OBTENÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS DE CADEIA MUITO LONGA A PARTIR DO ÓLEO DE PRACAXI

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Química Orgânica

Autores

Ferreira, V.D.S.P. (UFRJ) ; Ribeiro, P.S. (UFRJ) ; Junior, J.A.R. (UFRJ)

Resumo

Ácidos graxos de cadeia muito longa (>C20) foram obtidos utilizando Óleo de Pracaxi como material de partida através de uma rota que consiste em uma reação de saponificação seguida de acidificação e subsequente lavagem com solvente para a separação da fração de interesse. Para fins de identificação e quantificação por CG-MS, foram obtidos ésteres metílicos a partir do óleo e dos ácidos produzidos pela rota proposta, via transesterificação e esterificação, respectivamente. Tanto o óleo quanto os produtos foram caracterizados por FTIR e RMN 1H. Os resultados obtidos por CG-MS mostraram que o óleo de Pracaxi continha cerca de 44% de ácidos graxos de cadeia muito longa, enquanto a fração enriquecida, obtida pela rota desenvolvida neste trabalho, 98%, evidenciando a eficiência da metodologia.

Palavras chaves

óleo de Pracaxi; ácidos carboxílicos; CG-MS

Introdução

Ácidos graxos de cadeia muito longa (C>20) são geralmente obtidos a partir dos óleos de amendoim e ben (proveniente das sementes da acácia branca). Estes óleos, na maioria das vezes importados de países como China e Índia, além de terem alto custo, possuem um teor de ácidos graxos de cadeia muito longa que não ultrapassa os 10%. Por outro lado, o óleo de Pracaxi (Pentaclethra macroloba), extraído da árvore de pracaxi, uma leguminosa nativa da região Amazônica e América Central, tem recebido grande atenção nos últimos anos por apresentar elevado teor dos ácidos beénico (C24) e lignocérico (C24), cerca de seis vezes mais do que o encontrado no óleo de amendoim (COSTA, 2013). Isto que confere a este óleo propriedades de grande interesse na área de cosméticos, especialmente para a pele e cabelos. Nos cabelos, o óleo de pracaxi promove brilho e sedosidade, além de selar pontas duplas e combater o ressecamento. Para a pele, o óleo atua como hidratante, deixando a pele aveludada e macia, prevenindo e amenizando estrias, manchas, queloides e linhas de expressão (BELEZA DO CAMPO, 2019). Além da indústria de cosméticos, os ácidos graxos de cadeia muito longa apresentam ampla aplicação em vários setores de relevância econômica (JORNAL INFORMATIVO DE AROMATOLOGIA, 2012) como farmacêutico, alimentício e energético, sendo também matérias-primas para a síntese de tensoativos, bem como importantes intermediários para diversas atividades. O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de uma rota simples para a obtenção de uma fração composta primordialmente por ácidos graxos de cadeia muito longa a partir do óleo de Pracaxi. Para tal, a estratégia adotada consiste em uma rota que inicia com uma reação de saponificação do óleo de Pracaxi seguida de acidificação (MORSHED et al 2011; FERDOUS et al, 2013), sendo obtido como produto uma mistura de ácidos graxos de diferentes tamanhos de cadeia, bem como de triglicerídeo residual. A fração de interesse deste trabalho, enriquecida com os ácidos graxos de cadeia muito longa (>C20) foi obtida após lavagem com Hexano. A fim de avaliar o quão enriquecido na fração de interesse o produto estava, converteu-se a mistura de ácidos obtidos em ésteres metílicos para posterior análise por CG-MS. Para efeito de comparação, o óleo de pracaxi foi transesterificado com metanol, sendo obtida uma mistura de ésteres metílicos, que foram também caracterizados por CG-MS. Dessa forma, foi possível comparar o teor de ácidos graxos de cadeia muito longa no óleo original com o obtido na fração enriquecida pela metodologia desenvolvida.

