Fosfolipídios e Degomagem de Grãos

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Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Engenharia de Alimentos
TA 221 – Características e Pré-Processamento de Grãos
Profa. Dra. Ana Paula Badan Ribeiro
Aula
- Fosfolipídios
- Degomagem
- Objetivos
- Princípios
- Processos
- Lecitinas e aplicações
» Fosfolipídios
˃ Compostos de glicerol, ácidos graxos, fosfato e uma base orgânica
˃ Estrutura primária: ácido fosfatídico
˃ Geralmente o grupo fosfato está localizado em sn-3
˃ Constituintes importantes das membranas celulares e tecidos orgânicos
˃ Excelentes agentes emulsificantes, devido à estrutura da molécula
+ Região de afinidade hidrofóbica ou apolar, constituída pelos ácidos 
graxos
+ Região de afinidade hidrofílica ou polar, constituída pelo radical fosfórico
˃ Ampla utilização em produtos alimentícios: maioneses, biscoitos, bolos, 
sorvetes, cremes, etc.
» Fosfolipídios
» Fosfolipídios
» Fosfolipídios
» Fosfolipídios
R3:
+ H: ácido fosfatídico (PA)
+ Grupo serina: fosfatidilserina (PS)
+ Grupo colina: fosfatidilcolina (PC)
+ Grupo inositol: fosfatidilinositol (PI)
+ Grupo etanolamina: fosfatidiletanolamina (PE)
» Fosfolipídios
Surfactante para uso em alimentos: emulsificante
Região hidrofílica fase aquosa
Região lipofílica fase oleosa
 força de separação: mistura facilitada
» Fosfolipídios: fontes diversas
» Fosfolipídios em óleos vegetais
˃ Conteúdo de fosfolipídios em óleos vegetais: variável segundo espécie e entre 
diferentes variedades de uma mesma fonte oleaginosa (1 a 3%)
˃ Extração preferencial por solventes apolares
˃ Teor em óleos vegetais: influência do processo de extração
˃ Solúveis em óleo
˃ Insolúveis em acetona
» Fosfolipídios: óleos vegetais brutos
Óleo Fosfolipídios (%) Fósforo (ppm)
Colza 0.5 – 3.5 200 – 1400
Soja 1.0 – 3.0 400 – 1200 
Algodão 1.0 – 2.5 400 – 1000
Milho 0.7 – 2.0 250 – 800
Girassol 0.5 – 1.3 200 – 500 
Cártamo 0.4 – 0.6 150 – 250
Amendoim 0.3 – 0.7 100 – 300
Palma 0.03 – 0.1 15 – 30
Coco 0.02 – 0. 05 10 – 20 
ALTINO, H.C. Capítulo 4: Desgomado de aceites y grasas vegetales y animales In: BLOCK, J.M., BARRERA-ARELLANO,
D. Temas Selectos en Aceites e Grasas, vol.1 Processamiento, 1ª ed. São Paulo – SP; Edgard Blucher, 475p. 2009.
» Fosfolipídios em óleos vegetais
» Ação de fosfolipases
˃ Diferentes sítios de atuação 
˃ Importância do pré-tratamento de grãos oleaginosos: condicionamento adequado
para inativação de fosfolipases de efeito negativo
˃ Fosfolipases: A1, A2, B, C e D
˃ FORMAÇÃO DE ÁCIDO FOSFATÍDICO PELA AÇÃO DE FOSFOLIPASE D
Composição – Óleo bruto
Triacilgliceróis – TAG (97%)
Produtos de decomposição dos TAG (DAG, MAG, AGL)
Fosfolipídios
Esteróis
Tocoferóis e tocotrienóis
Pigmentos (Ex: clorofila, carotenoides)
Proteínas
Carboidratos
Ceras
Hidrocarbonetos
Metais (cálcio, magnésio, ferro, cobre, etc)
Compostos odoríferos
» Componentes minoritários em óleos e gorduras 
Componente Óleo de soja Óleo de canola Óleo de palma
Ácidos graxos livres (AGL) 0,3-0,8% 0,3-1,0% 2,0-5,0%
Fosfolípidios 1,0-3,0% 0,5-3,5% 0,03-0,1%
Esteróis 0,04-0,07% 0,04-0,6% 0,1-0,2%
Tocoferóis e tocotrienóis 0,06-0,2% 0,06-0,1% 0,05-0,1%
Carotenoides 40-50 ppm 25-70 ppm 500-800 ppm
Clorofilas 1-2 ppm 5-30 ppm Traços
Peróxidos (meq. de O2/kg) <10 <10 1-5
Ferro (Fe) 1-3 ppm 1-5 ppm 4-10 ppm
Cobre (Cu) 0-30 ppb 0-30 ppb 0-50 ppb
» Refino
1. Remoção de produtos indesejáveis presentes no óleo bruto
˃ ácidos graxos livres
˃ fosfolipídios
˃ produtos de oxidação
˃ metais
˃ outros
2. Redução do nível de pigmentos
3. Preservação do valor vitamínico (vitamina E, um antioxidante natural)
