Relatório de Bioquímica - Caracterização dos Triacilgliceróis do Óleo de Soja Através da Saponificação

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- Introdução
Os lipídios constituem uma classe de compostos com estrutura bastante variada, caracterizados por sua alta solubilidade em solventes orgânicos e por serem praticamente insolúveis em água. Exercem diversas funções biológicas, como componentes de membranas, isolantes térmicos e reservas de energia. Muitos lipídios são compostos anfipáticos, ou seja, apresentam na molécula uma porção polar, hidrofílica, e uma porção apoiar, hidrofóbica. As principais classes de lipídios biológicos são: ácidos graxos, triacilgliceróis, glicerofosfolipídios, esfingolipídios e esteróides.[1]
Os ácidos graxos são ácidos monocarboxílicos anfipáticos, geralmente com uma cadeia carbônica longa, com número par de átomos de carbono e sem ramificações, podendo ser saturada ou possuir uma ou mais insaturações. O grupo carboxila define a região polar, já a cadeia carbônica constitui a área apolar. Ácidos graxos livres são raros no organismo, sendo mais comumente encontrados ligados a um álcool, que pode vir a ser o glicerol ou esfingosina. Os lipídeos provenientes da ligação entre o glicerol e ácidos graxos são os triacilgliceróis (ou triglicerídeos) ou os glicerofosfolipídeos; já no segundo caso os lipídeos gerados são os esfingolipídeos.[1]
Figura 1: Esquema geral dos principais lipídeos que contêm ácidos graxos (P = grupo fosfato)[1]
Os triacilgliceróis são substâncias de reserva de energia para os animais, sendo sintetizados e armazenados nos adipócitos (células gordurosas do tecido adiposo), que permite com que humanos sobrevivam a jejum de 2 a 3 meses e proporciona isolamento térmico.[2]
Figura 2: Molécula de triacilglicerol[2]
As gorduras e os óleos são misturas complexas de triacilgliceróis, cuja composição em ácidos graxos depende do organismo que os produz. As gorduras são ricas em ácidos graxos saturados, logo apresentam uma maior facilidade de empacotamento devido a conformação das suas moléculas, o que explica a sua solidez em temperatura ambiente, enquanto os óleos são mais ricos em ácidos graxos insaturados, o que dificulta a interação intermolecular, sendo portanto líquidos a temperatura ambiente.[2]
Uma reação de saponificação, ou hidrólise alcalina, é definida como a mistura de um éster (proveniente de um ácido graxo) e uma base (hidróxido de sódio) para se obter sabão (sal orgânico).[3]
A equação e figura abaixo demonstra este processo:[3]
Éster + base forte → sabão + glicerol
Figura 3: Equação genérica da hidrólise alcalina[3]
A utilização de NaOH dá origem a um sabão mais consistente, denominado duro; ao passo que quando há a participação de KOH, forma-se um produto de certa forma “líquido”, o sabão é chamado mole.[4]
Os sabões facilitam os processos de limpeza porque parte de sua longa estrutura é polar (- COOH-Na+) e outra parte apolar (cadeia alquímica). A parte apolar interage com a sujeira (por exemplo, gorduras) e a parte polar interage com a água, "aprisionando" a sujeira em pequenas partículas que são enxaguadas e arrastadas pelo processo de lavagem.[4]
– Objetivo
Caracterizar os triacilgliceróis do óleo de soja através da reação de saponificação.
Materiais
– Materiais e Métodos
Becker de 500 mL
Placa de aquecimento
Pérolas de vidro
Pipetas graduadas de 2 e 5 mL
Estante para tubos de ensaio
Tubos de ensaio 10 x 150 mm e 15 x 190 mm
Reagentes
Óleo de soja
Ácido clorídrico 3 mol/L
Solução de potassa alcoólica
Cloreto de cálcio 10%
Solução de cloreto de sódio saturada
Métodos
Inicialmente foi colocado em um tubo de ensaio 15x190mm 1,5 mL de óleo de soja, 10 mL de potassa e cerca de 20 pérolas de vidro. Em seguida a solução foi aquecida em banho-maria à 85°C durante 30 minutos. Desta solução foi retirada uma alíquota de 2 mL e transferida para um tudo de ensaio 10x150mm, identificado como Tubo I, a este também foi adicionado 3 mL de água, logo após foi agitado vigorosamente.
A partir do Tubo I foram retiradas duas alíquotas de 1mL e transferidas para outros 2 tubos. Posteriormente, esses tubos foram tratados com 0,5mL de solução de cloreto de Cálcio 10% e 3 mL de solução saturada de cloreto de sódio nos Tubos III e IV, respectivamente. Em um quarto tubo, identificado como Tubo II, foi adicionado 1 mL da solução preparada e 30 gotas de Ácido Clorídrico 3 M.
Em outro tubo, identificado como Tubo V, foi adicionado 1mL de óleo, 2 mL de água e 1 mL da solução preparada. Em outro tubo, foi preparado um controle contendo 1mL de óleo e 2 mL de água. Ambos os tubos foram agitados vigorosamente. As transformações foram atentamente observadas a cada procedimento.
