Glicerólise enzimática de óleos vegetais assistida por ultrassom em meio livre de solvente orgânico sob agitação

Abstract

Este trabalho apresenta dados experimentais referentes à glicerólise de óleo de soja e óleo de canola utilizando como catalisador a enzima Novozym 435 em sistema livre de solvente e em ultrassom, para a produção de emulsificantes, monoacilgliceróis (MAGs) e diacilgliceróis (DAGs). Os experimentos com ambos os óleos foram realizados em modo batelada visando o estudo do efeito das variáveis de processo: temperatura (40 a 70 ºC), concentração de enzima imobilizada (2,5 a 10%, m/m, em relação aos substratos), relação molar de glicerol: óleo (0,8:1 a 3:1), agitação (0 a 1200 rpm) e potência do ultrassom (0 a 100%) na produção dos compostos de interesse. O ultrassom e a agitação foram estudados com o intuito de melhorar o contato entre os substratos imiscíveis (óleo e glicerol) e a enzima. Os resultados mostraram que a glicerólise catalisada por lipase em meio livre de solvente com auxílio do ultrassom pode ser uma potencial rota para a produção de altos conteúdos de MAGs e DAGs. Os resultados também mostraram que os maiores níveis de produtos, MAGs + DAGs, foram obtidos quando a razão molar utilizada foi de 0,8:1, para ambos os óleos estudados. Altos conteúdos de MAGs e DAGs foram obtidos usando relação molar de glicerol:óleo de 0,8:1 e concentrações de enzima de 10% (m/m), em 3 horas de reação, 70 ºC, 600 rpm e 40% de potência de ultrassom. Os maiores conteúdos da mistura de MAGs + DAGs (~75% m/m) foram obtidos utilizando relação molar de glicerol:óleo de 0,8:1, 70 ºC, 900 rpm, 120 minutos de reação, concentração de enzima de 10% (m/m) e 40% de potência de ultrassom, para o óleo de canola. Já o óleo de soja teve seus melhores resultados de conteúdo de MAGs + DAGs (~65% m/m) quando se utilizou a relação molar de glicerol:óleo de 0,8:1, 70 ºC, 900 rpm, 90 minutos de reação, concentração de enzima de 10% (m/m) e 40% de potência de ultrassom. Este estudo descreve a viabilidade da produção de compostos de alto valor agregado, monoacilgliceróis e/ou diacilgliceróis, utilizando óleos de relativo baixo custo e com ótimas características nutricionais. <br>

Abstract : This work presents experimental data referred to the glycerolysis of soybean and canola oils, using Novozym 435 as catalyst, in a solvent-free system under the effect of ultrasound bath, for the obtainment of monoacylcglycerols (MAGs) and diacylglycerols (DAGs) emulsifiers. The experiments with both oils were carried out in batch mode, focusing the study of the process variables: temperature (40 to 70 degree Celsius), concentration of the immobilized enzyme (2.5 to 10% w/w, related to the substrate amount), glycerol:oil molar ratio (0.8:1 to 3:1), agitation (0 to 1200 rpm) and ultrasound potency (0 to 100%) in the production of the compounds of interest. The ultrasound and the agitation effects were analyzed in order to improve the interaction between the immiscible substrates (oil and glycerol) and the enzyme. The results showed that glycerolysis catalyzed by lipase in a system without solvent with the application of ultrasound can be a potential route for the production of high contents of MAGs and DAGs. The results also revealed that higher levels of the desired products, MAGs + DAGs, were obtained when the molar ratio applied was 0.8:1 to both studied oils. High contents of MAGs and DAGs were obtained using this molar ratio and the enzyme concentration of 10% (m/m), during 3 hours of reaction, 70 degree Celsius, 600 rpm and 40% of ultrasound potency. The highest content of the MAGs + DAGs mixture (~75% m/m) was obtained utilizing the molar ratio glycerol:oil of 0.8:1, 70 °C, 900 rpm, 120 minutes of reaction, enzyme concentration of 10% (w/w) and 40% of the ultrasound potency, for the canola oil. For the soybean oil, the better results of the MAGs + DAGs mixture (~65% w/w) were obtained when it was used the molar ratio glycerol:oil of 0.8:1, 70 °C, 900 rpm, 90 minutes of reaction, enzyme concentration of 10% (w/w) and 40% of the ultrasound potency. This study therefore described the viability of the production of compounds of high value (mono and/or diacylglycerols), using relatively cheap oils with great nutritional characteristics.