Este capítulo apresenta uma breve revisão acerca do estado da arte no qual o presente trabalho se insere, procurando evidenciar a relevância do tema sob investigação, para a literatura científica. Inicialmente, será apresentada uma visão geral sobre óleos e gorduras, enzimas, lipases, evidenciando suas vantagens, aplicações e características. Posteriormente, ênfase será dada á modificação de óleos e gorduras, apresentando de forma sucinta as principais reações. Por fim, uma breve explanação sobre a utilização do ultrassom em reações catalisadas por enzimas mostrando a carência de trabalhos na literatura relatando o emprego de lipases na hidrólise de óleo de soja em sistemas de ultrassom para produção de ácidos graxos livres e posteriormente sua esterificação através do processo de hidroesterificação para obtenção de ésteres, sendo uma rota alternativa diante das convencionalmente utilizadas.
3.1 ÓLEOS E GORDURAS
Desde a última década têm surgido um grande interesse na transformação biotecnológica de óleos e gorduras, visando à utilização destas matérias-primas na produção de compostos de alto valor agregado, de uso potencial na indústria farmacêutica, de alimentos, oleoquímica, entre outras. Os óleos e gorduras são matérias-primas versáteis para aplicação desta tecnologia (CASTRO et al., 2004).
Os óleos e gorduras são substâncias pertencentes à classe dos lipídeos podendo ter origem em diversas fontes, como no tecido adiposo de animais, em frutos e sementes (AWADALLAK et al., 2013). Em geral, os óleos e gorduras comestíveis são insolúveis em água e constituídos predominantemente por ésteres de glicerol e ácidos graxos (VOLL, 2011).
O esqueleto de óleos e gorduras é formado por cadeias de ácidos orgânicos lineares, denominados ácidos graxos ou ácidos carboxílicos com cadeia carbônica longa. Além disso, a grande maioria dos ácidos graxos naturais não apresenta ramificações e contêm um número par de carbonos devido à rota bioquímica de síntese. Os ácidos graxos diferem entre si pelo número de carbonos da cadeia e também pelo número de insaturações (NICHOLS et al., 2003; MARTIN et al., 2006).
Nos óleos e gorduras, os ácidos graxos podem ser encontrados livres ou, preferencialmente, combinados. Na forma combinada, seus derivados são normalmente encontrados como monoacilgliceróis, diacilgliceróis e triacilgliceróis, os principais compostos dos óleos e gorduras (Figura 2) (SUAREZ et al., 2007).
Figura 2- Estrutura básica dos acilgliceróis.
Monoacilgliceróis ou monoglicerídeos (MAG) são surfactantes não iônicos, que possuem o status GRAS (Generally Recognized as Safe) pela FDA (Food and Drugs Administration-USA), sendo amplamente utilizados nas indústrias farmacêuticas como emolientes para emplastos, liberando lentamente o medicamento, na indústria de alimentos como emulsificantes em produtos de panificação, margarinas, derivados do leite, doces e molhos, e na indústria de cosméticos são usados na melhora da consistência de cremes e loções. Estes compostos não promovem irritações na pele nem efeitos colaterais quando ingeridos, ao contrário dos tensoativos iônicos (FREITAS, 2006; KAEWTHANG et al., 2005).
Os diacilgliceróis ou diacilglicerídeos (DAG) são ésteres de glicerol que possuem dois grupos hidroxila esterificados por ácidos graxos, podendo existir em duas formas estequiométricas, 1,2 (2,3)- DAG e 1,3-DAG (SAMBANTHAMURTHI et al., 2000). O DAG apresenta um teor de pelo menos 80 % de 1,3-DAG e tem sido utilizado como um óleo de cozinha funcional, devido às suas propriedades nutricionais (NAGÃO et al., 2000), sendo que também pode ser utilizado como emulsificante e estabilizante para as indústrias de alimentos, cosméticos e farmacêutica (GONÇALVES et al., 2012).
Assim, estes compostos estão naturalmente presentes em óleos e gorduras, mas em níveis inferiores aos de TAG e representam uma classe importante de produtos químicos amplamente utilizados na indústria moderna (REDÓN et al., 2001).
Segundo Hidalgo e Zamora (2003) mais de 95 % (massa) dos óleos e gorduras são constituídos de triacilgliceróis, a fração restante é composta por monoacilgliceróis, diacilgliceróis, ácidos graxos livres, proteínas, esteróis, vitaminas e tocoferóis. As moléculas de triacilgliceróis são constituídas de três moléculas de ácidos graxos (AGL) de cadeia longa ligadas, na forma de ésteres, a uma molécula de glicerol (GERIS et al., 2007).
Devido às diferentes funcionalidades presentes em sua estrutura química, os triacilgliceróis, que são derivados de ácidos graxos, exibem uma grande versatilidade reacional (GUSTONE, 2000). Eles representam a principal forma de armazenamento de energia das plantas e nos animais (KOLAKOWSKA; SIKORSKI, 2002), pois são altamente eficientes no armazenamento de energia metabólica, uma vez que são menos oxidativos que ácidos e proteínas e praticamente não absorvem água (MATOS, 2010).
3.2 ÓLEO DE SOJA
A planta da soja pertence à classe Dicotyledoneae, subclasse Archichlamydae, ordem Rosales, subordem Leguminosinae, família Leguminosae, subfamília Papilionaceae, tribo Phaseoleae, gênero Glycine L., subgênero Glycine (Moench) e à espécie Glycine max (L.) Merrill (GONG et al., 2004).
De acordo com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) o Brasil é o segundo maior produtor mundial de soja, com uma produção de 75 milhões de toneladas para a safra de 2010/2011, ficando atrás apenas dos Estados-Unidos. Destacando-se como a leguminosa de maior expressão econômica do planeta (BLACK, 2000), o grão de soja possui diversas aplicações, dando origem a produtos e subprodutos muito usados na agroindústria, na indústria química e de alimentos.
A soja possui excelente capacidade de adaptação, semelhante ao cultivo de feijão, preferindo terras sílico-argilosas férteis, nunca úmidas e nem ácidas, podendo ainda ser semeadas duas vezes ao ano (setembro- outubro e fevereiro-março). O grão possui textura macia, sabor pouco amargo, elevados teores de ácido ascórbico e β- caroteno e baixas
quantidades de fatores antinutricionais, com 17-19 % de proteínas e 35- 40 % de gordura (SIMONNE et al., 2000; MARQUES, 2006; EMBRAPA SOJA, 2007).
Apesar da vasta aplicação das proteínas da soja, o grão tem seu uso mais conhecido matéria-prima para a extração de óleo de soja, o qual apresenta aproximadamente 98 % da sua composição (Tabela 1) formada pelos ácidos graxos como esteárico, linolênico, palmítico, oleico e linoleico. Além disso, ainda existem pequenas quantidades de componentes não-glicerídicos, tais como fitoesteróis, ceras, hidrocarbonetos, carotenoides, tocoferóis e fosfatídeos (NETO et al., 2000).
Tabela 1- Composição de ácidos graxos do óleo de soja.
ÁCIDOS