CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DOS ÓLEOS BRUTO E COMERCIAL DE GIRASSOL (HelianthuTs annuus L.)

Capítulo de livro publicado no livro Ciência e tecnologia de alimentos: Pesquisas e avançosPara acessa-lo  clique aqui.

DOI: https://doi.org/10.53934/9786585062060-09

Este trabalho foi escrito por:

Jusciene Alves da Silva dos Santos ¹; Edilene Ferreira da Silva ²; Victória Maura Silva Bermúdez *³; Iscarllety Richelly de Aguiar da Silva ¹; Rosimery Rodrigues de Oliveira ¹; Monique Saraiva de Sousa ¹; Vera Lúcia Viana do Nascimento ⁴

^1,4Curso superior de Tecnologia em Alimentos, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí, Campus Teresina central, Teresina, Brasil; ²Programa de Pós-Graduação em Ciências dos Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil; ³Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Brasil.

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email:[email protected]

Resumo: As cultivares de girassol, encontram-se entre as cinco maiores culturas oleaginosas produtoras de óleo vegetal comestível. O óleo de girassol ganha destaque pelas suas características por possuir alta relação de ácidos graxos poli-insaturados/saturados. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características físico-químicas do óleo comercial e do óleo extraído com hexano da semente de girassol (Halianthus annus L.), para controle de qualidade e informações de armazenamento dele. As amostras utilizadas foram amostras de óleos de girassol comercial e amostra de óleo de sementes de girassol extraído com hexano. Os índices analisados foram de acordo com AOCS para os dois tipos de amostras estudadas, na qual foram: acidez (mg NaOH/g), percentual de ácidos graxos livres, índice de peróxido (mEq/Kg) e índice de iodo (g I2/100 g). Foram 04 tratamentos, 12 análises e 44 amostras. Os valores de acidez e ácidos graxos livres foram menores para as amostras de óleo comercial, enquanto os valores de peróxidos estão em conformidade com a legislação. O estudo mostrou a importância para se recomendar esse óleo de girassol para o consumo como alimento saudável aos consumidores e informar a qualidade dos diferentes óleos.

Palavras–chave: análises oleoquímica; qualidade do óleo; extração; óleo de girassol

INTRODUÇÃO

O cultivo de girassol desempenha um papel fundamental na produção de óleo comestível em todo o mundo. O girassol (Helianthus annuus L.) é uma planta da família Compositae,nativo da América do Norte, considerada uma oleaginosa na qual é encontrado um dos óleos vegetais de melhor qualidade nutricional e organoléptica (1,2). É rico em ácidos graxos essenciais, importante para a manutenção da integridade e da barreira hídrica da pele (3,4)

O consumo de sementes de girassol no Brasil e no mundo aumentou significativamente em comparação com outras culturas produtoras de óleo. É uma oleaginosa com grande potencial para o cultivo na região Nordeste do Brasil. Sendo o estado do Mato Grosso, o maior produtor responsável por 85% da produção brasileira de girassol (5). Além disso, é cultivada principalmente na Rússia, Argentina, Europa Ocidental e Oriental, China e Estados Unidos (6).

As cultivares de girassol, encontram-se entre as cinco maiores culturas oleaginosas produtoras de óleo vegetal comestível, ficando atrás apenas da soja (56,3%), da canola (11,69%), do algodão (10,46%) e do amendoim (9,58%) (7).

A industrialização do óleo de girassol possui diferentes finalidades, na qual utiliza um alto teor de óleo (40% a 50%) e baixos teores de óleo (30%), chamados materiais quantidades confeiteiros, algumas são utilizados para alimentação de animais e aquelas com ácido oleico elevado produzida para atender a demanda da Indústria Alimentar (8). Essa diversidade de aplicação industrial, tanto na área alimentar, farmacêutica, cosmética e de produção de biocombustíveis aumenta a demanda de mercado.

Destaca-se que em média, que a semente de girassol apresenta em sua composição 24% de proteínas, 47% de ácidos graxos, 20% de carboidratos totais e 4% de minerais (9).

