

perxido por defeito; o oxignio presente no meio pode levar liberao de iodo e dar origem

a um valor errado de ndice de perxido por excesso, sendo, portanto, aconselhvel efetuar o

desarejamento prvio do meio, bem como evitar a agitao no decurso da reao e a

determinao do ponto final da titulao difcil quando o nvel de perxido baixo (0,06 -

20,00), mesmo em presena de um indicador (amido) (BERSET, 1996).

3.4.4 ndice de anisidina

O ndice de anisidina uma medida da concentrao de aldedos ,-saturados

presentes em leos e gorduras. O mtodo aplicado a leos e gorduras animais e vegetais

brutos ou refinados, como tambm a cidos graxos. O ndice de anisidina definido como

100 vezes a absorbncia medida a 350nm de uma soluo de 1g de gordura em 100ml da

mistura de solventes e reagentes de anisidina (MORETO & FETT, 1998).

32

A p-anisidina, em meio actico forma um complexo de cor amarela com os aldedos

que possuem duas duplas ligaes conjugadas, em particular com o trans,trans-2-4-

decadienal resultante da degradao do cido linolico. Trata-se de um mtodo normalizado

pela IUPAC, estabelecendo-se que, por via de regra, um bom leo deve apresentar um ndice

de anisidina inferior a 10 (SILVA, 1999).

3.4.5 Espectrofotometria de varredura na faixa do espectro Uv-visvel

A oxidao de cidos graxos Polinsaturados pode ser analisada pelo aumento da

absortividade na faixa do espectro ultravioleta. Durante a oxidao, lipdios contendo duplas

ligaes apresentam uma alterao na posio devido ressonncia na cadeia, resultando em

isomerizao e conjugao. A formao de dienos e trienos proporcional ao ganho de

oxignio e formao de perxidos durante os estgios iniciais de oxidao. Estes dienos e

trienos conjugados apresentam intensa absoro em 234 e 268 nm, respectivamente, conforme

Quadro 3.3.

Quadro 3.3 Compostos da oxidao lipdica e suas respectivas faixas de absoro no espectro do ultravioleta Composto Pico de mxima absoro (nm) Monoeno 190 Dieno 220-230 Trieno 265-270 Tetraeno 310-320 Aldedo cetnico 265-280 Aldedo cetnico , etilnico 220-250 310-330 Cetona dietilnica conjugada 265-280 -dicetona 280 -cetoaldedo 282 Forma enlica de -dicetona e -cetoaldedo 270 -dicetona 271 cido -cetnico 210-230 cido dietilnico conjugado 260 cido trietilnico conjugado 315 Fonte: Rovellini et al (1997); Pacheco (2005).

Os dienos conjugados absorvem a 232 nm. Os produtos secundrios da sua oxidao,

em particular as -dicetonas apresentam mximo de absoro a 270 nm. Esta diferena

33

particularmente interessante permitindo diferenciar estados de evoluo oxidativa com base

na relao dienos/dicetonas: quanto maior o valor de absorbncia a 232 nm mais elevado ser

o contedo em perxidos, correspondendo, portanto, ao incio do processo de oxidao; pelo

contrrio, quanto maior for o valor de absorbncia a 272 nm, maior ser o teor de produtos

secundrios presentes (SILVA, 1999).

Segundo Nawar (1985), o grau de mudana na absorbncia s tem boa correlao com

o grau de oxidao nos primeiros estgios. A determinao da absorbncia na faixa do

ultravioleta em 232 nm tm algumas vantagens sobre o ndice de perxido por ser mais rpida

e mais simples e no depender de reao qumica ou desenvolvimento de cor (SHAHIDI,

1995).

3.5 ANLISE TRMICA

A Anlise trmica conceituada como um conjunto de tcnicas que permitem

medir as mudanas de uma propriedade fsica ou qumica de uma substncia ou material em

funo da temperatura ou tempo, enquanto a substncia submetida a uma programao

controlada de temperatura (MACKENZIE,1974; IANASHIRO & GLIOLITO, 1980; MOTH

& AZEVEDO, 2002 ).

A evoluo extraordinria da instrumentao termoanaltica ocorreu a partir da dcada

de 50, provocada pelos progressos globais da cincia e tecnologia que permitiu o

aperfeioamento contnuo da instrumentao bsica, e a redescoberta das potencialidades de

aplicao destes mtodos nos mais variados setores cientficos e tecnolgicos

(WENDLANDT, 1964).

Nos ltimos anos, o desenvolvimento dos mtodos termoanalticos ganhou grande

impulso, muito embora, os fundamentos tericos necessrios j se encontrassem solidamente

estabelecidos desde fins do sculo XIX. A instrumentao termoanaltica atingiu um

elevadssimo grau de satisfao e popularizou-se em funo de uma aplicao prtica

constante (WENDLANDT, 1986).

Com a criao da Confederao Internacional de Anlise Trmica e Calorimetria

(ICTAC) e, tambm, o desenvolvimento dos equipamentos comerciais, respaldaram a Anlise

Trmica como um campo extremamente ativo, podendo ser aplicado em inmeras direes

(CONCEIO, 2004; ALBUQUERQUE,2006).

34

Para que uma tcnica trmica seja considerada termoanaltica necessrio que

satisfaa trs critrios (WENDLANDT, 1986): uma propriedade fsica deve ser medida; a

medida deve ser expressa como uma funo da temperatura; a medida deve ser feita sob um

programa de temperatura controlada.

A aplicabilidade da anlise trmica ocorre em diversas reas: alimentcia, catlise,

cermica, engenharia civil, farmacutica, inorgnica, petroqumica, polmeros, vidros e

outras. Apresenta como vantagens o uso de pequenas quantidades de amostra para os ensaios,

variedade de resultados em um nico grfico e no requer preparo prvio da amostra para o

ensaio a ser realizado (MOTH, 2002).

Quadro 3.3 Classificao das Tcnicas Termoanalticas. Propriedade fsica Tcnica(s) derivada(s) Abrev. Massa Termogravimetria TG Determinao isobrica de variao de massa Deteco de gs desprendido EGD Anlise de gs desprendido EGD Anlise trmica por emanao Anlise por produo trmica de partculas Temperatura Determinao da curva de aquecimento Anlise trmica diferencial DTA Entalpia Calorimetria exploratria diferencial DSC Dimenses Termodilatometria Caractersticas mecnicas Medio termomecnica Medio termomecnica dinmica Caractersticas acsticas Termossonimetria Termoacustimetria Caractersticas pticas Termoptometria Caractersticas eltricas Termoeletrometria Caractersticas magnticas termomagnetometria Fonte: Ionashiro & Giolito, 1980.

A habilidade das tcnicas de caracterizar os materiais bastante aperfeioada quando

combinada com outra tcnica analtica, principalmente para caracterizao dos produtos

gasosos, sendo freqentemente possvel realizar medidas simultneas de mais que uma

propriedade (BROWN, 1988).

Dentre os vrios sistemas simultneos existentes podemos citar: termogravimetria -

cromatografia gasosa (TG-CG); termogravimetria - espectrometria de massa (TG-MS) e

termogravimetria cromatografia gasosa - espectrometria de massas (TG-CG-MS)

(DOLLIMORE et al., 1984; SZEKELY et al., 1992).

O sistema de anlise avanada TG/CG/MS possui a capacidade de observar e

quantificar as mudanas que ocorrem na amostra de acordo com a variao de sua massa, que

35

est sujeita ao aquecimento a uma velocidade constante (TG) e a qualificao e quantificao

da variedade de gases liberados, que so continuamente medidos e analisados (CG/MS). O

sistema TG/CG/MS oferece um completo entendimento do estudo de mecanismo da

decomposio trmica, atravs da aquisio da curva TG e de dados moleculares.

As tcnicas termoanalticas mais usadas so TG e DTA, seguidas por DSC e TMA.

Algumas dessas tcnicas sero apresentadas, a seguir com suas respectivas aplicaes

[WENDLANDT,1986].

3.5.1 Termogravimetria (TG)

a tcnica na qual se obtm a variao (ganho ou perda) de massa em funo do

tempo (com a temperatura constante), ou em funo da temperatura. . Ela basicamente

quantitativa de forma que a mudana na massa pode ser corretamente determinada. Porm, a

temperatura em que as mudanas de massa ocorrem, depende das caractersticas da amostra,

sendo, pois um parmetro da avaliao qualitativa que pode ser correlacionado com outros

resultados se as mesmas condies de operao forem empregadas (SANTOS, 2001).