Material e métodos

Síntese dos Ácidos Graxos: Em um balão de 500 mL foram adicionados 15 g do óleo de Pracaxi e 3,84 g de NaOH em 200 mL de água. O sistema foi aquecido a 100 °C sob refluxo e agitação vigorosa durante 24 horas. Em seguida foram adicionados 35 mL de uma solução de HCl 15 % (m/v) e deixou-se reagir por 2 horas sob agitação e aquecimento a 70 °C. Ao final da reação foi obtido um sólido, que foi filtrado e lavado com hexano e ao final do processo este sólido obtido foi seco para a remoção de solvente residual. Esterificação dos Ácidos Graxos: Em um balão de 100 mL foram adicionados 5 g do ácido graxo, 70 mL de metanol anidro e 0,15 mL de H2SO4, e a mistura foi mantida sob agitação e refluxo durante 24 horas. Ao final da reação o solvente foi removido com auxílio de um rotoevaporador. Transesterificação do óleo de Pracaxi: Em um balão de 50 mL foram adicionados 17,4 g do óleo de Pracaxi, 10 mL de metanol anidro e 0,1 g de NaOH. A mistura reacional foi mantida sob agitação e refluxo durante 2 horas e meia. Em seguida o meio reacional foi vertido em 40 mL de hexano e foram feitas 3 lavagens com água, utilizando de 40 mL de água em cada uma. A fase orgânica foi reservada e adicionou-se dessecante (sulfato de sódio anidro) para remoção da água residual. Filtrou-se o sistema e o filtrado foi submetido a rotoevaporação para remoção do solvente. Caracterização: Foram obtidos espectros de FTIR utilizando um espectrômetro Nicolet 6700 com detector DTGS KBr em uma faixa de 4000-400 cm-1. As amostras foram preparadas por pastilha de KBr. Foram também obtidos espectros de RMN de 1H empregando um espectrômetro Bruker AMX-200 com transformada de Fourier, utilizando tetrametilsilano como referência. A composição e quantificação dos ácidos graxos foi realizada através da técnica de CG-MS, utilizando um espectrômetro de massas tipo quadrupolo modelo Agilent 5975 interfaceado com cromatógrafo a gás 7985A, com uma rampa de aquecimento de 150 a 330 °C em uma taxa de 8 °C/min utilizando He a 300 °C como gás de arraste em uma vazão de 24 mL/min pelo modo split, em coluna HP-5ms, 30m de comprimento, diâmetro interno de 0,25mm e espessura de filme de 0,25µm

