Equilíbrio líquido-líquido do sistema de óleo oliva glicerolisado + etanol + glicerol para o enriquecimento de diacilglicerol

Abstract

Resumo: A busca por alternativas mais saudáveis na alimentação teve grande crescimento nos últimos anos em resposta aos índices elevados de obesidade e problemas cardiovasculares na população mundial. Óleos ricos em diacilglicerol (DAG) surgem então como uma alternativa mais saudável aos óleos convencionais, os quais são ricos em triacilgliceróis (TAG). Estudos apontam que o consumo do óleo enriquecido em DAG em substituição aos óleos convencionais pode reduzir o acúmulo da gordura visceral e o nível pós-prandial de lipídios. O DAG pode ser obtido a partir da glicerólise do TAG, o que gera também monoacilgliceróis (MAG) e ácidos graxos livres (AGL), seguida de uma etapa de separação do DAG. Na dieta mediterrânea, o azeite de oliva extra virgem é conhecido por suas propriedades e benefícios à saúde. Este apresenta resistência a processos oxidativos devido a sua alta composição de ácidos graxos monoinsaturados e presença de antioxidantes. Isso torna o azeite de oliva uma fonte promissora de triacilgliceróis para a produção de um óleo rico em diacilglicerol. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar a termodinâmica (dados experimentais e modelagem matemática) do equilíbrio líquido-líquido (ELL) entre o produto da glicerólise do óleo de oliva, etanol e glicerol. Este estudo é essencial para a simulação de um processo de separação de DAG das moléculas de TAG, MAG e AGL por extração líquido-líquido. A reação de glicerólise foi realizada em uma meio livre de solvente a 45 ºC, 340 rpm, razão molar TAG:glicerol 1:1, e 1 %m (em relação à massa de substrato) de lipase imobilizada Lipozyme RM IM como catalisador. Os dados experimentais de ELL foram obtidos a 35 ºC e pressão atmosférica com diferentes composições globais do sistema. Estes dados foram utilizados na estimação dos parâmetros de interação binários do modelo de GE UNIQUAC. Um bom ajuste foi obtido para o modelo termodinâmico, com uma Raiz do Erro Quadrático Médio de 1,43 m% e um desvio máximo de 3,5 %m entre os valores calculados e os dados experimentais usados na estimação de parâmetros. O modelo foi também validado pela comparação de resultados calculados com dados experimentais que não foram utilizados na estimação de parâmetros. Palavras-chave: Diacilglicerol. Glicerólise. Óleo de oliva. Equilíbrio líquido-líquido.

Abstract: The search for healthier alternatives in food grown considerably in recent years as a response to high rates of obesity and cardiovascular problems in the global population. Oils rich in diacylglycerol (DAG) have emerged as a healthier alternative to conventional oils, which are rich in triacylglycerols (TAGs). Studies indicate that the consumption of DAG-enriched oil in substitution of conventional oils may reduce the accumulation of visceral fat and the postprandial level of lipids. DAG can be obtained from glycerolysis of TAG, which also generates monoacylglycerols (MAG) and free fatty acids (FFA), followed by and additional bifurcation step of DAG. In the Mediterranean diet, extra virgin olive oil is known for its properties and health benefits. It presents resistance to oxidative processes due to its high composition of monounsaturated fatty acids and the presence of antioxidants. This makes olive oil a promising source of TAG for the production of an oil rich in DAG. In this context, this work aims to evaluate the thermodynamics, using experimental data and mathematical modeling, of the liquid-liquid equilibrium (LLE) between the products of glycerolysis of olive oil, ethanol and glycerol. This study is essential for simulation of the process of separating DAG from TAG, MAG, and FFA molecules by liquid-liquid extraction. The glycerolysis reaction was performed in a solvent-free medium at 45° C, 340 rpm, with a 1:1 TAG to molar ratio, and using 1% (relative to the mass of substrate) of immobilized lipase Lipozyme RM IM as the catalyst. Experimental LLE data were obtained at 35° C and atmospheric pressure with different global compositions of the system. These data were used in the estimation of the binary interaction parameters for the Gibbs free energy (GE ) UNIQUAC model. A good fit was obtained for the thermodynamic model, with a root mean square error of 1.43 m% and a maximum deviation of 3.5 m% between the calculated and experimental values used in the parameter estimation. The model was also validated by comparing calculated results with experimental data that were not used in parameter estimation. Keywords: Diacylglycerol. Glycerolysis.Oliveoil.Liquid-liquidequilibrium.