Segundo Machado et al (1999) os mtodos termogravimtricos mais utilizados so:

a) Dinmico a perda de massa registrada continuamente medida que a

temperatura aumenta, constituindo a tcnica mais utilizada.

b) Isotrmico a variao de massa da amostra registrada em funo do tempo,

mantendo-se a temperatura constante. um caso, usado geralmente, em trabalhos cinticos.

c) Quase-isotrmico a partir do momento que comea a perda de massa da amostra

(m 0), a temperatura mantida constante at que a massa se estabilize novamente (m =

0). Neste momento recomea o aquecimento e este procedimento pode ser repetido em cada

evento da decomposio.

A termogravimetria essencialmente aplicvel quando se deseja acompanhar

variaes de massa envolvidas em um experimento e este tipo de medida realizada

utilizando-se um equipamento denominado termobalana (DANTAS, 2006).

O porta-amostra deve ser escolhido de acordo com a amostra a ser analisada e com a

temperatura mxima de aquecimento aplicada a amostra. Os porta-amostras so geralmente

constitudos de alumnio (temperatura mxima de 600oC), alumina (temperatura mxima de

1200oC), platina, nquel, quartzo, tungstnio, grafite e cobre. A atmosfera que circunda a

36

amostra pode ser controlada, possibilitando trabalhar com atmosfera esttica ou dinmica

presso ambiente, sob presso ou a vcuo. Os gases utilizados podem ser inertes (nitrognio),

oxidantes (oxignio) ou corrosivos (BRADLEY, et al., 1971; WENDLANT, 1972).

Nos estudos termogravimtricos, de acordo com Shugar (1990) as principais

aplicaes so:

a) Decomposio e estabilidade trmica das substncias orgnicas e inorgnicas e

dos mais variados materiais, tais como: minerais, carvo, madeira, petrleo, polmeros,

alimentos, frmacos e outros;

b) Corroso de metais em atmosferas constitudas por diferentes gases e em faixas

muito amplas de temperatura;

c) Velocidade de destilao e evaporao de lquidos e de sublimao de slidos;

d) Desidratao, higroscopicidade, absoro, adsoro, dessoro, determinao do

teor de umidade, frao voltil e teor de cinzas de vrios materiais;

e) Cintica das reaes, inclusive de reaes no estado slido e tambm descoberta

de novos compostos qumicos;

f) Determinao da pureza e da estabilidade trmica de reagentes analticos,

inclusive padres primrios e secundrios;

g) Estudo sistemtico das propriedades trmicas dos precipitados, de acordo com os

processos de precipitao utilizados;

h) Desenvolvimento de processos analticos gravimtricos;

i) Curva de ignio dos meios de filtrao e da convenincia de se secar ou calcinar

um precipitado;

j) Determinao de um nico componente ou da composio de misturas com dois

ou trs componentes;

k) Caracterizao funcional de compostos orgnicos;

l) Definio da estequiometria;

m) Estabelecimento da composio e estabilidade trmica de compostos

intermedirios;

n) Composio do resduo e decomposio trmica em vrias condies de

atmosfera e temperatura;

o) Sensibilidade do mecanismo e do registro.

37

3.5.2 Termogravimetria Derivada (DTG)

A Termogravimetria Derivada (DTG) a derivada primeira da curva

termogravimtrica, ou seja, a derivada da variao de massa em relao ao tempo ou

temperatura. A curva DTG apresenta as informaes de uma forma mais visualmente

acessvel, mostrando com mais clareza os pontos inicial e final do processo, sendo a rea

diretamente proporcional variao de massa, levando pronta determinao da temperatura

do pico e indicando as temperaturas inicial e final (FERNANDES, 1995; SILVA, 2005,

ALBUQUERQUE, 2006; DANTAS, 2006).

Podem-se citar como aplicaes da curva DTG:

a) Separao de reaes sobrepostas;

Onde possvel identificar as reaes sobrepostas a partir da curva de DTG, atravs da

formao dos picos, uma vez que, cada pico formado corresponde a um fenmeno ocorrido.

b) Identificao de uma determinada substncia;

Mantendo as mesmas condies de anlise, com os picos registrados na curva de

DTG, possvel identificar a amostra, levando em considerao a atmosfera envolvida, fluxo

de gs, massa da amostra, composio do cadinho e a razo de aquecimento;

c) Variao da massa calculada, em reaes sobrepostas;

d) Medida da altura do pico analisada quantitativamente;

e) Diferena entre os eventos trmicos comparados com a curva DTA.

3.5.3 Anlise Trmica Diferencial (DTA)

a tcnica que fornece a diferena de temperatura de uma amostra (Ta) comparada a

de um material referncia (Tr) termicamente inerte, quando a amostra submetida ao

aquecimento ou ao resfriamento a uma razo de aquecimento constante. As variaes de

temperatura da amostra (T = Ta Tr) so causadas pelas transies entlpicas. Atravs desta

tcnica, podem-se acompanhar os efeitos de calor associado com alteraes fsicas, ou

qumicas da amostra, tais como transies de fase ou reaes de desidratao, de dissociao,

de decomposio, etc. capazes de causar variaes de calor exotrmicas ou endotrmicas. Em

geral, transies de fase, desidrataes, redues e certas reaes de decomposio produzem

efeitos endotrmicos enquanto que cristalizaes, oxidaes, algumas reaes de

decomposio, produzem efeitos exotrmicos (POPE et al., 1980);

38

Quando se aquece uma amostra, seu calor especfico tende a variar, com a mudana de

estado fsico ocorre uma alterao brusca, como tambm, processos do tipo fuso e

decomposio, nos quais h variaes de entalpia, como por exemplo: calor latente de fuso,

calor de reao e outros. Caso uma reao endotrmica acontea no interior da amostra, a

temperatura da amostra, comparada com a temperatura da referncia, produz uma diferena

de temperatura e, por analogia, uma diferena oposta de temperaturas aparece como efeitos

exotrmicos (MOTH e AZEVEDO, 2002).

Dessa forma, a tcnica pode ser utilizada na identificao qualitativa e quantitativa de

compostos orgnicos e inorgnicos, metais, minerais, graxas, leos, polmeros, madeiras e

outros. Essa tcnica tambm pode ser utilizada na rea farmacutica para determinar a

estabilidade trmica, oxidao e transio vtrea dos frmacos, alm da determinao da

pureza dos materiais biolgicos. As tcnicas DTA e a DSC esto sendo utilizadas na indstria,

especialmente na rea de polmeros, metalurgia, geologia e cermicas, tendo como principal

objetivo identificao de materiais e, tambm, a estabilidade trmica e oxidativa

(ALBUQUERQUE, 2006; DANTAS, 2006).

3.5.4 Calorimetria Exploratria Diferencial (DSC)

Calorimetria Exploratria Diferencial (DSC) uma tcnica que mede as temperaturas

e o fluxo de calor associado com as transies dos materiais em funo da temperatura e do

tempo. Essas medidas informam, qualitativamente e quantitativamente sobre mudanas fsicas

e qumicas que envolvem processos endotrmicos (absoro de calor), exotrmicos (liberao

de calor) ou mudanas na capacidade calorfica (SANTOS, 2001; MOTH & AZEVEDO,

2002).

As mudanas de energia na amostra, em relao referncia, ocorrem devido

transies endotrmicas ou exotrmicas como as causadas por mudana de fase, fuso,

inverso da estrutura cristalina, ebulio, sublimao e vaporizao, ou reaes tais como:

desidratao, dissociao, decomposio, gelatinizao, oxidao, reduo e outras reaes

qumicas. De maneira geral, transio de fase, desidratao, reduo e algumas reaes de

decomposio produzem efeitos endotrmicos, enquanto cristalizao, oxidao e algumas

reaes de decomposio produzem efeitos exotrmicos, isto vlido tanto para DSC quanto

para DTA.

A DSC apresenta as seguintes vantagens:

39

a) Tempo de anlise rpido (geralmente, 30 minutos);

b) Preparao fcil da amostra;

c) Aplicabilidade em slidos e lquidos;

d) Faixa de temperatura larga;

e) Medidas quantitativas.

Desvantagens e limitaes da DSC:

a) Sensibilidade reduzida quando a linha base est em inclinao ou curvatura;

b) Para aumentar a sensibilidade necessrio elevar as razes de aquecimento, mas

com isso a resoluo reduzida;

c) Algumas transies observadas so complexas e apresentam dificuldades para

interpretao (por exemplo, temperatura de transio vtrea, fuso e cristalizao).