Resultado e discussão

Através da análise dos espectros de FTIR (não mostrados) foi possível verificar que os triglicerídeos não reagidos na etapa de saponificação foram eficientemente removidos da mistura de ácidos graxos obtida na etapa de acidificação, posto que a banda de C=O de éster em torno de 1740 cm-1 não foi observada após a lavagem com hexano. Além disso, a presença da banda em torno de 1710 cm-1, referente a C=O de ácido carboxílico, confirma a eficiência na obtenção de ácidos graxos. Para ter uma base de comparação e avaliar a eficiência da metodologia desenvolvida no enriquecimento da amostra em ácidos graxos de cadeia muito longa, realizou-se a reação de transesterificação do óleo de Pracaxi com metanol, para posterior quantificação por CG-MS. No espectro de RMN 1H do produto obtido (não mostrado), a ausência do sinal com deslocamento químico em δ=4,1 ppm, referente aos prótons metilênicos do glicerol do triglicerídeo do óleo, bem como o surgimento do sinal em δ=3,66 ppm, referente aos prótons metílicos adjacentes à carbonila de éster metílico, confirmam que a reação de transesterificação foi concluída com êxito. A Figura 1 apresenta os fragmentogramas obtidos a partir das análises por CG-MS dos ésteres metílicos provenientes da transesterificação do óleo de pracaxi (Fig. 1.a) e da esterificação da mistura enriquecida em ácidos graxos de cadeia muito longa produzidos pela rota desenvolvida neste trabalho (Fig.1.b). Comparando os fragmentogramas, verifica-se nitidamente que a lavagem com hexano foi eficiente na remoção dos ácidos graxos com cadeias menores que C20 (Fig.1 b), cujos ésteres metílicos correspondentes aparecem em tempos de retenção inferiores a 15s, como se observa na Fig 1.a. Por outro lado, na amostra produzida pela rota desenvovida são observados picos de alta intensidade a partir deste tempo de retenção (Fig.1.b), que se referem justamente aos ácidos graxos de cadeia muita longa, isto é, os produtos de interesse. A Figura 2 apresenta os percentuais de cada ácido graxo, respectivamente na amostra original de óleo de pracaxi (Fig.2.a) e na amostra obtida através da rota desenvolvida neste trabalho (Fig.2.b). Os percentuais foram obtidos de forma indireta a partir da integração dos picos apresentados na Fig.1. A partir desses resultados foi possível observar que apesar de o óleo de pracaxi ser constituído majoritariamente de ácido oleico (Fig. 1.a e Fig 2.a), ainda possui teores consideravelmente relevantes dos ácidos beênico (C22) e lignocérico (C24). Observa-se ainda, que a amostra enriquecida possui cerca de 98% de ácidos graxos com cadeias maiores que 20 carbonos (Fig. 1.b). Os resultados obtidos atestam, portanto, que a lavagem com hexano foi capaz não apenas de remover os triglicerídeos remanescentes, mas também os ácidos graxos de cadeias menores (< C20), resultando em um sólido enriquecido na fração desejada. A quantificação por CG-MS, Fig. 1.a, mostrou um teor de 44% de ácidos graxos de cadeias maiores que C20. Vale destacar que o teor de ácidos graxos de cadeia muito longa presentes na amostra de óleo de pracaxi analisada difere do valor encontrado na literatura relatado por (COSTA et al., 2013) que corresponde a apenas cerca de 27%. Tal diferença pode ser devida à procedência do óleo. Comparando o teor de ácidos com cadeia >C20 da amostra original de óleo de pracaxi com o teor de 98% obtido na rota desenvolvida fica evidente a eficiência da metodologia empregada.

Fragmentogramas dos produtos de transesterificação do óleo de Pracaxi (a) e de esterificação da mistura de ácidos graxos produzida.


Percentual de ácidos graxos presentes no óleo de pracaxi (a) e na amostra de ácidos graxos enriquecida em cadeias muito longas (b).

Conclusões

Comparando a fração de interesse presentes no óleo de pracaxi com a fração presente no produto enriquecido obtido, verifica-se um incremento de 120%, posto que o teor de ácidos graxos com cadeia >C20 passou de cerca de 44% para 98%. Pode-se afirmar, portanto, que o método desenvolvido, além de apresentar baixa complexidade experimental, foi consideravelmente eficiente no que se refere à separação de ácidos pelo tamanho da cadeia e insaturação.

Agradecimentos

À Engenharia das Essências por doação do óleo de Pracaxi Ao Laboratório de Geoquímica Orgânica Molecular e Ambiental-UFRJ pela injeção das amostras em CG-MS À Petrobrás pelo financiamento dos estudos Às centrais analíticas da UFRJ

Referências

Beleza do Campo. Phytoterapica Óleo de Pracaxi. Disponível em: <https://www.belezadocampo.com.br/phytoterapica-oleo-de-pracaxi>. Acesso em: 15 ago. 2019.
COSTA, MARINA NÍDIA FERREIRA DOS SANTOS et al. Characterization of Pentaclethra macroloba oil: Thermal stability, gas chromatography and Rancimat. J. Therm Anal Calorim. Budapest, Hungary, p. 2269-2275. 16 jan. 2013.
FERDOUS, K. UDDIN, M.U. UDDIN, M.R. KHAN, M.R. ISLAM, M.A. Preparation and
Optimization of Biodisel production from Mixed Feedstock Oil. Chemical
Engineering and Science, 2013, 4, 62-66.
JORNAL INFORMATIVO DE AROMATOLOGIA. Belo Horizonte, maio 2012.
MORSHED, M. FEDOUS, K. KHAN, M.R. MAZUMDER, M.S.I. ISLAM, M.A. UDDIN, M.T.
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