Segundo dados da Castro et al. (10), o óleo de girassol ganha destaque pelas suas características por possuir alta relação de ácidos graxos poli-insaturados/saturados (65%/11% em média), sendo que o teor de poli-insaturados é constituído, em sua quase totalidade, pelo ácido linoleico.

O elevado teor de ácidos graxos insaturados mostra que o óleo de girassol é rico em valor nutricional, tendo a vantagem de possuir o baixo teor de ácido linolênico, que favorece a estocagem do óleo e que ajuda a manter sua qualidade (7).

Vale destacar ainda que o óleo de girassol deve apresentar algumas características de qualidade de acordo com o que determina a ANVISA (11), para que o mesmo esteja apto para consumo. Entre essas características estão: os níveis de acidez, peróxido, iodo e ácidos graxos livres, dentre outras.

As alterações térmicas e oxidativas ocorrem constantemente quando os óleos vegetais são submetidos aos diversos processos, evidenciando a instabilidade química das moléculas lipídicas consideradas importantes para interesse industrial. Sendo a rancificação a alteração mais comum, ocorrendo com os lipídeos durante o processamento, transporte e armazenamento, por meio de reações de degradações, onde são gerados ácidos graxos de baixo peso molecular da molécula do glicerol, e que são responsáveis pela produção de aroma e gosto desagradáveis conhecido como ranço (12).

O óleo de girassol é interessante pelo seu conteúdo em ácido linoleico. Sendo o mesmo leve no sabor e aparência e, além disso, fornece mais vitamina E do que qualquer outro óleo vegetal. É uma combinação de gorduras monoinsaturadas e poli-insaturadas com baixos níveis de gorduras saturadas. O consumo do óleo tem sido associado com os efeitos positivos sobre a saúde humana, devido a ácidos graxos específicos, que possuem os benefícios cardiovasculares, tem também reconhecidas funções de hidratação e reestruturação, sendo utilizado no tratamento de colesterol e aterosclerose (3).

Mediante os fatos mencionados anteriormente, faz-se necessário avaliar o óleo de girassol a fim de mostrar as características físico-químicas apresentadas pelo mesmo, bem como identificar os seus constituintes, e destacar os seus benefícios para a saúde, além de verificar a sua qualidade, a fim de avaliar se ele está dentro dos limites estabelecidos pela ANVISA (11).

MATERIAL E MÉTODOS

Obtenção das amostras

As amostras dos óleos comerciais foram obtidas em uma rede de supermercado da cidade de Timon-MA, sendo que as amostras eram de três marcas diferentes (A, B e C). Quanto ao óleo bruto analisado, as sementes de Girassol (Helianthus annus L.) foram adquiridas no mercado central de Teresina-Piauí (Figura 1), de forma aleatória, sendo acondicionadas adequadamente e encaminhadas para o laboratório de Tecnologia de Produtos de Origem Vegetal do Instituto Federal do Piauí, Campus Teresina Central, onde ocorreu a extração do óleo com hexano.

Delineamento experimental

Realizou-se um delineamento casualizado, em que as amostras de óleo de girassol foram analisadas em triplicatas. Na tabela 1 estão expressos os parâmetros físico-químicos verificados, conforme o Officia lmethods and recommended practices of the American Oil Chemists’ Society (AOCS, 2004), que incluem (IP). Índice de Iodo (II), Índices de Acidez (IA), Índice de Ácidos Graxos Livres (%), Índice de Peróxido (Tabela 1). Foram 04 tratamentos (3 amostras comerciais, e 1 amostra natural), sendo 12 análises, e 44 amostras. Cada tratamento constou de três repetições.

Índice de Acidez e Índice de Ácidos Graxos Livres (AGL)

A determinação da acidez pode fornecer um dado importante na avaliação do estado de conservação do óleo. O Índice de Acidez pode ser expresso em índice de acidez por cento ou em g do componente ácido principal.

Índice de Peróxido

O índice de peróxido é um método clássico e sensível na determinação de hidroperóxidos, produtos primários da oxidação. A presença destes compostos é um indício do início da deterioração das amostras de óleos e gorduras (AOCS, 2004).