4. Redução da perda de triacilgliceróis
5. Proteção de triacilgliceróis contra degradação
Tipos de refino
Óleo bruto
Degomagem
Clarificação
Destilação por vapor
Estocagem
FÍSICO
Óleo bruto
Degomagem
Neutralização
Lavagem com água
Secagem
Clarificação
Desodorização
Estocagem
QUÍMICO
Óleos com alta acidez e < 10 ppm fósforo
» Degomagem: objetivos
˃ Retirada de fosfolipídios e substâncias coloidais (gomas)
˃ Transporte e armazenamento do óleo
˃ Produção de lecitina
˃ Preparação de óleo bruto para refino
+ Diminuição das perdas de óleo neutro no refino químico
Degomagem é realizada na planta de extração: pré-processamento
Fundamento do processo de degomagem: hidratação dos fosfolipídios e sua 
separação física, possibilitando a estocagem e transporte do óleo
» Hidratabilidade dos fosfolipídios 
Hidratáveis (90%)
Não hidratáveis (10%)
- Sais de Ca2+, Mg2+, Fe2+
- Problemas de coloração marrom 
- Fatores: atividade de fosfolipases -
umidade semente e altas 
temperaturas na estocagem
ácido fosfatídico (PA)
fosfatidilcolina (PC)
fosfatidilinositol (PI)
fosfatidiletanolamina (PE)
» Hidratabilidade dos fosfolipídios 
» Hidratabilidade dos fosfolipídios 
» Hidratabilidade dos fosfolipídios
» Princípios da degomagem
˃ Interação de fosfolipídios com água é crítica para sistemas biológicos –
aplicabilidade desta propriedade em processos tecnológicos
˃ Hidratação dos fosfolipídios, reduzindo sua solubilidade no óleo, facilitando
sua remoção com a fase aquosa
˃ Precipitado: “gomas”
˃ Entretanto....
+ ↑ Atividade fosfolipase D: ↓ hidratabilidade da fração de fosfolipídios –
formação de PA
+ Sais metálicos de fosfolipídios são insolúveis em água
+ Teor de não hidratáveis: qualidade da semente e condições de estocagem
DEVE-SE UTILIZAR ÁGUA ABRANDADA NA ETAPA DA DEGOMAGEM
Processos de degomagem
Clássica (água)
Ácida
Enzimática
» Degomagem clássica
˃ Degomagem com água
˃ Objetivo: obtenção de óleo livre de gomas – transporte e estocagem
˃ Produção de lecitina grau alimentar
˃ Fosfolipídios não hidratáveis são mantidos no óleo
˃ ~ 2% de água (v/v) em relação ao teor de óleo
˃ ↓ água: goma viscosa e óleo opaco;
˃ ↑ água: perdas de óleo neutro por hidrólise
˃ Temperatura/tempo
˃ Teor final de fosfolipídios no óleo: 80-200 ppm
Processo batelada
T: 60 – 70°C
Tempo contato: 30 minutos
Processo contínuo
T: 70 – 80°C
Tempo contato: 15 minutos
» Degomagem clássica: batelada
Óleo bruto + água
(60-70°C / 20-30min)
Centrifugação
Gomas (Lecitina)
(água residual)
Óleo degomado
(80-200 ppm de P)
% água = 1,5 - 2%
Fósforo inicial óleo de soja - 800 mg/kg
Fósforo após degomagem = 200 mg/kg
» Degomagem clássica: contínuo
Óleo bruto
Trocador de Calor
Misturador
Centrífuga
Secagem
Óleo degomado
Água
(70-80°C)
(2 %)
(15 - 20 min.)
gomas
» Degomagem clássica
Resultados esperados
Fósforo: 50 - 200 ppm max.
Umidade < 0,1%
» Centrífuga auto-limpante
» Centrífuga auto-limpante
Fase pesada 
(borra) 
Fase leve 
(óleo) 
» Degomagem ácida
˃ Variante do processo clássico, que utiliza ácido para degomagem mais efetiva
˃ Ácido cliva as ligações metais-fosfolipídios, e forma complexos com os íons
metálicos
˃ Hidratação total dos fosfolipídios
˃ Ácidos grau alimentício: cítrico e fosfórico
˃ Gomas obtidas não compõe lecitina padrão: adicionadas ao farelo
˃ Teor final de fosfolipídios no óleo: 5-30 ppm, em geral < 10ppm
Processo contínuo
Solução ácida 50-85%
0,2 -1% em relação à massa de óleo
T: 65 – 70°C
Tempo contato: 30 minutos
» Degomagem ácida
Óleo bruto
Trocador de calor
Misturador
Centrífuga
Óleo degomado
Água baixa dureza
(70 °C)
Gomas
Fosfórico
Cítrico
Ácido
» Degomagem ácida
Resultados esperados
Fósforo: 20 - 50 ppm max.