Em leos, a DSC tipicamente usada para medir o OIT (Tempo induo oxidativa) ou

onset do material a uma temperatura especfica em atmosfera oxidante. Sendo a onset

determinada como o perodo de tempo em que a taxa de oxidao acelera de zero para o

mximo. A onset sinalizada, portanto, por um aumento abrupto na liberao de calor pela

amostra e comumente usada por sua facilidade relativa de determinao, bem como pela

velocidade de anlise (SHARMA & STIPANOVIC, 2003).

A PDSC (Calorimetria exploratria diferencial pressurizada) surgiu da evoluo da

calorimetria exploratria diferencial utilizando-se uma clula de presso acoplada ao

equipamento de anlise. As altas presses utilizadas pela PDSC inibem a taxa de volatilizao

da amostra, elevando o seu ponto de ebulio, como tambm eleva a saturao da fase lquida

com o oxignio, aumentando a interao do gs oxidante com a amostra; permitindo, assim, o

uso de baixas temperaturas de teste ou tempos de testes mais curtos s mesmas temperaturas.

Os resultados obtidos pela PDSC so mais precisos que os obtido por DSC. A tecnologia

desenvolveu uma tcnica rpida, precisa e que utiliza uma pequena quantidade de amostra em

comparando-se s outras tcnicas de anlise de oxidao de leos (SHARMA &

STIPANOVIC, 2003; HWANG et al, 2003; KODALI,2005; QIU et al, 2006).

40

4 MATERIAL E MTODOS

As anlises experimentais do presente trabalho foram realizadas no Laboratrio de

Combustveis e Matrias (LACOM) localizado no Centro de Cincias Exatas e da Natureza da

Universidade Federal da Paraba (UFPB).

4.1 LEO DE PEIXE

Para realizao dos experimentos, foi utilizado leo bruto de pescados provenientes da

indstria Campestre S.A.. Este foi obtido atravs de prensagem a frio do corpo de peixes de

vrias espcies provenientes da regio Sul do Brasil e acondicionado em latas metlicas de 18

litros de capacidade.

4.2 REFINO DO LEO DE PEIXE

O leo bruto de pescados foi submetido a processo de refino, conforme o diagrama de

blocos da Figura 4.1, utilizando os mtodos de degomagem, neutralizao e branqueamento.

LEO BRUTO

LEO CLARIFICADO

Figura 4.1 Diagrama de blocos do procedimento experimental para a clarificao do leo bruto de pescado.

NEUTRALIZAO

DEGOMAGEM

LAVAGEM

SECAGEM

BRANQUEAMENTO

FILTRAO

41

4.2.1 Degomagem: a degomagem do leo bruto foi realizada mediante a adio de 3,0% de

gua ao leo aquecido a 60 C e agitao durante 30 min., seguindo metodologia proposta por

Moreto & Fett (1998). Aps degomagem, a mistura foi resfriada e a frao oleosa foi separada

com auxlio de filtro centrfugo, com velocidade de 8000 rpm.

4.2.2 Neutralizao: o leo foi neutralizado seguindo a metodologia de Morais et al (2001)

com adio de 4,0% de excesso de soluo de hidrxido de sdio (NaOH) 20%, sob

temperatura de 40 C e agitao vigorosa por um tempo de 20 min. Aps esse tempo, cessou-

se a agitao e elevou-se a temperatura at 8 0C, a fim de facilitar a separao do leo e da

borra. A mistura foi resfriada e separada atravs de filtro centrfugo a 8000 rpm.

4.2.3 Lavagem: o processo transcorreu atravs da adio de gua ao leo neutralizado,

temperatura de 90-95 C submetido agitao e decantao em funil de vidro at supresso

do NaOH 20%, atravs da separao das fases aquosa, slida (borra) e oleosa, utilizando a

fenolftalena 1% como indicador.

4.2.4 Secagem: o leo foi seco a temperatura de 60 C, com presso de vcuo por um tempo

de 20 minutos, sobagitao branda. Em seguida, o leo foi resfriado.

4.2.5 Branqueamento: o processo de branqueamento ocorreu atravs da adio de

substncias adsorventes (5% p/p de argila ativada e 10% p/p da mistura de argila ativada e

carvo ativo em relao massa do leo) ao leo seco sob com agitao lenta temperatura

de 70 C por 20 minutos de reteno (MORAIS et al., 2001).

4.2.6 Filtrao: Para a operao de filtrao do leo branqueado, foi realizada uma pr-capa

em filtro atravs de uma suspenso de terra diatomcea (celite). A reteno das substncias

adsorventes foi obtida atravs de filtrao a vcuo para maior rapidez no processo.

42

4.3 TRATAMENTO CIDO DA ARGILA NATURAL

A capacidade adsortiva da argila natural foi aumentada atravs da ativao com cido

sulfrico. Preparou-se uma suspenso de 10% (p/v) de argila em soluo de cido sulfrico 4

mol.L-1. A ativao foi realizada por agitao da suspenso a 90 C por 210 min. Aps a

ativao, o slido foi lavado com gua destilada e centrifugado at ficar livre de ons SO42- e

posto para secar a 60 C por 24 horas.

4.4 DEGRADAO DO LEO DE PEIXE

O leo refinado de pescados foi submetido a um processo de degradao trmica

utilizando-se como parmetros a temperatura inicial (190 C) e final (360 C) da primeira

etapa de perda de massa observado na curva termogravimtrica dinmica em atmosfera de ar

sinttico e razo de aquecimento de 10 C.min-1. O processo de degradao foi realizado em

mufla (Figura 4.2) com programao de 10 C.min-1, acoplado a um sistema de vazo de ar

sinttico para simular as condies da termogravimetria. A degradao foi realizada em

cadinhos de porcelana com massa de leo em torno de 20 g.

Figura 4.2 Mufla com sistema de programao.

43

4.5 ANLISES FSICO-QUMICAS

4.5.1 Determinao do ndice de iodo

Foi aplicada a metodologia de Hbl de acordo com o descrito pelo Instituto Adolfo

Lutz (1985). Foram pesados 0,25 g das amostras e transferidas com auxlio de 10ml de

clorofrmio para um erlenmeyer de boca esmerilhada. Adicionou-se 20 mL de soluo de

iodo (mistura de volumes iguais de soluo alcolica de iodo 5% e soluo alcolica de

cloreto mercrico 6%) e deixou em repouso por 30 minutos ao abrigo da luz, agitando-se

ocasionalmente. Aps este tempo foi adicionado 10mL de soluo de iodeto de potssio 15%

e 100ml de gua. Titulo-se o excesso de iodo com soluo de tiossulfato de sdio 0,1 N,

usando o amido a 0,5% como indicador, at o desaparecimento da colorao azul. O teste em

branco ficou em repouso por 2 horas e seguiu a mesma metodologia das amostras.

Clculo:

ndice de Iodo = V x f x 1,27 P

Em que:

V = diferena entre os nmeros de mL de soluo de tiossulfato de sdio 0,1N gastos nas

titulaes;

f = fator de correo da soluo de tiossulfato de sdio 0,1 N;

P = peso da amostra em gramas;

1,27 = centiequivalente do iodo.

4.5.2 Determinao de cidos graxos livres

Seguindo as normas da AOCS (American Oil Chemists Society) Cd 5-40 (1997) os

cidos graxos livres foram determinados atravs da dissoluo de amostras de 2 g do leo de

peixe em 50 mL de lcool etlico a 95 %, previamente neutralizado com soluo aquosa de

NaOH 0,1 N, utilizando 0,5 mL de soluo etanlica de fenolftalena a 1 % como indicador.

44

Em seguida, aqueceu-se a soluo at ebulio e titulou-se com soluo aquosa de NaOH 0,1

N, at colorao rsea persistente por 15 segundos.

Clculo:

% de cidos graxos livres = Vx N x 28,2 P

Em que:

V = nmero de mL de soluo de hidrxido de sdio a 0,1 N gasto na titulao;

N= normalidade real da soluo de hidrxido de sdio;

P = nmero de gramas da amostra;

28,2 = deciequivalente-grama do cido olico.