Índice de Iodo (I.I) pelo método de Wijs 

Índice de Iodo (II) pelo método de Wijs. O Índice de iodo (I.I.) é a medida da insaturação química de uma gordura e os resultados são dados como o número de gramas de iodo absorvido por 100 g de amostra de gordura. Pode ser usado para estimar a relação de saturação e insaturação (S.I.).

Preparação das Sementes de Girassol (Helianthus annus L.)

Para realizar a extração do óleo de girassol primeiramente foi necessária a retirada da casca que envolve as sementes. Para a retirada dela utilizou-se utensílios de madeiras, espátulas, e tábuas de plástico. As cascas foram quebradas, e as sementes foram descascadas com o uso de espátula.

Método de extração com solvente

Inicialmente, a amostra foi lavada com água destilada para higienização e retirada das sujidades. Depois de lavada, a amostra foi adicionada em um desidratador PraticDyer a 60 °C de secagem aerada para branqueamento das sementes por um período de 2 horas. Após o tempo estabelecido fez-se a trituração em liquidificador industrial rpm 900, fazendo-se em seguida a pesagem em um Becker, obtendo-se o valor de 410 g no total, após os procedimentos descritos fez-se a adição inicial de 300 mL de hexano P.A, misturou-se o solvente juntamente com a amostra com ajuda de um bastão de vidro, depois foi feita a adição de mais 400 mL do solvente, totalizando 700 mL.

Passados dois dias em repouso a amostra com o solvente foi colocado em um decantador volume 2 L para a separação das fases. Após a decantação a fase líquida foi separada da fase oleosa. Passados dois dias em repouso a amostra com o solvente foi colocado em um decantador volume 2 L para a separação das fases. Após a decantação a fase líquida foi separada da fase oleosa.

Em seguida a amostra oleosa foi colocada em um balão de fundo chato de 50 mL para ser colocado em um rotoevaporador Marca Fisatom Modelo 801, a 68 ºC (pressão mm Hg) por 2 horas. Depois ela foi retirada e colocada em balão volumétrico de 250 mL para o resfriamento da amostra e em seguida o óleo foi colocado em uma proveta para a obtenção do rendimento que foi de 63 mL.

A figura 4, abaixo mostra as etapas que foram realizadas para o processamento da extração do óleo de girassol até o rendimento final.

Análise Estatística

Os resultados dos parâmetros físico-químicos foram analisados por meio de média ± Desvio-padrão (DP). A avaliação estatística foi determinada por meio da análise de variância (ANOVA) e comparação pelo Teste de Tukey. A significância estatística foi estabelecida em 5%. Os programas utilizados para realizar essa etapa foram Microsoft Excel e Minitab 16 Statistical Software.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A tabela 2 mostra os resultados das análises realizadas com as amostras de óleos comerciais, na qual foram determinados os valores da média dos índices de acidez (mg NaOH/g), percentual de ácidos graxos livres, índice de peróxido (mEq/Kg) e índice de iodo (g I2/100 g).

Quanto aos resultados expressos na Tabela 2, verificou-se que quanto aos valores de acidez do lote 1(0,7882mgNaOH/g⁾ em relação ao lote 2 (0,3497 mgNaOH/g) eles apresentaram diferenças significativas (p < 0,05), sendo que o lote 1 apresentou valor maior que o permitido pela legislação (RDC nº 270 de 22 de setembro2005), que é de 0,6 mgKOH/g. Os valores encontrados para acidez foram menores em relação ao estudo de Baptista (14) que realizou um estudo de sobre transesterificação etílica de óleo de girassol comercial. De acordo com Souza (15), um elevado índice de acidez indica que o óleo ou gordura está sofrendo quebras em sua cadeia, liberando seus constituintes principais: os ácidos graxos.

Isso foi verificado com os ácidos graxos livres, no qual os valores encontrados foram semelhantes aos valores da acidez, ou seja, o primeiro foi maior significativamente em relação ao segundo.

