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Disertación de Maestría
DOI
10.11606/D.97.2016.tde-14092016-162019
Documento
Autor
Nombre completo
Renata de Nazaré Vilas Bôas
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Lorena, 2014
Director
Tribunal
Castro, Heizir Ferreira de (Presidente)
Freitas, Larissa de
Pereira, Ernandes Benedito
Título en portugués
Avaliação da atividade de antioxidantes naturais na síntese de monoglicerídeos via glicerólise do óleo de babaçu durante o curso de reações descontínuas e contínuas
Palabras clave en portugués
Antioxidantes
Glicerólise
Lipase
Monoglicerídeos
Óleo de babaçu
Resumen en portugués
O efeito de diferentes agentes antioxidantes naturais lipossolúveis (óleo de copaíba, manteiga de tucumã, manteiga de cacau, óleo de buriti e especiarias como orégano, tomilho branco, alecrim, sálvia sclarea, cravo talo e cananga) foi determinado na síntese enzimática de monoglicerídeos (MAG) a partir da glicerólise do óleo de babaçu, tomando como parâmetro de comparação os resultados alcançados na reação isenta de estratégia antioxidante (controle negativo) e sob atmosfera inerte (controle positivo). As reações foram conduzidas em reatores operando em regime descontínuo e contínuo usando a lipase de Burkholderia cepacia imobilizada em SiO2-PVA como catalisador. O melhor desempenho em reatores descontínuos foi obtido usando N2 no meio reacional (60 % MAG) seguido do óleo de buriti (57,6 % MAG) e manteiga de cacau (56,6 % MAG). Entretanto, a incorporação do óleo de buriti no meio reacional alterou o perfil de formação de monoglicerídeos, ocasionando elevada concentração de monoleina. Tomando por base esses resultados, selecionou-se a manteiga de cacau como agente antioxidante para a condução dos testes em fluxo contínuo. Nesse contexto, visando estabelecer maior homogeneidade do meio reacional e alcançar rendimentos elevados de MAGs, foram realizados testes em reator de leito fixo em fluxo contínuo, sob atmosfera inerte, variando-se a proporção entre óleo e glicerol no meio de alimentação. Os resultados obtidos nesta série de experimentos demonstraram forte influencia da razão molar dos materiais de partida na síntese de MAGs e o melhor desempenho foi obtido empregando a razão molar intermediária (1:9), que proporcionou a formação de 31,5 % de MAGs e produtividade de 52,2 mgMAGs/gamostra.h. Testes empregando manteiga de cacau como agente antioxidante foram efetuados e desempenhos similares daqueles obtidos em atmosfera inerte foram obtidos, confirmando o efeito benéfico da utilização da manteiga de cacau no meio de alimentação como agente antioxidante. Isto sugere que a manteiga de cacau inibiu ou reduziu a oxidação do óleo de babaçu durante a síntese de MAGs, indicando a possibilidade de substituição da atmosfera inerte (N2) na reação. Análises espectrofotométricas dos produtos de oxidação primários (hidroperóxidos e dienos conjugados) e secundários (aldeídos e cetonas) validaram a eficiência da manteiga de cacau como agente antioxidante da matéria-prima lipídica durante todo o processo contínuo.
Título en inglés
Evaluation of the activity of natural antioxidants in the synthesis of monoglycerides by glycerolysis of babassu oil during the course of discontinuous and continuous reactions
Palabras clave en inglés
Antioxidants
Babassu oil.
Glycerolysis
Lipase
Monoglycerides
Resumen en inglés
The effects of several natural antioxidants (copaiba oil, buriti oil, cocoa butter, tucuman butter, oregano, white thyme, rosemary, salvia sclarea, carnation stem and cananga) were assessed in the enzymatic synthesis of monoglycerides (MAG) from the glycerolysis of babassu oil. The reactions were catalyzed by Burkholderia cepacia lipase immobilized on SiO2-PVA and the assays carried out in batch and continuous runs. Results were compared with those attained in the control reactions (without any strategy to avoid oxidation and under inert atmosphere), and the best approach was tested in a continuous packed bed reactor. The best performance was achieved using N2 in the reaction medium (60 % of MAG) followed by buriti oil (57.6 % of MAG) and cocoa butter (56.6 % of MAG), preventing the oxidation of babassu oil in batch reaction. However, the incorporation of buriti oil in the medium influenced the MAG profile, leading to the largest formation of monoolein, unlike other runs. Based on these results, cocoa butter was chosen as antioxidant agent to carry out the assays under continuous flow. Therefore, aiming to establish greater homogeneous reaction media and to attain high MAGs yields, assays were performed in packed bed reactor under continuous flow, in inert atmosphere, varying the proportional of babassu oil and glycerol in the feed media. The results obtained in this set of runs demonstrated a strong influence of molar ratio between starting materials in the synthesis of MAGs and the best performance was achieved using the intermediate molar ratio (1:9), which afforded the formation of 31.5% of MAGs and productivity of 52.2 mgMAGs/gsample.h. Tests using cocoa butter as antioxidant were made and similar results were attained, confirming the beneficial effect of using cocoa butter in the feed medium as an antioxidant agent. This suggests that the cocoa butter inhibited or reduced babassu oil oxidation during synthesis of MAGs, indicating the possibility of replacing the inert atmosphere (N2) in the reaction. Spectrophotometric analysis of the primary oxidation products (conjugated dienes and hydroperoxides) and secondary (aldehydes and ketones) validated the efficiency of cocoa butter as an antioxidant agent of lipid a continuous process. Thereby, among the nine tested antioxidant agents, cocoa butter was the most effective in both systems, since it not interfere in the MAG profile and also reduced the cost of the process.
 
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Fecha de Publicación
2016-09-14
 
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  • TEIXEIRA, L. F., et al. Effect of natural antioxidants on the lipase activity in the course of batch and continuous glycerolysis of babassu oil [doi:10.1007/s00449-014-1144-2]. Bioprocess and Biosystems Engineering [online], 2014, vol. 37, p. 1717-1725.
  • Vilas Boas, R. N., et al. Avaliação da manteiga de cacau como inibidor da oxidação lipídica na síntese enzimática de monoglicerídeos em regime contínuo. In XIX SINAFERM -X SHEB, Foz de Iguaçu, 2013. XIX SINAFERM- X SHEB., 2013.
  • Vilas Boas, R. N., TEIXEIRA, L. F., e de Castro, Heizir Ferreira. Influência da razão molar entre óleo de babaçu e glicerol na síntese de monoglicerídeos via glicerólise contínua em reator de leito fixo. In XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014, Florianópolis, 2014. Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014., 2014.
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