4.5.3 Determinao de ndice de perxido

O ndice de perxido foi determinado segundo as normas da AOCS Cd 8-53. Foram

utilizados 5g de cada leo dissolvidos em 30 mL da soluo de cido actico-clorofrmio (3:2

v/v), seguida da adio de 0,5 mL de soluo saturada de iodeto de potssio A mistura foi

deixada em repouso por exatamente um minuto e a seguir, foram adicionados 30 mL de gua

destilada e 0,5 mL de soluo de amido 1%. O iodo liberado foi titulado com soluo de

tiossulfato de sdio 0,1 N, at o desaparecimento da colorao azulada. Uma prova em branco

foi realizada nas mesmas condies descritas, sem a presena da amostra.

Clculo:

ndice de Perxido = (A-B) x N x 1000 P

Em que:

A = n de mL de soluo de tiossulfato de sdio gasto na titulao da amostra;

B = n de mL de soluo de tiossulfato de sdio gasto na titulao do branco;

N = normalidade real da soluo de tiossulfato;

P = peso da amostra em gramas.

45

4.5.4 Determinao do ndice de anisidina

O ndice de anisidina foi determinado seguindo metodologia da AOCS Cd 18-90.

Pesou-se 0,5 g da amostra de leo de peixe em um balo volumtrico de 25 mL, dissolveu-se

o leo em hexano e completou-se o volume com o mesmo solvente. A amostra dissolvida foi

transferida para uma cubeta de 1 cm e sua absorbncia foi medida a 350 nm, utilizando o

hexano puro com branco. Aps leitura da absorbncia da amostra, pipetou-se 5 mL da soluo

de gordura em um tubo de ensaio e 5 ml de hexano em um segundo tubo de ensaio,

adicionou-se 1 mL do reagente de anisidina (soluo 0,25% de p-anisidina em cido actico

glacial) para cada tubo, tampou-se os dois tubos agitou-se e deixou no escuro por exatamente

10minutos, aps esse tempo a absorbncia da soluo gordura-anisidina contra a soluo

solvente anisidina foi medida a 350 nm utilizando-se uma cubeta de 1cm.

Clculo:

ndice de Anisidina = 25(1,2As Ab) P

Em que:

As = medida de absorbncia da soluo gordura-anisidina;

Ab = medida de absorbncia da soluo de gordura obtida;

P = peso da amostra em gramas.

4.5.5 Determinao do Valor Totox

O valor totox ou valor total da oxidao dado pela correlao do ndice de perxido

com o ndice de anisidina, de acordo com a equao:

Clculo:

Valor Totox = 2(IP) + (IpA)

Em que:

IP = ndice de perxido;

IpA = ndice de anisidina.

46

4.5.6 Determinao da viscosidade

As viscosidades das amostras foram determinadas em um equipamento Brookfield,

modelo LV-DVII (Figura 4.3), na temperatura de 25 C, usando um adaptador para amostras

pequenas, acoplado a um controlador de temperatura. O splindle usado foi o nmero 31.

Figura 4.3 Viscosmetro Brookfield, modelo LV-DVII.

4.6 ANLISE POR ESPECTROSCOPIA NO ULTRAVIOLETA

As amostras dos leos de peixe foram diludas utilizando-se um volume de 0,05 mL de

amostra em diclorometano em balo de 25 mL. O espectrofotmetro utilizado foi o UV/Vis

Shimadzu 2550 (Figura 4.4), com varredura de 200 a 400 nm.

Figura 4.4 Espectrofotmetro UV/Vis Shimadzu 2550

47

4.7 ANLISE TRMICA

4.7.1 Termogravimetria (TG)

As curvas termogravimtricas do leo clarificado de pescado foram obtidas em um

Analizador Trmico TA instruments SDT 2960 (Figura 4.5), em intervalo de temperatura de

25 a 700 C com razes de aquecimento de 10, 15 e 20 C.min-1 em atmosfera de ar sinttico

e nitrognio com vazo de 100 mL.min-1.

Figura 4.5 Analisador Trmico TA INSTRUMENTS SDT 2960

4.7.2 Calorimetria Exploratria Diferencial Pressurizada (PDSC)

As curvas PDSC foram obtidas atravs de um Calormetro Exploratrio Diferencial

TA Instruments DSC 2920 (Figura 4.6) acoplado a uma Clula de Presso, utilizando duas

condies de anlise: Anlise dinmica (a fim de auxiliar na seleo da temperatura da

isoterma), e a anlise isoterma (com a finalidade de determinar o tempo de induo

oxidao OIT).

As dinmicas se processaram utilizando cadinho de alumina, sob atmosfera de ar

sinttico e presso de 500 psi com razo de aquecimento de 10 C.min-1, no intervalo de

temperatura de 25 a 500 C. E as isotermas foram realizadas nas mesmas condies de

48

atmosfera de oxignio com fluxo de 100 mL.min-1 e presso de 500 psi. Os valores do OIT

foram determinados pela diferena do tempo onset e do tempo inicial (tempo em que a

amostra atingir a temperatura de isoterma).

Figura 4.6 Calormetro TA INSTRUMENTS MDSC 2920

4.8 CROMATOGRAFIA GASOSA

4.8.1 Preparao dos steres metlicos

A obteno dos steres metlicos dos leos de peixe foi realizada de acordo com a

metodologia proposta por Hartman & Lago (1973). O mtodo consiste em pesar 0,2 g da

amostra de leo de peixe em um balo de boca esmerilhada de 250 mL, adicionar 3 mLs de

hidrxido de potssio (KOH) metanlico a 0,5 N (como agente hidrolizante). Aquecer at

ebulio e deixar em refluxo por 4 minutos. Posteriormente, adiciona-se 7mL de soluo de

esterificao (soluo de cloreto de amnia e cido sulfrico em metanol) mantendo a mistura

em refluxo por mais 4minutos. Em seguida, transfere-se para um funil de separao

adicionando-se 12,5 mL de ter etlico e 25 mL de gua destilada, agitando-se lentamente

para separao das fases. A frao lipdica purificada trs vezes com 25 mL de gua

49

destilada, decantando e descartando a fase aquosa. No final, a fase orgnica dever ser filtrada

com sulfato de sdio anidro para reter o excesso de gua.

4.8.2 Identificao e quantificao dos steres metlicos dos cidos graxos

A identificao e quantificao dos steres metlicos foram realizadas por

cromatgrafo gasoso acoplado a um espectrmetro de massa modelo QP 2010 (Shimadzu),

equipado com coluna Durabond (30 m de comprimento, 0,32 mm de dimetro interno e 0,20

m de espessura de filme) e detector de massas com ionizao por impacto de eltrons com

uma energia 70 eV (Figura 4.7).

Figura 4.7 Cromatgrafo gasoso acoplado a um espectrmetro de massa modelo QP 2010

Foram injetados 1L das amostras e a razo de diviso (split) foi de 1:50. A

temperatura da coluna foi de 170 C por 16 minutos, sendo ento elevada para 210 C a uma

taxa de 2 C.min-1 e mantida a esta temperatura por 5 min. A temperatura do injetor e do

detector foi 25 0C. O tempo de corrida foi de 41 min. O hlio foi utilizado com gs de

arraste, com um fluxo de 41 cm.seg-1.

A caracterizao dos cidos graxos ocorreu por comparao do espectro de massas

com aquele obtido de padres existentes na biblioteca do software instalado no CG-MS. Com

50

base nos valores da rea total dos picos identificados, sendo estes correspondentes a 100%,

pde-se quantificar a porcentagem de cidos graxos em funo da rea relativa de cada pico.

51

5 RESULTADOS E DISCUSSO

5.1 ANLISES FSICO-QUMICAS DO LEO DE PEIXE SUBMETIDO A PROCESSO

DE REFINO

O processo de refino qumico ou alcalino do leo de peixe bruto inclui a degomagem,

neutralizao e clarificao do leo. A degomagem visa a remoo, eliminao ou inativao

de fosfolipdeos e substncias afins, alm da eliminao de outras impurezas, como sabes e

ons metlicos. Na etapa de neutralizao, os cidos graxos livres so neutralizados por

soluo aquosa de lcali em excesso, e eliminados com hidratao. O leo a ser branqueado

tratado com materiais adsorventes a fim de haver remoo de pigmentos, produtos de

oxidao, metais e outros. O leo de peixe bastante susceptvel a oxidao e at mesmo no

processo de refino este pode vir a ser oxidado (MORAIS et al, 2001).

Nos resultados abaixo ser mostradas as modificaes fsico-qumicas ocorridas no

leo de peixe aps processo de refino.