De acordo com Fuentes (16) que avaliou a qualidade dos óleos durante o armazenamento encontrou valores para acidez próximos desta pesquisa. De acordo com Souza (15), um elevado índice de acidez indica que o óleo ou gordura está sofrendo quebras em sua cadeia, liberando seus constituintes principais: os ácidos graxos.

Quanto aos valores encontrados para peróxido, a média de valor do lote 3 (20,52 mEq/Kg) foi maior que os valores de peróxidos apresentados pelo lote 1 (15,89mEq/Kg) e lote 2(10,60mEq/Kg), sendo que os valores de peróxido do lote 1 e 2 estão acima do valor permitido pela legislação, que seria de 10 meq/kg. O índice de peróxido caracteriza a rancidez oxidativa sendo um indício de que está iniciando a deterioração do sabor e odor do óleo, formando os hidroperóxidos, produtos primários da oxidação (17).

Destaca-se ainda que a oxidação do óleo é influenciada por vários fatores entre eles, pela composição de ácidos graxos, processamento do óleo, luz, temperatura, concentração e o tipo de oxigênio, ácidos graxos livres, mono e diacilgliceróis, metais de transição, peróxidos, compostos termicamente oxidados, pigmentos e antioxidantes (16).

Araújo (18), que estudou a caracterização da identidade e controle da qualidade de óleo vegetal, encontrou um valor significativamente (p < 0,05), inferior ao desta pesquisa, que foi 0,99 mEq/kg, enquanto que Fuentes (16), analisando óleos vegetais encontrou um valor mais próximo, que foi de 7,66 mEq/kg para peróxido. Já Filho et.al.; (19) ao pesquisar sobre o nível de deterioração do óleo vegetal utilizado em estabelecimentos comerciais de Duque de Caxias – RJ encontrou o valor de 10,94 mEq/kg, que se assemelha ao valor descrito neste estudo.

Com relação ao valor médio de iodo os três lotes avaliados apresentaram valores significativamente maiores do que exige a legislação (RDC nº 482 de 23 de setembro 1999), no qual evidencia valores na faixa entre 110 – 143 g I₂/100 g. Os valores encontrados maiores são indicativos do nível de qualidade na composição desses ácidos graxos do óleo de girassol, uma vez que quanto maior a quantidade de ligações insaturadas, melhor a qualidade do óleo.

Percebe-se que o lote 1 (246,3^a g I₂/100 g), foi o que apresentou o maior valor em relação aos lotes 2 (216,15^a g I₂/100 g) e 3 (217,34^a g I₂/100 g). O elevado valor de iodo nos óleos é um indicativo da degradação dos óleos, este índice relaciona-se com a quantidade de duplas ligações presentes na amostra (20).

Todos os valores do lote 1 (246,3^a g I₂/100 g), lote 2 (216,15^a g I₂/100 g  ) e 3 (217,34^a g I₂/100 g.) são significativamente maiores que os valores de referência AOCS (Physical and Chemical Characteristics of Oils, Fats, andWaxes – AOCS) que estão estimados entre118- 145 g I₂/100g. Morais et al.,(18) em seu estudo encontrou o valor de 127,5 g I₂/100 g, estando dentro dos valores de referência da AOCS porém significativamente diferente dos valores encontrados nos três lotes avaliados.

A tabela 3 faz uma comparação entre os valores das análises realizadas com as amostras dos óleos comerciais, e da amostra de óleo extraído com solvente hexano.

As análises comparativas dos índices oleoquímicos foram apresentadas de forma variada, para a amostra comercial e de extração. Em relação ao índice de acidez da extração foi maior que a do óleo industrializado. No entanto, a RDC nº 482 (1999) refere para o índice de acidez do óleo bruto no máximo 2,0 mgKOH/g, ambas amostras estando de acordo com a legislação. Valor semelhante para acidez foi encontrado por Rabonato (21), sendo o valor médio de 0,5 mgKOH/g para acidez. Segundo Correia (1), as características do óleo de girassol podem ser afetadas por alguns fatores, como composição química do grão de girassol depende do genótipo da planta, tratos culturais, condições climáticas e outros fatores ambientais.

