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Type: TESE
Title: Separação de colesterol do oleo de manteiga utilizando extratos de Quillaja saponaria Molina
Author: Sundfeld, Esdras
Advisor: Kieckbusch, Theo Guenter, 1942-
Abstract: Resumo: Existem fatores econômicos, regulamentares, mercadológicos, de estilo de vida, nutricionais e dietéticos para justificar a intensidade das pesquisas dedicadas 'a formulação de produtos isentos de colesterol ou ao desenvolvimento de tecnologias que reduzam o teor de colesterol nos alimentos. Este trabalho contempla o desenvolvimento de processos baseados na utilização de "quilaja" - extratos de grau alimentício de saponinas de Quillaja saponaria Molina. São estudadas duas alternativas: 1) o processo líquido-líquido (LL), envolvendo o contato do óleo de manteiga com uma solução aquosa de quilaja, e 2) o processo sólido-líquido-líquido (SLL), em que ao meio bifásico resultante do processo LL é adicionada a terra diatomácea; em ambos os casos, a etapa final é a separação e recuperação, por centrifugação, do óleo com teor reduzido de colesterol. A primeira etapa deste trabalho teve caráter tecnológico. Extratos de quilaja em pó e óleo de manteiga comercialmente disponíveis foram utilizados para avaliar os efeitos de variáveis nos níveis de remoção de colesterol obtidos do processo SLL; também foram comparados os processos LL e SLL. No processo SLL observou-se que: 1) ocorre uma distribuição de colesterol entre todas as três fases (oleosa, aquosa e sólida), resultando uma fase oleosa com teor de colesterol reduzido relativamente ao óleo de manteiga inicial, e 2) níveis crescentes de remoção de colesterol foram obtidos com a diminuição do pH e com o aumento tanto da concentração da solução de quilaja quanto da quantidade de terra diatomácea. As curvas de distribuição de colesterol no equilíbrio entre as fases resultantes dos processos LL e SLL indicaram que o segundo processo é mais efetivo. Observou-se que a procedência da quilaja tem importante impacto nos níveis de remoção de colesterol, e que produtos de fontes comerciais distintas apresentam diferenças substancias na sua composição química. Na segunda etapa, foram utilizadas soluções de colesterol em decano como substitutivos do óleo de manteiga e um extrato de saponinas mais purificado como sistema bifásico modelo. O objetivo foi definir a concentração de micela crítica (CMC) da solução aquosa de quilaja e a distribuição de colesterol no sistema bifásico modelo, verificando-se o efeito das variáveis no processo de formação de micelas e na remoção de colesterol. Também, buscou-se obter evidências do envolvimento de micelas na separação de colesterol. De maneira geral, a formação de micelas foi favorecida (redução da CMC) com a redução do pH e da temperatura, e com a adição de cloreto de sódio. No sistema bifásico modelo, as análises indicaram que o colesterol removido da fase decano se encontrava efetivamente solubilizado no seio da fase aquosa em concentrações de até quase mil vezes a sua solubilidade aparente em água pura. De maneira geral, a solubilização de colesterol na fase aquosa foi aumentada com o aumento da concentração de quilaja em solução, redução da temperatura e adição de cio reto de sódio; o efeito do pH depende do nível de temperatura empregado. Como regra geral, a concentração fixa de surfatante, condições que favorecem a formação de micelas (reduzindo a CMC) também favorecem a solubilização de solutos em soluções aquosas micelares. Houve coincidência nas tendências de redução da CMC e de aumento da solubilização de colesterol na fase aquosa com a variação de temperatura, pH e adição de sal em algumas condições experimentais enquanto que, em outras, tendências opostas ou conflitantes foram observadas. Em um experimento específico, observou-se que não ocorreu redução no teor de colesterol na fase decano em contato com soluções de quilaja abaixo da CMC. Na ausência de evidências diretas e considerando os resultados obtidos, a hipótese de que a solubilização em micelas seja um dos mecanismos envolvidos na separação de colesterol não pode ser rejeitada. Por outro lado, devem também ser consideradas alternativas de solubilização associadas as outras estruturas coloidais (cristais líquidos) que poderiam ser formadas em soluções aquosas pelos compostos anfifílicos dos extratos de qui/aia. Além do desenvolvimento técnico-científico, os resultados poderão colaborar para o desenvolvimento econômico através da produção de gordura de leite sem colesterol, abrindo a possibilidade de formulação de uma variada gama de produtos lácteos e não-lácteos com baixos teores ou isentos de colesterol, atraentes a segmentos específicos do mercado consumidor