A Figura 5.1 exibe a diferena nos valores dos cidos graxos livres. Observa-se que,

aps o refino o leo reduziu significativamente seu ndice de cidos graxos livres, mostrando

a eficincia do processo de neutralizao. Nota-se ainda que o leo bruto apresentava um alto

percentual de cido graxo livre, indicando j um processo de deteriorao acentuado,

comprovando a baixa qualidade da matria prima utilizada. Morais et al (2001), conseguiu

reduzir o ndice de acidez do leo de peixe de 5,20% para 0,04% utilizando esta mesma

metodologia. Segundo Rittner (1996), os leos neutralizados devem apresentar teor mximo

de cidos graxos livres de 0,1%.

1,29

0,070

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

ci

dos

Gra

xos

Livr

es (

%)

leo Bruto leo refinado

Amostras

Figura 5.1 cidos graxos livres do leo de peixe bruto e refinado

52

A Figura 5.2 demonstra que aps o processo de refino do leo de peixe o valor do

ndice de iodo foi elevado. Os cidos graxos livres foram removidos durante o processo de

refino, bem como outras impurezas presentes no leo, concentrando assim o percentual de

cidos graxos insaturados que fazem parte da composio do leo. Os leos de peixe bruto e

refinado apresentaram um ndice de iodo menor do que o encontrado na literatura, Barlow &

Yong (1996) reportam valores de 155 mgI2/100g, sugerindo um nmero menor de cidos

graxos polinsaturados na amostra devido provavelmente reduzida qualidade do leo.

119,23

139,79

105

110

115

120

125

130

135

140

ndi

ce d

e io

do

(mgI

2/10

0g)

leo Bruto leo refinado

Amostras

Figura 5.2 ndice de iodo do leo de peixe bruto e refinado

A Figura 5.3 reflete a reduo no ndice de perxido no leo de peixe. Nota-se um

elevado teor de perxido no leo bruto indicativo de seu elevado estado deteriorativo, o que

respalda a indicao do baixo valor qualitativo da matria prima. Valores altos de ndice de

perxido sugerem que o leo encontra-se na fase de propagao do processo oxidativo, tida

como principal etapa da oxidao. Apesar da reduo deste ndice, o leo refinado ainda

apresenta-se com valor elevado em relao aos limites aceitveis (10 meq/Kg). Morais et al

(2001) conseguiram, aps refino, ndice de perxido de 2,5 meq/Kg em um leo tambm

degradado, a utilizao de vcuo durante estes processos pode ser o fator favorecedor.

53

53,28

35,38

0

10

20

30

40

50

60

ndi

ce d

e P

erx

ido

meq

/Kg

leo Bruto leo refinado

Amostras

Figura 5.3 ndice de perxido do leo de peixe bruto e refinado

O ndice de anisidina uma medida que reproduz os valores de compostos secundrios

da oxidao. possvel observar um aumento nos valores do ndice de anisidina aps

processo de refino (Figura 5.4). Apesar da reduo nos ndices de perxidos, a proporo de

compostos secundrios foi elevada Nota-se que as temperaturas utilizadas durante as etapas

do processo de refino podem ter favorecido o andamento do processo oxidativo, j que este

foi conduzido em meio oxidante, sob atmosfera no controlada.

12,57

25,3

0

5

10

15

20

25

30

ndi

ce d

e A

nisi

dina

leo Bruto leo refinado

Amostras Figura 5.4 ndice de anisidina do leo de peixe bruto e refinado

54

O Valor totox correlaciona o nvel de perxido, que representam o potencial de

degradao da qualidade organolptica e os aldedos, representativos do estado de

deteriorao efetivo dos leos (SILVA, 1999). Na Figura 5.5 est descrito o decrscimo do

valor totox no leo aps processo de refino. Apesar do acrscimo no ndice de anisidina, o

processo de refino conseguiu reduzir o valor de oxidao do leo a partir da remoo de uma

alquota dos perxidos.

119,11

96,07

0

20

40

60

80

100

120

Val

or d

e T

otox

leo Bruto leo refinado

Amostras

Figura 5.5 Valor totox do leo de peixe bruto e refinado

As viscosidades do leo de peixe bruto e refinado (Figura 5.6) mantiveram-se quase

inalteradas, o processo de refino no interferiu significativamente nesta caracterstica da

amostra.

57,64 57,19

5051525354555657585960

Vis

cosi

dade

mP

a.s

leo Bruto leo refinado

Amostras

Figura 5.6 Viscosidade do leo de peixe bruto e refinado

55

A Tabela 5.1 mostra as variaes nos parmetros fsico-qumicos do leo de peixe

aps processo de refino. O ndice de cidos graxos livres variou de 1,29 para 0,07 %. O ndice

de iodo modificou de 119,23 para 139,79 mgI2/100 g. O ndice de perxido reduziu de 53,28

para 35,38 mEq/Kg, enquanto houve um aumento no ndice de anisidina de 12,57 para 25,30.

O valor totox reduziu de 119,11 para 96,07. O valor da viscosidade manteve-se quase

constante, com uma reduo de 57,64 para 57,19 cP.

As anlises fsico-qumicas do leo bruto demonstraram o alto teor de degradao do

leo, evidenciando a qualidade inferior da matria prima utilizada. Vrios fatores podem

afetar a qualidade da matria prima, desde a captura do pescado, passando pelo processo de

extrao, transporte, acondicionamento do leo.

Tabela 5.1 Anlises fsico-qumicas do leo de peixe bruto e refinado Anlises fsico-qumicas leo de peixe bruto leo de peixe refinado

% cidos Graxos Livres (%AGL) 1,29 0,12 0,07 0,01 ndice de Iodo (II) 119,23 0,10 139,79 0,17 ndice de Perxido (IP) 53,28 0,12 35,38 0,16 ndice de Anisidina (IpA) 12,57 0,30 25,3 0,00 Valor Totox (VT) 119,11 0,23 96,07 0,32 Viscosidade (V) 57,64 0,09 57,19 0,15 *Mdias seguidas de desvio padro (n=3).

5.2 ANLISE POR ESPECTROSCOPIA DE ABSORO ELETRNICA (UV/VIS) DO

LEO DE PEIXE SUBMETIDO A PROCESSO DE REFINO

Os valores de absortividade do espectro UV-Visvel espelham o estado oxidativo do

leo, visto identificarem o acmulo de compostos primrios e secundrios resultantes da

oxidao.

Na Figura 5.7 esto inseridos os perfis de absoro no UV-Visvel do leo bruto e

refinado de pescados. Nota-se reduo da absorbncia no comprimento de onda 230 nm que

se refere aos dienos conjugados, corroborando com os valores obtidos de ndice de perxido

confirmando a observao feita por Shahide (1995), que existe uma correlao direta entre os

valores de ndice de perxido e de absortividade na faixa do ultravioleta a 232 nm no incio do

processo oxidativo.

56

150 200 250 300 350 400 450 500

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Abs

orb

ncia

(u.

a)

Comprimento de onda (nm)

leo bruto leo refinado

Figura 5.7 - Espectros de absoro no UV/Vis do leo de peixe bruto e refinado.

A absortividade a 270 nm reflete a formao de trienos conjugados e de compostos

secundrios durante a oxidao do leo, que proporcional a absoro de oxignio pelo leo

(ROVELLINE et al, 1997). Na curva, pode-se observar que h um aumento na absorbncia a

272 nm e em torno de 320 nm, que so atribudos formao de trienos e tetraenos, bem

como a formao de aldedos, cetonas e cidos; produtos secundrios da oxidao, estando de

acordo com o acrscimo observado no ndice de anisidina e corroborando com o analisado

anteriormente; que diz que a no supresso da atmosfera oxidante, e a escolha das

temperaturas utilizadas no processo, subsidiam o aumento na formao de compostos

secundrios da oxidao, demonstrando assim a susceptibilidade degradao dos cidos

graxos de cadeia longa presentes no leo. Os espectros de absoro no UV-Visvel

reproduzem de maneira satisfatria os resultados obtidos nas anlises fisico-qumicas.

5.3 ANLISE CROMATOGRFICA DA DO LEO DE PEIXE BRUTO E REFINADO Diversos so os fatores que influenciam a composio corporal de peixes, entre eles o

tipo de alimentao, maturao, idade, sexo, localizao geogrfica do habitat e estao do

ano, o que provoca uma grande variedade entre espcies e intraespecificamente

(BADOLATO et al, 1994).