Conforme Freitas (6), o controle de temperatura é um elemento muito importante durante o processo de extração, já que a atividade da enzima fosfolipase afeta a qualidade do óleo em condições de altas temperaturas, causando no óleo um aumento parcial de fosfolipídios não hidratados.

Observa-se os ácidos graxos do óleo comercial (1,869^a mg AG/100mg) foram inferiores aos ácidos graxos por extração (4,688^b mg AG/100mg). Os óleos e gorduras são substâncias insolúveis em água, de origem animal, vegetal ou mesmo microbiana, formadas predominantemente de produtos da condensação entre o glicerol e ácidos graxos chamados triglicerídeos ou triacilglicerídeos (1).

Em relação aos índices de peróxidos, os valores médios do óleo comercial (15,67^a mEq/kg), apresentaram-se muito acima do valor do óleo extraído (8,59^a mEq/kg), estando ambos dentro da normalidade (no máximo 15 mEq/kg). O óleo de extração fria tem uma composição mais preservada das ligações insaturadas dos ácidos graxos. No entanto, a amostra comercial apresentou um valor mais alto devido as condições ambientais de armazenamento e temperatura dos processos, que interferiram na degradação do óleo. Segundo Filho et al. (6), em tempos modernos, a maioria dos óleos vegetais comercializados no Brasil são envasados em embalagens PET (tereftalato de etileno). Apesar de desempenharem o papel de uma boa barreira física contra o oxigênio e odores, o produto fica mais exposto à luz ambiente, além de permitir a alta permeabilidade ao vapor d’água, o que pode afetar a estabilidade oxidativa do óleo.

E quanto aos valores de iodo, ambas as amostras de óleo de girassol comercial e do óleo extraído desta mesma oleaginosa apresentaram valores (196,25^b g I₂/100 g e 226,60^a g I₂/100 g) significativamente acima dos valores de referência da AOCS (22). Esses dados foram impactantes para a esta pesquisa, indicando a riqueza de ligações poli-insaturadas na composição dos ácidos graxos destes óleos. Nos estudos de Rabonato (21) e Pighinelli (23) foram encontrados valores inferiores, que variaram entre 81 e 148 g I₂/100 g respectivamente.

CONCLUSÃO

Concluiu-se que os índices oleoquímicas do óleo de girassol comercial, mostrou-se mais estável do ponto de vista da composição e armazenamento com relação aos índices de acidez e ácidos graxos livres. Isto pode ser devido à influência da adição dos aditivos antioxidantes naturais e a utilização de uma boa quantidade de vitamina E.

A avaliação oxidativa das duas amostras estavam em conformidade com a legislação. Enquanto para o índice de iodo as duas amostras de óleo, comercial e de extração, indicaram uma boa quantidade de insaturações na composição dele. Isto é muito importante para se recomendar esse óleo de girassol para o consumo como alimento saudável aos consumidores.

REFERÊNCIAS  

1 Correia et.al. Avaliação das potencialidades e características físico-químicas do óleo de Girassol (Helianthus annuus L.) e Coco (Cocos nucifera L.) produzidos no Nordeste brasileiro. Scientia Plena. 2014;10, nº 03.

2 Biesdorf et al. Avaliação do Desenvolvimento de Cultivares de Girassol (Helianthus annus L.) em Latosolo vermelho distrófico no Município de Santo Antônio de Leverger – MT. 2015. XXXV Congresso brasileiro de ciência do solo.

3 Lin TK, Zhong L, Santiago JL. Anti-inflammatory and skin barrier repair effects of topical application of some plant oils. International journal of molecular Sciences. 2018:9,(1), p.70,

4 Lania et al. Topical essential fatty acid oil on wounds: local and systemic effects. Plos one. 2019:14: p. e0210059, 2019.

5 CONAB. Boletim de grãos 2015. https://www.conab.gov.br/. Visto em 20 de fev de 2023.

6 Freitas IR. Caraterização físico-química e avaliação dos compostos

bioativos de óleos de brutos e refinados de soja, canola, milho e girassol. 2015, 154f. Tese (Doutor em Engenharia e Ciência de Alimentos). Programa de Pós Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Área de Concentração – Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Estadual Paulista. São José do Rio Preto-SP.

acesso em: 31 dez. 2022.