– Resultados e Discussão
Tabela 1: Características das soluções
	Soluções
	Características
	Tubo I – Sabão + H2O
	Solução homogênea de coloração castanha
	Tubo II - HCl
	Solução bifásica (fase superior amarronzada e fase inferior turva amarelada)
	Tubo III - CaCl210% (solução saturada)
	Sólido branco viscoso
	Tubo IV - NaCl(solução saturada)
	Flocos de sabão sob a solução aquosa de NaCl
	Tubo V - Óleo + H2O + Sabão
	Solução bifásica ( sabão na fase superior e óleo na fase inferior)
Uma reação de saponificação, ou hidrólise alcalina, é uma reação química que ocorre entre um éster e uma base inorgânica, onde os produtos formados são sabão e glicerol. No caso do experimento em discussão, foi utilizado óleo de soja, um triacilglicerol (TAG), e potassa alcoólica.
A solução resultante entre a interação do óleo de soja com a potassa alcoólica, que posteriormente foi aquecida, foi denominada de solução mãe. Ou seja, a solução mãe foi o resultado da reação de saponificação, gerando como produtos sais orgânicos de potássio e glicerol.
Tubo I
No tubo I, foi necessária a agitação da solução para ser visível que foi formado, visto que sem a adição de agua não era visível a formação da espuma só de uma forma líquida, com a água é possível ver a formação de espuma. Espuma que é formada pela interação do sabão com o ar e com a água. Caso utilizasse o NaOH ao invés do KOH, não seria necessário a agitação. Esses compostos são anfipáticos, com parte de sua molécula hidrofóbica, Quando a parte hidrofóbica entra em contato com a água ela tenta se afastar o rápido possível indo para a superfície. Ou seja, em contato com a água, a espuma tende a subir para o único lugar onde as moléculas se alojarem após agitação.[6][8]
Tubo II
No tubo II, após a adição de HCl, há a formação de uma solução com duas fases. Isso ocorre devido à adição de HCl a uma solução aquosa de sabão provocar a produção de ácido graxo, que é pouco solúvel em água e por isso acaba gerando duas onde, onde o ácido graxo se encontra na fase superior.[2]
R—COOK + H+ → R—COOH + K+
Tubo III
Após a adição da solução saturada de CaCl2 no tubo III, observou-se a formação imediata de um sólido branco. Isso ocorreu devido a reação dos íons Ca2+ com os íons estearatos, resultando num sólido denso insolúvel em água.
Os sais de sódio e potássio são solúveis, diferentemente dos sais de cálcio e magnésio. Um dos fatores que proporciona a insolubilidade destes sais (estearatos de cálcio e magnésio) é o fato de uma molécula de Ca2+ (ou Mg2+) interagir com duas moléculas de estearato, gerando assim, um grande volume, o que dificulta a solvatação do mesmo pela água. [5 e 6]
A figura 4 demonstra as reações que ocorrem no processo mencionado anteriormente.
Figura 4: Reações de sabão com sais de cálcio e magnésio.[7]
Tubo IV
O ensaio feito no tubo IV resultou em um sistema bifásico , onde foi observado a floculação de sais de ácidos graxos pela adição da solução saturada de NaCl. Este fenômeno físico- químico pode ser explicado pelo princípio de Le Chatelier. Segundo o princípio, o equilíbrio da reação desloca-se no sentido em que o íon em excesso é consumido quando é colocado a um sistema em que o íon já existente no equilíbrio.[9][10]
Tubo V
No tubo V, quando a água interage com outras substâncias, que possuem nível de interação molecular muito mais fracos,por exemplo o óleo de soja, verifica-se que as moléculas de água tendem a ficar juntas, simplesmente porque se atraem muito mais fortemente do que o fazem com as moléculas do solvente. Este “agrupamento” das moléculas prossegue até as duas substâncias terem formado duas fases distintas, uma consistindo de água com uma quantidade muito pequena de soluto e a outra consistindo de soluto contendo uma quantidade pequena de água.[6][8]
- Conclusão
Os resultados obtidos coincidiram com o esperado. Através dos experimentos realizados, foi possível identificar as características dos triacilgliceróis.
- Referências Bibliográficas
[1] - Disponível em: MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo B.. Bioquímica Básica, 3ª edição, pág 165. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007.
[2] - Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABP_UAE/relatorio-06- oleo-saponificacao>, acessado em 17/04/2016, às 23h42
[3]	-	Disponível	em:	<http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/reacao- saponificacao.htm>, acessado em 18/04/2016, às 00h30
[4] - Disponível em: <http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/saponificacao- como-ocorre-essa-reacao.htm>, acessado em 18/04/2016, às 00h31
[5] - Disponível em: LEE, J. D.. Química Inorgânica Não Tão Concisa. 5a edição, pág. 169. São Paulo: Edgard Blucher, 1999.
[6] - Disponível em: CAMPBELL, Mary K.. Bioquímica. 3a edição, pág. 206. Porto Alegre: Artmed Editora, 2000.
[7] - Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6YMAL/sabao>, acessado em 19/04/2016, às 00h30
[8] - LEHNINGER, Albert L.; NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios de Bioquímica. 4ª edição, pág. 52. São Paulo: Sarvier, 2006.
[9] - Disponível em: <http://processo-industrial.blogspot.com.br/2010/05/saponificacao- sabao.html>, acessado em 18/04/2016, às 22h01
[10] - Disponível em: REIS, Martha. Físico-Química. 2ª edição, pág. 398. Rio de Janeiro: Editora FTD, 2001.