57

Alm destes, quando se considera processamento de alimentos de origem marinha

deve-se incluir, ainda, todas as etapas pelas quais passam os pescados at a chegada ao

consumidor ou, quando o foco so os subprodutos , at o final da linha de produo. O

mtodo de pesca, o perodo entre captura e despesca, a durao e o tipo de armazenamento

nas embarcaes de pesca e nas indstrias, alm do processamento recebido (SILVA et al,

1993).

Na Tabela 5.2, retirada do cromatograma do leo de peixe bruto e refinado (ANEXO

I) esto descritos os resultados dos percentuais de cidos graxos presentes nestes leos. O

percentual de cidos graxos saturados compreende 23,29% no leo bruto e 19,15% no leo

neutralizado; os cidos monoinsaturados 32,63 e 30,96% no leo bruto e refinado

respectivamente; os cidos polinsaturados correspondem a um percentual de 44,08 e 49,89%.

Entre os cidos graxo saturados o cido palmtico o principal componente perfazendo um

percentual de 16,44 e 13,43% no leo bruto e refinado, o cido olico o principal

componente monoinsaturado com 32,63 e 30,96% no leo bruto e refinado e o cido linolico

o principal representante da famlia dos cidos polinsaturados com um total de 44,08 e

49,89% no leo bruto e refinado.

Observa-se uma reduo no percentual na maioria dos cidos graxos obtidos, o cido

linolico o nico que apresenta seus valores aumentados. No processo de refino, os cidos

graxos livres hidrolizados oriundos principalmente dos cidos de menor peso molecular, neste

caso o palmtico; e os perxidos formados principalmente dos cidos altamente insaturados

so reduzidos, concentrando, assim, os valores do cido linolico.

Os cidos graxos considerados caractersticos dos leos de peixe de origem marinha,

encontram-se em percentuais inferiores ao observado por outros autores como Shimada et al

(1997) que obtiveram valores de 6,5% de eicosapentaenico e 22.9% de docosahexaenico, e

por Moura et al (2006) que obtiveram 14,80 e 1,92% valores esses bem superiores aos obtidos

neste trabalho que foram de 0,5 e 1,46% respectivamente no leo bruto e refinado.

As caractersticas apresentadas pela tabela indicam ou um estado oxidativo acentuado

da matria prima com implicao na reduo dos cidos graxos polinsaturados que so

susceptveis a este ataque, ou o leo de peixe ser obtido a partir de peixes de gua doces, que

apresentam como caracterstica a presena de cido linolico em abundncia como nos leos

vegetais.

58

Tabela 5.2 Principais cidos graxos presentes no leo de peixe bruto e refinado.

cidos Graxos leo bruto leo neutralizado

Palmtico 16:0 16,44% 13,43% esterico 18:0 5,42% 4,65% araqudico 20:0 0,51% 0,40% behenico 22:0 0,66% 0,50% lignocrico 24:0 0,26% 0,17% Total de saturados 23,29% 19,15% Palmitoleico 16:1n-7 0,89% 0,57% Olico 18;1n-9 30,92% 29,93% docosenico 22:1 n-9 0,32% 0,16% eicosenoico 20:1 n-9 0,50% 0,30% Total de monoinsaturados 32,63% 30,96% Linolico 18:2n-6 41,14% 47,91% alfa-linolnico 18:3 n-3 0,98% 0,73% eicosapentaenoico 20:5 n-3 0,50% 0,29% docosahexaenoico 22:6 n-3 1,46% 0,96% Total de polinsaturados 44,08% 49,89%

5.4 ESTUDO TRMICO

5.4.1 Dependncia do perfil termogravimtrico em funo das razes de aquecimento

As amostras do leo de peixe refinado foram avaliadas em vrias razes de aquecimento

(10, 15 e 20 oC/min.) em atmosfera de ar e nitrognio, para visualizar a influncia da razo de

aquecimento no perfil termogravimtrico das mesmas, conforme Figura 5.8 e 5.9.

100 200 300 400 500 600 700

0

20

40

60

80

100

Per

da d

e M

assa

(%

)

Tem peratura (C )

10 C.m in -1

15 C.m in -1

20 C.m in -1

(a)

Figura 5.8 Curvas TG do leo de peixe refinado em diferentes razes de aquecimento, em atmosfera de ar sinttico.

59

100 200 300 400 500 600 700

0

20

40

60

80

100

Per

da d

e M

assa

(%

)

Temperatura (C)

10 C.min -1

15 C.min -1

20 C.min -1

(b)

Figura 5.9 Curvas TG do leo de peixe refinado em diferentes razes de aquecimento, em atmosfera de nitrognio.

Nas Figuras 5.8 e 5.9 verifica-se que com o aumento da razo de aquecimento, tanto em

atmosfera de ar como de nitrognio, o perfil das curvas termogravimtricas foram deslocados

para maiores temperaturas..

As curvas termogravimtricas medem a perda de massa em funo da temperatura e

tambm do tempo de exposio da amostra a este gradiente de temperatura. Portanto no

podemos avaliar a dependncia do perfil termogravimtrico levando em considerao apenas

as temperaturas as quais as amostras foram submetidas, o binmio tempo x temperatura

influencia conjuntamente na oxidao trmica da amostra, quanto maior a razo de

aquecimento menor ser o tempo de exposio da amostra as temperaturas escolhidas, o que

acarreta numa distribuio de calor menos uniforme, reduzindo o incio da degradao

trmica e deslocando, assim, o perfil das curvas para maiores temperaturas. Deste modo a

razo de aquecimento que melhor reproduz os resultados nas duas atmosferas a de 10

C.min-1.

5.4.2 Dependncia do perfil termogravimtrico em funo das atmosferas

A Figura 5.10 mostra a dependncia do perfil termogravimtrico do leo de peixe

refinado em funo da atmosfera. As amostras foram aquecidas na razo de 10 C.min-1,

variando a atmosfera: ar sinttico e nitrognio.

60

Figura 5.10 Curvas TG/DTG do leo de peixe refinado em atmosfera ar sinttico (A) e nitrognio (B).

De acordo com as curvas TG/DTG do leo de peixe refinado (Figura 5.10 e Tabela 5.3)

pode-se observar que na atmosfera oxidante (ar) o perfil termogravimtrico apresentou quatro

etapas de decomposio, sendo a primeira etapa de decomposio em 187,98 C com perda de

massa de 27,93%, a segunda com Temperatura onset 355,74 C com uma perda de massa de

53,30%, a terceira temperatura de decomposio em 442,2 C com perda de massa de 12,43%

e a ltima etapa com Temperatura onset de 476,70 C e perda de massa de 6,345%, que

podem ser atribudas volatilizao e/ou decomposio dos triacilglicerdeos. Na atmosfera

inerte (nitrognio) apenas uma etapa foi observada, com temperatura de decomposio em

222,42 C com aproximadamente 100% de perda de massa. Pelo comportamento observado

nas curvas TG, provavelmente em atmosfera oxidante o processo de decomposio ocorre por

combusto e em atmosfera inerte por pirlise. Observou-se ainda que o perfil

termogravimtrico do leo de peixe refinado em atmosfera oxidante apresentou temperatura

inicial de decomposio menor (187,98 C) do que em atmosfera inerte (222,42 C),

sugerindo favorecimento do processo de decomposio.

(A) (B)

100 200 300 400 500 600 700

0

20

40

60

80

100

TG

Temperatura (C)

Per

da d

e M

assa

(%

)

Ar Sinttico

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

DTG

Deriv. M

assa (%/C

)100 200 300 400 500 600 700

0

20

40

60

80

100

TG

Temperatura (C)

Per

da d

e M

assa

(%

)

Nitrognio

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

DTG

Deriv. M

assa (%/C

)

61

Tabela 5.3 Dados termogravimtricos das amostras de leo de peixe refinado em atmosfera oxidante (ar sinttico) e inerte (nitrognio)

Amostra Etapa TINICIAL (oC) TFINAL (

oC) massa (%)

leo de peixe refinado

(atmosfera ar)

1 2 3 4

187,98 355,74 442,27 476,70

355,74 442,27 476,70 561,46

27,93 53,30 12,43 6,34

leo de peixe

refinado (atmosfera de N2)

1

222,42

483,76

100,00

Quando os leos e gorduras so aquecidos a altas temperaturas, o processo de

oxidao acelerado, ocorrendo reaes de oxipolimerizao e decomposio termo-

oxidativa (KOVALSKI, 1990). Segundo Hellin & Pilar Rueda (1984), as modificaes e

alteraes de leos ocorridas em temperaturas que variam entre 200 e 300 C na ausncia de

oxignio so caractersticas da oxidao por polimerizao trmica, j na presena de

oxignio a altas temperaturas ocorre o processo de oxidao trmica ou oxipolimerizao.

