Utilização da extração supercrítica para obtenção de óleo rico em ômega-3 a partir de resíduos gerados na indústria de pescado

Abstract

O pescado tem desempenhado papel importante na nutrição humana a eras, e nas últimas décadas passou a ser considerado um alimento funcional devido à presença de ácidos graxos poli-insaturados (AGPIs), especialmente os ácidos graxos da família ômega-3, como o ácido eicosapentaenóico (C20:5 n-3, EPA) e o ácido docosahexaenóico (C22:6 n-3, DHA). Estes ácidos graxos possuem funções bioquímicas e fisiológicas relevantes no metabolismo e na saúde humana, estando associados ao desenvolvimento e funcionamento do sistema nervoso e na prevenção e tratamento de doenças coronárias. A indústria de processamento de pescado transforma mais da metade da matéria prima em resíduos, que são destinados principalmente à fabricação de farinha de peixe para utilização como ração animal, sendo que poderiam ser direcionados para o desenvolvimento de compostos de alto valor agregado, como óleos ricos em ômega-3. A extração supercrítica (ESC) utilizando dióxido de carbono (CO2) tem se mostrado uma alternativa para os chamados métodos tradicionais de extração de óleo. Resíduos de sardinha-verdadeira (Sardinella brasiliensis) e atum bonito-listrado (Katsuwonus pelamis) provenientes de uma indústria de conservas de pescado foram utilizados para obtenção de óleo rico em ômega-3. Foram avaliados os rendimentos globais das extrações realizadas com o dióxido de carbono (CO2) supercrítico em diferentes condições de pressão, temperatura e presença de etanol como cossolvente. A extração por soxhlet com hexano foi realizada de forma a comparar os resultados obtidos e a identificação dos ácidos graxos presente nas amostras de todas as extrações foi realizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa (GC/MS). As ESCs com CO2 confirmaram a influência da pressão e temperatura no rendimento global e na concentração de ômega-3, entretanto, estas variáveis não tiveram a mesma influência nas extrações supercríticas realizadas com a presença de cossolvente. Uma análise de variância foi realizada para indicar a real significância das variáveis do processo de extração. As ESCs realizadas com os resíduos de sardinha-verdadeira apresentaram rendimentos de até 9,57 % quando utilizado apenas o CO2 supercrítico e de até 13,78 % quando adicionado o etanol como cossolvente. Para os resíduos de atum bonito-listrado, um rendimento de até 7,03 % foi alcançado com o CO2 supercrítico e de até 13,40 % quando adicionado o etanol. O teor de ômega-3 do óleo extraído chegou a 25,92 % para os resíduos de sardinha-verdadeira e 12,81% para os resíduos de atum-bonito listrado. Pode-se verificar que a ESC se mostrou um método adequado para extração de óleo rico em ômega-3 de resíduos de pescado, e estes ácidos graxos estão presentes em quantidade significativa nestes resíduos para tornar o processo viável.

Abstract: Fish have played an important role in human nutrition for ages and in recent decades it has been considered a functional food due to the presence of polyunsaturated fatty acids (PUFAs), especially those of fatty omega 3 family (n-3), such as eicosapentaenoic acid (C20:5 n 3, EPA) and docosahexaenoic acid (C22:6 n 3, DHA). These fatty acids have relevant biochemistry and physiological functions in human metabolism and health, being associated with the development and function of the nervous system and in the prevention and treatment of coronary disease. The fish processing industry transforms more than half of the raw material into waste, and the residues that are mainly destined for the manufacture of fish meal could be directed to the development of high value-added compounds, such as omega-3 rich oils. Supercritical fluid extraction (SFE) using carbon dioxide (CO2) has been shown to be an alternative to the traditional oil extraction methods. By-products of Brazilian sardine (Sardinella brasiliensis) and Skipjack tuna (Katsuwonus pelamis) from a fish canning industry were used to obtain Omega 3 rich oil. The extractions performed with supercritical carbon dioxide were evaluated under different conditions of pressure, temperature and with the presence of co-solvent (ethanol). The soxhlet extraction with hexane was performed to compare the results obtained and the fatty acid profile was identified by gas chromatography coupled with a mass spectrometer (GC/MS). Supercritical CO2 extractions performed confirmed the influence on the pressure and temperature of the global yield and on the concentration of omega 3. However, the same influence was not so clear when the addition of co-solvent in the ESCs was performed. A variance analysis was used to indicate the real significance of the process variables. In terms of yield, SFE performed with supercritical CO2 yielded results of up to 9.57% for Brazilian sardine by-products and up to 13.78% when using the co-solvent ethanol. For skipjack tuna by-products, a yield of up to 7.03% was achieved when only supercritical CO2 was used and up to 13.40% when ethanol was added. The omega-3 content of the extracted oil reached 25.93% for brazilian sardine and 12.81% for skipjack tuna. Through this study SFE proved to be a suitable method for extracting oil rich on omega-3 from fish waste, and that the omega-3 series fatty acids present in Brazilian sardine and skipjack tuna waste are in significant quantities to make the process viable.