ESTUDO DA CONCENTRAÇÃO DE β-CAROTENO E DA ESTABILIDADE OXIDATIVA DO BIODIESEL DE BURITI (Mauritia flexuosa)

Abstract

RESUMO: O biodiesel é um biocombustível obtido por meio da reação transesterificação de óleos vegetais ou gordura animal com álcool em meio a um catalisador. Entre as desvantagens relativas a utilização do biodiesel, tem-se a baixa estabilidade oxidativa, que, contudo, pode ser contornada com a adição de antioxidantes sintéticos ou naturais. O β-caroteno, um antioxidante natural, apresenta-se em altas concentrações no buriti (Mauritia flexuosa) e pode contribuir para o aumento da estabilidade do biodiesel obtido desse fruto. Diante o exposto, objetivou-se neste trabalho, avaliar a concentração de β-caroteno presente durante o processo de produção do biodiesel de buriti, bem como o estudo da estabilidade oxidativa pelo método de Rancimat. Visando obter a melhor condição para a extração do β-caroteno, dois métodos de extração foram propostos, a extração convencional (EC) foi realizada com o auxílio de agitação mecânica e a extração assistido por ultrassom (EAU). A avaliação do melhor tipo de solvente extrator (acetona, etanol, metanol e acetonitrila) foi realizada com cerca de 0,1 g de polpa submetida ao planejamento de misturas centroide simplex com 10 mL de solução extratora, com agitação de 250 rpm por 15 min e, posterior centrifugação a 3500 rpm por 10 min a extração assistida por ultrassom foi desenvolvida de maneira similar, com 15 min sob influência da radiação e posterior centrifugação, o sobrenadante foi coletado e teor de β-caroteno lido por UV-Vis. A medida da estabilidade oxidativa do biodiesel foi conduzida de acordo com a norma EN 14112 empregando o equipamento Rancimat, nas temperaturas de 110, 120 e 130 °C. Os resultados dos experimentos propostos pelo planejamento foram estudados pelo modelo linear, quadrático e cúbico especial. O modelo cúbico especial não apresentou falta de ajuste e foi o que melhor descreveu os experimentos, explicando cerca de 98,40 % da variância dos dados para a EC e de 98,2% para a EAU, a energia ultrassom teve influência positiva na extração do antioxidante em que, a melhor condição de extração foi obtida pelo método EAU, com o modelo cúbico especial propondo a condição ótima para extração a mistura de 75% acetona e 25% etanol. O processo de transesterificação metílica não influenciou significativamente no teor de β-caroteno presente no óleo e no biodiesel de buriti, com valores de 3,95 ± 0,24 mg g -1 e 3,49 ± 0,08 mg g -1 , respectivamente. Com realização do teste da estabilidade acelerada pelo método de Rancimat, conclui-se que biodiesel de buriti apresenta elevado ponto de indução a 110 °C (49,39 h), além de uma vida de prateleira a 25 °C estimada em 2,81 anos. O óleo de buriti, quando submetido ao teste em Rancimat, em condições iguais ao biodiesel, nas temperaturas de 130 e 120 °C apresentou TI de 11,72 e 21,13 h; próximo aos valores encontrados para o biodiesel (11,50 e 24,22 h). ABSTRACT: Biodiesel is a biofuel obtained through the transesterification reaction of vegetable oils or animal fat with alcohol in the medium of a catalyst. Among the disadvantages related to the use of biodiesel is the low oxidative stability, which, can be overcome by the addition of synthetic or natural antioxidants. β-carotene is a natural antioxidant, present in high concentrations in buriti (Mauritia flexuosa) and may contribute to increase the stability of the biodiesel obtained from this fruit. Therefore, the objective of this work was to evaluate the β-carotene concentration present in the buriti biodiesel production process, as well as the study of oxidative stability by the Rancimat method. In order to obtain the best condition for the extraction of β-carotene, two extraction methods were proposed, conventional extraction (CE) was performed with the aid of mechanical agitation and ultrasonic assisted extraction (UAE). The evaluation of the best type of extractive solvent (acetone, ethanol, methanol and acetonitrile) was carried out with about 0.1 g of pulp submitted to the simplex centroid design, with 10 mL of extractive solution, with agitation of 250 rpm for 15 min and subsequent centrifugation at 3500 rpm for 10 min. The ultrasonic assisted extraction was developed, with 15 min under influence of the radiation and subsequent centrifugation, the supernatant was collected and β-carotene content read by UV-Vis. The measurement of oxidative stability of biodiesel was conducted according to EN 14112 using Rancimat equipment at temperatures of 110, 120 and 130 ° C. The linear, quadratic and special cubic model studied the results of the experiments proposed by the planning. The special cubic model presented no lack of fit and was the one that best described the experiments, explaining about 98.40% of the data variance for the CE and 98.2% for the UAE. Ultrasonic energy had a positive influence on the extraction of the antioxidant in which the best extraction condition was obtained by the UAE method, with the special cubic model proposing the optimum condition for the extraction of the mixture of 75% acetone and 25% ethanol. The methyl transesterification process did not significantly influence the content of β-carotene present in the oil and buriti biodiesel, with values of 3.95 ± 0.24 mg g -1 and 3.49 ± 0.08 mg g -1, respectively. With the realization of the stability test accelerated by the Rancimat method, it is concluded that buriti biodiesel presents high induction point at 110 ° C (49.39 h), in addition to a shelf life at 25 ° C estimated at 2.81 years. Buriti oil, when subjected to the Rancimat test, under conditions equal to biodiesel, at temperatures of 130 and 120 ° C, presented TI of 11.72 and 21.13 h; close to the values found for biodiesel (11.50 and 24.22 h).