Avaliação da degradação térmica de óleos vegetais por termogravimetria, cromatografia gasosa e espectroscopia de infravermelho médio

Abstract

Resumo: Os óleos vegetais possuem grande importância nutricional e por isso fazem parte da dieta cotidiana das pessoas, e devido às propriedades tecnológicas, também possuem ampla aplicação industrial. A degradação de óleos vegetais durante o seu processo de aquecimento tem sido estudado para o controle de qualidade do produto final e derivados deste material. Tendo em vista a importância da caracterização de óleos pouco estudados como os óleos de semente de maracujá, semente de uva, gérmen de trigo, abacate e amêndoa, estes e óleos com maior produção como óleos de soja, canola, milho e girassol foram aquecidos à temperatura de 180 °C durante 8 horas. As amostras não aquecidas foram analisadas por termogravimetria para avaliar estabilidade ao longo do aquecimento. Os óleos foram analisados antes e após o processo de aquecimento por cromatografia em fase gasosa (CG) e espectroscopia de infravermelho médio (FTIR-ATR) para avaliar possíveis alterações na composição. Os métodos PCA e PLS foram aplicados para verificar tendências de agrupamento e criar modelos preditivos de índice de iodo e composição de ácidos graxos, respectivamente. Comportamento térmico semelhante foi observado por termogravimetria onde as amostras apresentaram-se estáveis até 300 °C e três principais perdas de massa foram obtidas. A análise por cromatografia gasosa mostrou diferenças significativas (p>0,05) na composição após aquecimento, onde na maioria das amostras ocorreu diminuição dos ácidos graxos polinsaturados e aumento dos ácidos graxos saturados e monoinsaturados. Os ácidos graxos palmítico (C16:0), esteárico (C18:0), oléico (C18:1), linoléico (C18:2 n-6) e linolênico (C18:3 n-3) compõem a maior parte entre os ácidos identificados. Ácidos graxos monoinsaturados e polinsaturados estão associados a benefícios a saúde. A PCA dos grupos de ácidos graxos explicou 97,4% da variância total agrupando as amostras com composição semelhante. 87,8% da variância foi explicada na PCA dos dados espectroscópicos e demonstraram que as amostras de girassol e abacate se distanciaram das demais o que possivelmente ocorreu pela influência dos grupamentos com duplas ligações identificados em 1396, 1417 e 1650 cm-1. Bons modelos preditivos de índice de iodo e composição de ácidos graxos foram criados a partir dos espectros obtidos por FTIR obtendo RMSEC variando entre 0,56 - 1,09.

Abstract: Vegetable oils have great nutritional importance and therefore are part of the daily diet of people, and due to technological properties, it also has wide industrial application. The degradation of vegetable oil during the heating process has been studied for the quality control of the final product and the derivatives of this material. Given the importance of oil characterization less studied, like passion fruit seed oil, grape seed, wheat germ, avocado and almond, these oils, with higher production such as soybean, canola, corn and sunflower were heated 180 °C for 8 hours. The unheated samples were analyzed by thermogravimetry to evaluate stability over the heating. The oils were analyzed before and after the heating process by gas chromatography (GC) and mid-infrared spectroscopy (FTIR-ATR) to assess possible changes in the composition. The PCA and PLS methods were applied to verify clustering tendencies and create predictive models of iodine value and fatty acid composition, respectively. Similar behavior was observed by thermogravimetric analysis in which samples were stable up to 300 °C and three main mass losses were obtained. The gas chromatographic analysis showed significant differences (p>0.05) in the composition after heating, which in most samples there were a decrease of polyunsaturated fatty acids and increase in saturated and monounsaturated fatty acids. The fatty acids palmitic (C16:0), stearic (C18:0), oleic (C18:1), linoleic (C18:2 n-6) and linolenic (C18:3 n-3) make up the majority of the acids identified. Monounsaturated and polyunsaturated fatty acids are associated to health benefits. The PCA fatty acid groups explained 97.4% of total variety by grouping up samples with similar composition. 87.8% of the variation was explained in the PCA and spectroscopic data showed that the samples of sunflower and avocado distanced from the other which possibly occurred through the influence of the double bond with groups, identified in 1396, 1417 and 1650 cm-1. Good predictive models of iodine value and fatty acid composition were created from the spectra obtained by FTIR-ATR getting RMSEC ranging from 0.56 to 1.09.