A temperatura inicial de decomposio do leo de canola 211,21 C

(ALBUQUERQUE, 2006), no leo de milho encontra-se uma temperatura onset de 224,67 C

(DANTAS, 2006), o sebo bovino apresenta uma temperatura inicial de decomposio trmica

em 199,46 C (MOURA, 2007). O leo de peixe apresenta a menor temperatura de

decomposio trmica, devido a sua composio rica em cidos graxos polinsaturados de

cadeia longa.

Alguns autores sugerem que a perda inicial de massa nas decomposies trmicas seja

atribuda aos cidos graxos insaturados e as decomposies seguintes aos cidos graxos

saturados e posterior carbonizao do material. No entanto, o comportamento dos cidos

graxos temperatura elevada muito variado levando em considerao no apenas as

insaturaes mais tambm o tamanho da molcula e suas interaes. Sathivel et al (2003),

analizou as curvas termogravimtricas de cidos graxos puros em temperatura inerte e

observou que a 200 C os cidos graxos que tiveram maior perda de massa foram o mirstico

(14:0) e o palmitolico (16:1), o cido docasapentaenico (22:6) apresentou menor perda de

massa, o cido olico (18:1) mesmo a temperatura de 250 C apresentava uma pequena perda

de massa em relao aos outros cidos graxos; temperaturas acima de 400 C todos os

cidos j haviam sido degradados. importante salientar que em atmosfera inerte os cidos

62

graxos se comportam de maneira diferente atmosfera oxidante, sendo preciso anlises das

temperaturas de decomposio dos cidos graxos puros em atmosfera de ar para entender a

ordem de decomposio dos mesmos.

5.4.3 Calorimetria exploratria diferencial pressurizada (PDSC)

A curva PDSC dinmica, mostrada na Figura 5.11, foi realizada para a visualizao da

melhor temperatura a ser utilizada no ensaio isotrmico.

0 100 200 300 400 500

0

20

40

60

80

PD

SC

(W

/g)

Temperatura (C)

Figura 5.11 Curva PDSC dinmica do leo de peixe refinado durante armazenamento prolongado.

A curva calorimtrica exploratria diferencial pressurizada (PDSC) realizada em

isoterma foi obtida visando-se verificar o comportamento oxidativo do leo de peixe

neutralizando. O tempo de induo oxidativa (OIT) foi determinado a uma temperatura de

isoterma de 100 C em atmosfera de oxignio conforme Figura 5.12.

63

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

2

4

6

8

Flu

x de

Cal

or (

W/g

)

Temperatura (C)

OIT = 36,42 min

Figura 5.12 Curva PDSC do leo de peixe refinado durante armazenamento prolongado.

O leo de peixe refinado apresentou um tempo de induo oxidativa de 36,42 min

temperatura de 100 C. Ainda so escassos os estudos do tempo de induo oxidativa

utilizando o PDSC, principalmente de leos de origem animal. de absoluta importncia o

conhecimento do OIT para que se possam predizer as melhores condies de tempo e

temperatura a serem utilizados no processamento do leo.

Atualmente os mtodos mais utilizados para medir a estabilidade oxidativa de leos

so o mtodo do oxignio ativo (AOM) e o mtodo do Rancimat. No AOM, a amostra

aquecida a 100 C, e a oxidao medida atravs da anlise do ndice de perxido em

intervalos regulares at que seja alcanado um ndice de perxido de 100 mEq/Kg. Para

amostras que formam perxidos instveis, ndice de perxidos iguais a 100mEQ/Kg nunca

podem ser alcanados, e tais medidas no tem nenhum significado. O mtodo Rancimat a

temperatura de 100 C correlaciona-se bem com a estabilidade do leo medida por

desenvolvimento de perxido a 20 C. Outro mtodo oficial para medir o perodo de induo

oxidativa o OSI (ndice de estabilidade de leo). Valores de OSI geralmente correspondem

bem com valores de AOM se o ndice de perxido for 200mEQ/Kg ou maior. Porm estas

tcnicas prolongam o tempo de experimento, e so associadas com erros se houverem

pequenas mudanas dentro da taxa de fluxo de ar oxidante, alm da inabilidade para mostrar

pequenas mudanas na matriz do leo.

A estabilidade medida pelo PDSC requer uma quantidade menor de amostra alm de

reduzir bastante o tempo de anlise em relao aos mtodos convencionais que podem levar

at dias para serem medida. um mtodo bastante reprodutvel e verstil tornando-se uma

64

opo para a indstria de alimentos na caracterizao oxidativa de leos em tempos

relativamente curtos (KODALI, 2005).

5.5 ANLISES FSICO-QUMICAS DO LEO DE PEIXE SUBMETIDOS A PROCESSO

DE DEGRADAO TRMICA

O percentual de cidos graxos livres dos leos refinado, degradados a 190 C e

degradado a 360 C so mostrados na Figura 5.13. evidenciado um acrscimo progressivo

no ndice de acidez medida que o leo aumenta a temperatura de degradao. Os cidos

graxos livres so formados atravs do processo de rancidez hidroltica, que favorecida pelo

aumento da exposio temperatura. Reda (2004) ratifica a mesma caracterstica progressiva

nos valores de cidos graxos livres com o aumento do tempo e da temperatura de exposio

ao leo.

0,07

0,17

0,32

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

ci

dos

Gra

xos

Livr

es %

Refinado Degradado a190C

Degradado a360C

Amostras

Figura 5.13 - cido graxos livres de leos submetidos degradao trmica.

O ndice de iodo apresenta relao decrescente nos seus valores em relao ao

aumento da temperatura de degradao como mostrado na Figura 5.12. medida que os

perxidos vo sendo transformadas em compostos secundrios mais estveis e estes unemse

para formar polmeros, o nmero de ligaes duplas de seu esqueleto carbnico vo sendo

reduzida. A rancidez hidroltica tambm afeta o ndice de iodo, uma vez que, a quebra dos

steres glicerdios acarreta em reduo nos nmeros de duplas ligaes. Alm disso, a

formao de dienos conjugados pode alterar as medidas do ndice de iodo, j que eles tendem

a ligar-se apenas a uma das duplas conjugadas.

65

139,79

120,19

84,13

020406080

100120140

ndi

ce d

e Io

do

mgI

2/10

0g

Refinado Degradado a190C

Degradado a360C

Amostras

Figura 5.14 ndice de iodo de leos submetidos degradao trmica

Outro efeito importante observado nas anlises fsico-qumicas foi a reduo dos

teores de perxidos. Podendo ser explicada pela natureza dos perxidos formados, os quais

so muito instveis, reativos e se degradam facilmente, formando produtos mais estveis

como dmeros, trmeros e polmeros (Figura 5.15) caracterstico da fase de terminao do

processo oxidativo.

35,38

9,85

3,9205

10152025303540

ndi

ce d

e P

erx

ido

meq

/Kg

Refinado Degradado a190C

Degradado a360C

Amostras

Figura 5.15 ndice de perxido de leos submetidos degradao trmica.

O ndice de anisidina mede a quantidade de aldedos, produtos secundrios da

oxidao. A polimerizao dos compostos secundrios explica a reduo no valor do ndice

de anisidina a 190 C. Havendo uma formao de novos compostos secundrios oriundos da

degradao dos perxidos neste mesmo momento, j que os compostos no seguem uma

66

cintica definida. O ndice de anisidina (Figura 5.16) apresentou um comportamento

interessante, caracterizado por uma reduo seguida de elevao nos seus teores.

25,3

17,8921,1

0

5

10

15

20

25

30

ndi

ce d

e A

nisi

dina

Refinado Degradado a190C

Degradado a360C

Amostras

Figura 5.16 ndice de anisidina de leos submetidos degradao trmica.

O aquecimento mais enrgico na segunda fase proporcionou as condies necessrias

para que os perxidos formados sofressem polimerizao com respectiva elevao na sua

viscosidade como mostrado na Figura 5.17.