Umidade < 0.1%
» Degomagem enzimática
˃Processo EnzyMax
˃ Fosfolipase A1: converte fosfolipídios em lisofosfolipídios e ácidos graxos livres:
↑ polaridade e hidratabilidade dos fosfolipídios
˃ Teor final de fosfolipídios no óleo: < 10 ppm; Fe < 0,5 ppm
˃ Vantagens:
+ Temperaturas amenas
+ Especificidade da enzima
A1
» Degomagem enzimática
Etapas:
(1) Ajuste de pH
(2) Reação enzimática
(3) Separação das gomas
Condições:
pH 4,5
Temperatura: 40°C
Tempo de contato: 3-6 horas
Agitação intensa
» Lecitina: definição
Lecitina grau-alimentar refere-se a uma complexa mistura de fosfolipídios que
contém principalmente fosfatidilcolina (PC), fosfatidiletanolamina (PE) e
fosfatidilinositol (PI), combinadas com outras substâncias, como óleo neutro,
ácidos graxos livres e carboidratos.
» Lecitina natural
˃ Grau-alimentício padrão: obtida por degomagem do óleo de soja pelo processo
clássico (água)
˃ Teor de fosfolipídios é especificado em termos do parâmetro Insolúveis em
Acetona (I.A)
˃ Plástica ou fluida
˃ Branqueada ou não
˃ Umidade < 1%
˃ Uso industrial, farmacêutico e suplementos encapsulados
» Lecitina natural
I.A.
» Lecitina natural
» Lecitinas
Lecitina: propriedades funcionais
EMULSIFICANTE – INSTANTANEIZANTE – MOLHANTE -
DISPERSANTE - ANTISALPICANTE
» Lecitina: propriedades funcionais
˃ Propriedades derivadas da capacidade surfactante
» Substâncias imiscíveis em contato  superfície de contato: interface  tensão
interfacial;
»  tensão interfacial:  força de separação entre as substâncias;
» Surfactantes:
˃ modificam propriedades da interface
˃ enfraquecem a tensão interfacial
Aplicações da lecitina
MARGARINAS
- Emulsificante
- Estabilizante
- Anti salpicante
- Sinergista
- Antioxidante secundário
PÓS INSTANTÂNEOS
- Emulsificante
- Dispersante
- Molhante
Aplicações da lecitina
CHOCOLATES
- Anti-bloom
- Previne exsudação gordura
- Estabilizante
- Redutor viscosidade
- Reduz tempo mistura
- Auxiliar manufatura
BALAS
- Mastigabilidade
- Emulsificante
- Previne trincas 
- Auxiliar manufatura
Aplicações da lecitina
BISCOITOS
- Emulsificante
- Antioxidante
- Auxiliar fermentação
- Auxiliar manufatura
RAÇÕES
- ↓ finos
- emulsificante
- antioxidante
- suplemento nutricional
- ↑ absorção gordura
Aplicações da lecitina
COSMÉTICOS
- Emulsificante
- Emoliente
- Estabilizante
- Agente umidificador
- Hidratante
TINTAS
- Dispersante
- Estabilizante
- Facilita mistura
- Facilita aplicação
Conclusão
A eliminação do fósforo em óleos e gorduras é uma necessidade 
operacional e tecnológica
Esta etapa é importante porque define o tipo de refino 
subsequente bem como a qualidade dos produtos refinados
» Leitura complementar
˃ D. Cowan, P. M. Nielsen. Enzymatic Degumming of Edible Oils and Fats. In:
Bleaching and Purifying Fats and Oils. Theory and Practice, 2nd Ed. AOCS
Press, 2010.
˃ A. J. Dijkstra, J. C. Segers. Production and Refining of Oils and Fats. In: The
Lipid Handbook , 3rd Ed. CRC Press, 2007.
˃ L. Xu, L.L. Diosady. Degumming. In: Nutritionally Enhanced Edible Oil
Processing. AOCS Press, 2004.
˃ J. Pokorny. Phospholipids. In: Chemical and Functional Properties of Food
Lipids. CRC Press, 2002.
˃ R. D. O'Brien. Fats and Oils Processing. In: Fats and Oils Formulating and
Processing for Applications. CRC Press, 2003.