Solubilidade de ácidos graxos e efeito da água como antissolvente determinados por calorimetria exploratória diferencial

Orientador: Prof. Dr. Marcos R. Mafra

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 09/08/2016

Inclui referências : f. 59-64

Resumo: A qualidade dos alimentos está relacionada com a presença de compostos lipídicos por conferirem textura, sabor, nutrição e densidade calórica. Os principais constituintes dos lipídeos são os ácidos graxos. Devido à importância nutricional nos alimentos, tem sido contínua a busca por um maior conhecimento das propriedades físico-químicas dos ácidos graxos e também sobre a sua influência na qualidade dos alimentos. Os ácidos graxos mais abundantes na natureza são o ácido láurico seguido do ácido palmítico. Os ácidos graxos são amplamente empregados em sistemas térmicos, assim como matéria-prima na fabricação de sabonetes, cosméticos, produtos farmacêuticos e alimentares. Os processos de separação e/ou purificação dos ácidos graxos se concentram na cristalização e na extração líquido-líquido. A solubilidade é, portanto, uma propriedade fundamental para o projeto e operação destas unidades. As técnicas convencionais de determinação da solubilidade são em geral demoradas, suscetíveis a erros, além de despenderem um grande volume de amostra. Desta forma, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para determinação da solubilidade de ácidos graxos saturados em solventes orgânicos, baseada na calorimetria exploratória diferencial, DSC, tendo sido avaliado também o efeito antissolvente da água nestes sistemas. Para avaliação da solubilidade do ácido palmítico e do ácido láurico foram selecionados os solventes, etanol, 2-propanol e n-propanol. O efeito antissolvente foi avaliado no etanol e no 2-propanol. Na avaliação dos sistemas empregando solventes puros houve destaque para o solvente 2-propanol, no qual ambos os ácidos graxos estudados apresentaram maior solubilidade. O efeito antissolvente da água foi significativo quando a concentração de água na mistura solvente + água foi próxima a 30 % (mol/mol). Os modelos de van't Hoff e Apelblat apresentaram boa correlação com os dados experimentais para todos os sistemas avaliados. Este trabalho demonstrou a adequação da técnica de DSC, utilizada na determinação da solubilidade de ácidos graxos, quando comparada às técnicas convencionais, além de ter contribuído na determinação de dados de solubilidade ainda inéditos na literatura.

Abstract: The quality of the foods is related to the presence of lipid compounds to confer texture, flavor, nutrition and caloric density. The main constituents of lipids are fatty acids. Due to nutritional importance in the foods, the search for more knowledge of physicochemical properties of fatty acids and also about their influence on the quality of food is increasing. The most abundant in nature fatty acids are lauric acid followed by palmitic acid. The fatty acids are widely used in thermal systems, as well as raw material in manufacturing soaps, cosmetics, pharmaceuticals and foods. The separation processes and/or purification of fatty acids are concentrated in the crystallization and liquid-liquid extraction. The solubility is therefore an essential property for the design and operation of these units. The conventional techniques for determining solubility are generally time consuming, error prone, and expend a large volume of sample. Thus, this work aims to develop a methodology for determining the solubility of saturated fatty acids in solvents organics, based on differential scanning calorimetry, DSC, also been reported the anti-solvent effect of water in these systems. To evaluate the solubility of palmitic acid and lauric acid were selected the solvents ethanol, 2-propanol and n-propanol. The effect anti-solvent was assessed in ethanol and 2-propanol. In the evaluation of systems using pure solvents, excelled the solvent 2-propanol, in which both studied fatty acids had higher solubility. The anti-solvent effect of water was significant when the concentration of water in the mixture solvent + water was close to 30 % (mol/mol). van't Hoff and Apelblat models presented well with the experimental data for all systems evaluated. This study demonstrated the appropriateness of the technical DSC used for the determination of solubility of fatty acids, when compared to conventional techniques, besides contributing to determine solubility unpublished data in the literature.