Fracionamento of oil of fish with supercritical carbon dioxide

Resumo: Os ácidos graxos polinsaturados ômega-3 (EPA, DHA) são compostos com propriedades terapêuticas no tratamento e prevenção de doenças coronárias, hipertensão, arteriosclerose e artrite, além de serem essenciais para o desenvolvimento e manutenção das funções do sistema nervoso central. Os óleos de peixes de origem marinha são as fontes mais ricas em ômega-3 e por isso têm sido usados com freqüência para a obtenção de concentrados destes ácidos graxos. A deficiência de ômega-3 na dieta da população causada pela baixa ingestão destes ácidos graxos, através do consumo de peixes, toma interessante o enriquecimento de alimentos mais populares como a margarina, pães e produtos lácteos com esses ácidos graxos. A extração com fluido supercrítico é um processo de separação relativamente novo que traz vantagens em relação às técnicas convencionais. Para alimentos, o dióxido de carbono tem sido o solvente mais empregado, por ser inerte, relativamente barato e não inflamável e por possuir pressão e temperatura crítica moderadas (304,15 K, 7,38 MPa), evitando problemas de degradação térmica. Neste trabalho, estudou se o fracionamento com dióxido de carbono supercrítico do óleo de peixe em diferentes condições de temperatura e pressão. Os experimentos foram realizados de 14,7 a 29,4 Mpa e de 301,15 a 323,15 K. O procedimento experimental consistiu em promover o contato entre o óleo de peixe aderido à esferas de vidro e o CO2 supercrítico, em um processo dinâmico, de forma a promover o equilíbrio de fases. O corpo do sistema permanecia imerso dentro de um banho termostatizado. O extrato do óleo de peixe (amostra da fase leve) foi coletado no final do extrator em condições de equilíbrio com a fa_e pesada e a sua composição em ácidos graxos foi determinada através de cromatografia em fase gasosa. A altas pressões (14,7 a 29,4 MPa), o extrato apresentou pouca diferença na sua composição em ácidos graxos em relação a fase pesada. A 7,8 MPa e 301,15 K um pequeno fracionamento foi obtido para o ácido docosahexaenóico (DHA). O ácido eicosapentaenóico (EPA) foi o ácido graxo que mostrou maior resistência ao fracionamento em todas as condições estudadas. Logo, neste estudo o dióxido de carbono supercrítico não se mostrou efetivo para o fracionamento do óleo de peixe rico em ácidos graxos polinsaturados. Estas dificuldades podem ser atribuídas à complexidade da composição do óleo de peixe em triacilgliceróis, os quais apresentam-se distribuídos em muitas frações com baixa porcentagem mássica no óleo e por serem formados por ácidos graxos de diferentes tamanhos de moléculasAbstract: The omega-3 (EPA and DHA) polyunsaturated fatty acids are compounds with therapeutic properties, that may play an important role in the prevention and treatment of cardiovascular disease, hypertension, atherosclerosi, and arthriti. Furthermore, they are essencial for development and maintaince of central nervous system. Because there is a gap between intake of n-3 fatty acids by fish consumption and the recommended amount, it would be useful to enrich ordinary foods as margarine, bread and dairy foods with this fatty acids. The marine fish oils are the richest source of n-3 and it has been used as raw material for preparation of this fatty acid concentrate. Supercritical fluid extraction is a relatively new separation process that may circumvent some of the problems associated with the use of conventional separation techniques. In foods processes, carbon dioxide is the most used solvent, because it is inert, inexpensive and non-flamable and it has moderate critical temperature and pressure (304,15 K, 7,38 MPa), which avoid problems of thermo degradation. In the present work, the fractionation of fish oil with supercritical carbon dioxide at different conditions of temperature and pressure: pressure ranged from from 14,7 to 29,4 MPa and temperature ranged from 301,15 to 323,15 K. A known amount of fish oil was mixed with glass spheres and put inside the column extraction. The supercritical carbon dioxide was contacted with the fish oil in a dynamic system and the oil present in the light phase was collected in the end columm, which was in equilibrium conditions with the heavy phase. All the experimental body system was immersed in water bath to ensure isothermal conditions. The oil present in the light phase was trapped in a flask and its fatty acids composition was determined by gas phase chromatography. At higher pressures the extract obtained (Iight phase) showed similar composition in poliunsatured fatty acids when compared with heavy phase, so no fractionation effect was observed at this conditions. At 7,8 MPa and 301,15 K a modest fractionation was obtained for docosahexaenoic acid (DHA). The eicosapentaenoic acid (EPA) was the most difficult one to fraction at the studied conditions. So, in the present work, the supercritical carbon dioxide didn't show effective in the fractionation of fish oil rich in polyunsaturated fatty acids. This difficult can be explained by the complex composition of fish oil in triacylglicerols with different chain length fatty acids ligants and by similar molecular mas