Abstract: There are economic, regulatory, marketing, lifestyle, nutritional and dietary factors to justify the intensive research devoted to the formulation of cholesterol-free products or to the development of technologies to reduce cholesterol content in foods. The current work considers the development of processes based on the use of "quillaja" - food grade extracts of saponins from Quillaja saponaria Molina. Two alternatives are studied: 1) the liquid-liquid (LL) process, involving the contact of butter oil with an aqueous quillaja solution, and 2) the solid-liquid-liquid (SLL) process, where diatomaceous earth is added to the two-phase medium resulting from the LL process; in both cases, the final step is the separation and recovery of the cholesterol-reduced oil by centrifugation. The first part of the current work had a technological character. Commercially available powdered quillaja extracts and butter oil were used to determine the effects of variables on the levels of cholesterol removal obtained by the SLL process; also, the LL and SLL processes were compared. It was observed that in the SLL process: 1) there is a distribution of cholesterol among ali three phases (oil, aqueous and solid), resulting in an oil phase with reduced cholesterol content relative to theoriginal butteroil, and 2) increased levels of cholesterol removal were obtained by reducing the pH and by increasing the concentration of quillaja solution as well as the amount of diatomaceous earth. The equilibrium distribution curves of cholesterol among phases resulting from the LL and SLL processes indicated that the second process is more effective. It was observed that the source of quillaja has an important impact on the levels of cholesterol removal, and that products from distinct commercial sources exhibit substantial differences in their chemical composition. In the second part, a more purified quillaja extract and cholesterol solutions in decane as replacers for the butter oil were used as a two-phase model system. The objective was to define the critical micelle concentration (CMC) of the aqueous quillaja solution and the distribution of cholesterol in the two-phase model system, to verify the effect of variables in micelle formation process and cholesterol removal. Also, evidences of the involvement of micelles in cholesterol separation were sought. In general, micelle formation was favoured (Iowering the CMC) by lowering pH and temperature and by adding sodium chloride. In the two.phase model system, analyses indicated that cholesterol removed from the decane phase was effectively solubilized in the bulk of the aqueous phase, in concentrations up to nearly one thousand times its apparent solubility in pure water. In general, cholesterol solubilization in the aqueous phase was promoted by increasing the concentration of quillaja solution, reducing the temperature and by adding sodium chloride; the pH effect depends upon the level of temperature used. As a general rule, at fixed surfactant concentration, conditíons that favour micelle formation (foweríng CMC) also promote solubilization of solutes in micellar aqueous solutions. There was coincidence in the trends of CMC reduction and cholesterol solubilization increase in the aqueous phase with varying temperature, pH and addition of salt in some experimental conditions, while in others opposing or conflicting trends were observed. In one specific experiment, it was observed that no cholesterol was removed from the decane phase in contact with quillaja solutions below the CMC. In the absence of direct evidences and considering results obtained, the hypothesis that the solubilization in micelles is one of the mechanisms operating in cholesterol separation cannot be rejected. On the other hand, solubilization alternatives associated with other colloidal structures (liquid crystals) that might be formed in aqueous solutions by amphíphilic compounds from quillaja extracts shall be considered as well. In addition to the technical and scientific development, the results may collaborate to the economic development through the production of cholesterol-free milk fat, opening the possibility for the formulation of a wide range of cholesterol reduced and cholesterol-free dairy and non-dairy products, attractíve to specific segments of the consumer market
Subject: Colesterol
Manteiga
Saponinas
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1999
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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