57,19 57,97

75,75

01020304050607080

Vic

osid

ade

mP

a.s

Refinado Degradado a190C

Degradado a360C

Amostras

Figura 5.17 Viscosidade de leos submetidos degradao trmica

Na Tabela 5.4 so expostos os valores das anlises fsico qumicas dos leos refinado,

degradado a 190 C e degradado a 360 C. Os valores de cido graxos livres encontrados

foram respectivamente 0,07; 0,17 e 0,32% (no leo refinado, degradado a 190 C e a 360 C).

O ndice de iodo foi estimado em 139,79; 120,19 e 84,13 %. Os valores do ndice de anisidina

e viscosidade determinados foram 25,30; 17,89 e 21,10 para a anisidina e 57,19; 57,97 e

75,75 Cp para a viscosidade seguindo a mesma ordem.

67

Tabela 5.4 Anlise fsico-qumica dos leos de peixe refinado e degradado termicamente.

*Mdias seguidas de desvio padro (n=3).

5.6 ANLISE POR ESPECTROSCOPIA DE ABSORO ELETRNICA (UV/VIS) DO

LEO DE PEIXE SUBMETIDO A PROCESSO DE DEGRADAO TRMICA

No espectro de absoro UV-Vis dos leos degradados (Figura 5.18) possvel

observar o aumento na regio de absoro referente aos dienos (232 nm) com a elevao da

temperatura. Observa-se mxima absoro em leos degradados 360 C. O leo degradado a

190C apresentou uma absoro igual ao do leo refinado, reduzindo a absoro na regio de

trienos e compostos secundrios como cidos, cetonas e aldedos. Possivelmente, pelo inicio

do processo de polimerizao enquanto outros perxidos e dienos eram formados.

150 200 250 300 350 400 450 500

-0,20,00,20,40,6

0,81,01,2

1,41,61,82,02,22,4

2,62,83,03,2

Abs

orb

ncia

(ua

)

Comprimento de onda (nm)

leo refinado leo degradado 190C leo degradado 360C

Figura 5.18 - Espectros de absoro no UV/Vis dos leos de peixe refinado e degradado.

Anlises fsico-qumicas

leo refinado

leo degradado 190 C

leo degradado 360 C

% cidos Graxos Livres (%AGL) 0,07 0,01 0,17 0,04 0,32 0,02 ndice de Iodo (II) 139,79 0,17 120,19 0,62 84,13 0,61 ndice de Perxido (IP) 35,38 0,16 9,85 0,04 3,92 0,01 ndice de Anisidina (IpA) 25,3 0,00 17,89 0,06 21,10 0,00 Viscosidade (V) 57,19 0,15 57,97 0,16 75,75 0,26

68

Todos os espectros mostram forte absoro em 230 nm, devido s ligaes duplas

carbono-carbono presentes nos cidos graxos insaturados e que contribuem para o alto grau de

insaturao dos leos. Estas observaes esto de acordo com relatos da literatura para

espectros de ultravioleta de compostos insaturados (OWEN et al., 2003).

Os espectros mostram um pronunciado efeito batocrmico inerente a progressiva

termo-oxidao dos leos estudados, processo que leva a formao de perxidos e de

ismeros trans conjugados, o que necessariamente aumenta a intensidade e posio da banda

de absoro para comprimentos de onda maiores (o efeito batocrmico). Estas observaes

so compatveis com as alteraes estruturais que ocorrem nos cidos graxos insaturados

livres ou esterificados em triacilgliceris durante o processo termooxidativo, devido s

reaes de isomerizao, com a conseqente formao de sistemas conjugados: reaes de

epoxidao e peroxidao. Sendo possvel monitorar a qualidade dos leos por meio dos

espectros de UV-vis (REDA, 2004).

5.7 ANLISE CROMATOGRFICA DO LEO DE PEIXE REFINADO E DEGRADADO

Na Tabela 5.5 e cromatograma (ANEXO 2) esto expostos os valores dos percentuais

do leo de peixe refinado e aps o processo de deteriorao trmica. Observa-se

comportamentos diferentes em relao a reduo dos cidos graxos do leo degradado a 190 e

a 360 C. O leo degradado a 190 C obteve uma reduo dos cidos saturados de 19,15 para

18,38% e dos monoinsaturados de 30,96% para 30,73%. Com aumento nos ndices de

polinsaturados atribuindo principalmente ao cido linolico. Quando o leo degradado at

360 C h uma reduo nos cidos polinsaturados de 51,38 para 48,59% e aumento no teor de

monoinsaturados, principalmente o olico que mais estvel. Observa-se ainda que a 360 C

o cido eicosapentaenico foi totalmente degradado. De maneira geral, observa-se que no

houve diferenas significativas. A cintica de degradao dos cidos graxos muito

complexa, e necessita de estudo mais aprofundado.

69

Tabela 5.5 Principais cidos graxos presentes no leo de peixe bruto e refinado

cidos Graxos leo neutralizado leo degradado

190 C leo degradado

360 C

Palmtico 16:0 13,43% 12,88% 13,42% esterico 18:0 4,65% 4,59% 5,36% araqudico 20:0 0,40% 0,45% 0,42% behenico 22:0 0,50% 0,36% 0,51% lignocrico 24:0 0,17% 0,10% 0,13% Total de saturados 19,15% 18,38% 19,84% Palmitoleico 16:1n-7 0,57% 0,54% 0,51% Olico 18;1n-9 29,93% 29,73% 30,59% docosenico 22:1 n-9 0,16% 0,17% 0,19% eicosenoico 20:1 n-9 0,30% 0,29% 0,30% Total de monoinsaturados 30,96% 30,73% 31,59% Linolico 18:2n-6 47,91% 48,95% 45,93% alfa-linolnico 18:3 n-3 0,73% 0,78% 0,90% eicosapentaenoico 20:5 n-3 0,29% 0,25% 0,00% docosahexaenoico 22:6 n-3 0,96% 0,91% 0,87% Total de polinsaturados 49,89% 51,38% 48,57%

70

6 CONCLUSES

O processo de Refino do leo de peixe demonstrou-se eficaz na reduo dos cidos

graxos livres. Porm ineficiente para a reduo de perxidos a nveis aceitveis. A elevao

do ndice de anisidina evidencia a formao de produtos secundrios durante o refino. O

controle da atmosfera e das temperaturas torna-se essenciais para a otimizao do processo;

As avaliaes fsico-qumica e cromatogrfica indicam o acentuado grau de

deteriorao do leo de peixe bruto, evidenciando uma matria prima de reduzida qualidade;

O acompanhamento da absorbncia no UV-Vis mostrou ser um recurso eficaz para a

avaliao do efeito trmico na estabilidade do leo de peixe, uma vez que, deste modo a

formao de dienos e trienos conjugado, que so produtos da oxidao ocorrida,

monitorada;

As curvas TG do leo de peixe refinado permaneceram estveis termicamente at

187,98 C em atmosfera de ar e at 222,42 C em atmosfera de nitrognio, demonstrando a

eficincia do controle da temperatura sobre a degradao;

A curva PDSC mostrou que o tempo de induo oxidativa (OIT) do leo de peixe

refinado a 100 C e presso de atmosfera de 500 psi foi de 36,42 minutos;

leos de peixe sob estresse trmico deterioram rapidamente conforme demonstraram

as tcnicas analticas, espectroscpica e termogravimtricas. O mecanismo oxidao do leo

de peixe foi favorecido pelas condies de temperatura e pelo nmero de ligaes duplas nos

steres de cidos graxos. O processo foi responsvel pelo surgimento de produtos oxidados

que aumentaram a absorvncia do leo;

Foi observado nos cromatogramas que no houve diferenas significativas na maioria

dos cidos graxos detectados nos leos bruto, refinado e degradado. No leo refinado o cido

linolico eleva-se aps neutralizao e cido eicosapentaenico foi totalmente degradado a

360 C.

71

SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS

Otimizar o processo de refino do leo de peixe;

Verificar o processo do leo de peixe utilizando a tcnica simultnea TG_MS;

Comparar a composio e degradao de leo de peixe encapsulados com o

leo comercial bruto.

Utilizao de antioxidantes naturais diversos no leo de peixe.

72

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81

ANEXOS

82

ANEXO I

Cromatogramas dos leos de peixe bruto e refinado

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Tempo de Reteno (min)

Refinado

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Inte

sida

de R

elat

iva

Bruto

83

ANEXO II

Cromatogramas dos leos de peixe refinado e degradados

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Degradado 360 C

Tempo de Reteno (min)

Inte

nsid

ade

Rel

ativ

a

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Degradado 190 C

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Refinado

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