7 Telles M M. Caracterização dos grãos, torta e óleo de três variedades de girassol (Helianthus annuus L.) e estabilidade do óleo bruto, 2006, 79 f. Dissertação

(Mestrado em Ciência dos Alimentos). Programa de Pós-graduação em Ciência dos

Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis-SC.

8 Lustri et al. Avaliação do desempenho agronômico de cultivares de girassol (Helianthusannuus L.) no cultivo em safrinha na região Oeste Paulista. Periódico eletrônico Forum Ambiental da alta paulista.2017:13 (1), 15p.

9 Madhavi BR. The importance of biodegradable bio-oil sunflower. International 29 Journal of  Pharm Tech Research. 2010:2(3), p.1913-1915.

10 Castro et al. EMBRAPA. A cultura de girassol. 1996

11 ANVISA. Resolução RDC nº 481, de 15 de março de 2021. Dispõe sobre os requisitos sanitários para óleos e gorduras vegetais.

12 BRASIL. Normativa Mapa nº 49, de 22 de dezembro de 2006. Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade dos Óleos Vegetais Refinados; Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Diário Oficial da União, Brasília, DF.

13 Gazzola et. al. A cultura do girassol. 2012, 69f. Trabalho didático (Curso de graduação em Engenharia Agronômica). Piracicaba – SP. Disponível em:

http://www2.esalq.usp.br/departamentos/lpv/lpv506/LPV-0506%20

14 Baptista BC da S. Transesterificação etílica de óleo de girassol. 2015.47f. Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Pato Branco- 2015.

15 Souza. Estudo da oxidação do óleo de soja com diferentes concentrações de aditivos anti-oxidantes, para uso em tratamentos térmicos de têmpera/ Ester Carvalho de Souza; orientador Lauralice de Campos Franceschini Canale.– São Carlos, 2007.
160p.

16 Fuentes PHA. Avaliação da qualidade de óleos de soja, canola, milho e Girassol durante o armazenamento. 2011, 109f. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos) Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis-SC

18 Araújo. Estudo das propriedades físicas, químicas e termofísicas de óleos
regionais e suas misturas. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Pará. Instituto de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos, 2008.

19 Filho MS. Manejo da supressão e das frequências de irrigação e da

fertirrigação nitrogenada na cultura do girassol. 2017, 112 f. Tese (Doutorado Engenharia Agrícola. Área de Concentração: Irrigação e Drenagem). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE.

acesso em: 04 de dez. 2022.

20 Abreu et.al. Avaliação da oxidação de óleos, gorduras e azeites comestíveis em processo de fritura. Revista Ciência & Saúde, Porto Alegre, v. 6, n. 2, p. 118-126, mai./ago. 2013

21 Rabonato LC. Otimização tecnológica do processamento de grãos de girassol alto oleico para a obtenção de óleo e biodiesel. 2017, 83f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos), Campinas, SP

22 AOCS; Official methods and recommended practices of the American Oil Chemists’ Society, AOCS: Champaign, 2004.

23 Pighinelli, ALMT. Extração mecânica de óleos de amendoim e de girassol para produção de biodiesel via catálise básica. 2007, 94f. Dissertação (Engenharia Agrícola na área de concentração de Máquinas Agrícolas), Campinas- SP.

24 BRASIL. Resolução RDC n° 270, de 22 de setembro de 2005. Regulamento técnico para fixação de identidade e qualidade de óleos e gorduras vegetais. Agência Nacional de Vigilância Sanitária- Ministério da Saúde. Diário Oficial da União, Brasília, DF, Anexo 5.

25 BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC n.° 482, de 23 de setembro de 1999. Regulamento técnico para fixação de Identidade e Qualidade de Óleos e Gorduras vegetais. Diário Oficial da União, Brasília-DF, v.196. 13 de out de 1999. Seção I, p.82-87.