IX Congresso Brasileiro de Análise Térmica e Calorimetria
09 a 12 de novembro de 2014 – Serra Negra – SP - Brasil
Resumo
As técnicas de termogravimetria (TG) e espectroscopia de infravermelho (IR) foram empregadas nos estudo do
comportamento térmico e caracterização de amostras do farelo de Quinoa (Chenopodim Quinoa) anterior e posterior a
extração de lipídeos. As amostras integrais do farelo (FIQ) apresentaram um conjunto de cinco etapas de perda de massa
atribuídas à desidratação, remoção térmica de lipídeos, decomposição térmica de carboidratos, proteínas, aminoácidos e
demais produtos. As amostras submetidas à extração de lipídeos (FQPE) apresentaram apenas três etapas de perda de massa
atribuídas à desidratação, decomposição térmica de carboidratos, proteínas e demais produtos. Os resultados de TG
associados aos resultados de IR permitiram sugerir, para as amostras FIQ, a associação das etapas de perda de massa de
230-260oC e 360-450oC a fração lipídica das amostras.
Palavas-Chave:Chenopodium Quinoa, Termogravimetria, Lipídeos
Introdução
A Chenopodium Quinoa (variedade real), conhecida popularmente como Quinoa, é um pseudocereal da família das
quenopodiáceas, originária dos Andes, apresentando grãos pequenos, achatados e arredondados, sendo fonte de vitaminas,
minerais, proteínas, gorduras, óleos e fibras dietéticas e ausência de glúten desperta interesse de estudo [1,2]. A literatura
apresenta uma série de estudos relativos à composição dos grãos de Quinoa,principalmente, empregando técnicas
cromatográficas [3,4]. Esses estudos indicaram que os grãos deste pseudocereal, possuem quantidade em ácidos graxos como,
por exemplo, oléico e linoléico superior àquele presente na soja, além de minerais, como cálcio, fósforo, magnésio, ferro,
zinco, potássio e cobre e vitaminas como e -tocoferol, tiamina e ácido fólico [4]. Alguns autores reportaram a separação,
por precipitação em meio alcalino, de aminoácidos e proteínas os resultados indicaram elevados níveis do aminoácido lisina,
bem como a presença de albuminas e globulinas [3]. Por outro lado, também foram encontrados e quantificados três tipos de
polifenóis como flavonóides, ácidos fenólicos e taninos que possuem função antioxidante, e que podem contribuir para a cor,
amargura, adstringência, estabilidade frente à oxidação [5].
A técnica térmica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) foi utilizada recentemente para o estudo do
comportamento térmico de suspensões aquosas do amido proveniente da farinha obtida dos grãos de Quinoa e outros, no
comportamento dos isolados proteicos e, também, no estudo de transições vítreas decorrentes da umidade e temperatura de
armazenamento dos grãos no intuito da elucidação dos processos de degradação [3,6-9].
Observa-se que pouco se tem realizado empregando-se outras técnicas térmicas de análise e com amostras brutas,
por esse motivo, o presente trabalho objetivou o estudo do comportamento termogravimétrico (TG) do farelo de
Chenopodium Quinoa (Quinoa) anterior e posterior a processo de extração de lipídeos por solvente e o estabelecimento de
uma correlação entre os perfis termogravimétricos entre as curvas obtidas.
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Experimental
Extração dos lipídeos
Uma amostra de 200g de grãos de Quinoa, adquirida comercialmente, foi triturada em almofariz até consistência de farelo e,
posteriormente, armazenada em frasco plástico dotado de tampa até o momento da realização dos ensaios. Uma fração de
100g de foi submetida a extração em Soxhlet empregando-se a mistura clorofórmio/metanol (2 : 1) como solvente, com
duração da extração de 4h e temperatura de 60 ºC.
Obtenção das curvas TG
Os ensaios de análise térmica foram realizados empregando-se um equipamento TG 4000 acoplado a um DSC – 8000 Perkin
Elmer® cadinhos de -alumina, em atmosfera dinâmica de N2 com vazão de 100 mL min-1 e razão de aquecimento de 20 oC
min-1.
Resultados e discussão
A Fig. 1 apresenta as curvas TG/DTG obtidas para o farelo integral dequinoa (FIQ) e farelo de quinoa posterior à
extração (FQPE). A curva TG obtida para o FIQ(apresentada em vermelho), apresentou um conjunto de cinco etapas de
perda de massa sendo elas: (1) m1 = 12,002% (50–150oC) associada à desidratação; (2) m2 = 3,474% (230-260oC); (3) m3
= 40,648% (270–360oC); (4) m4 = 11,230% (360-450oC) e; (5) m5 = 6,004% (450-780oC).
A curva DTG apresentou um conjunto de 4 picos associados às quatro etapas iniciais de perda de massa na curva
TG, porém, possivelmente devido à cinética lenta, a última etapa de perda de massa da curva TG, não apresentou pico
correspondente na curva DTG.
Fig. 1 - Curvas TG/DTG obtidas para amostras de Chenopodium Quinoa submetidas à programa de aquecimento de
30–800oC empregando-se razão de aquecimento de 20ºC min-1 em atmosfera dinâmica de N2 a 100 mL min-1 e cadinho de
-alumina.
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A curva TG obtida para o FQPE (apresentada em preto), permitiu observar três etapas distintas de perda de massa
sendo elas: (1)m1 = 6,2% (50-150oC) atribuída à desidratação; (2) m2 = 65% (230-350oC); (3) m3 = 7,034% (350800oC). As etapas de perda de massa 2 e 3 foram atribuídas à decomposição térmica de carboidratos e proteínas e a
decomposição do material residual.
A curva DTG apresentou picos associados apenas às duas etapas de perda de massa iniciais porém, não apresentou
pico relativo à ultima etapa de perda de massa, possivelmente devido à cinética lenta desta etapa.
Uma comparação dos perfis das curvas TG/DTG permite sugerir correlação entre as etapas de perda de massa 1, 3 e
5 e 1, 2 e 3 respectivamente para as amostras FIQ e FPQE e, também, para a amostra FQPE, uma menor variação de massa
para a primeira etapa, fato este, possivelmente associado ao aquecimento e consequente desidratação durante o procedimento
de extração dos lipídeos.
A comparação, ainda, permite sugerir, que as etapas 2 e 4 para as amostras FIQ, estejam associadas a fração solúvel
da amostra no solvente empregado e, em concordância com a literatura, que a etapa 2 esteja associada à remoção térmica do
ácido linoléico tanto pela sua estabilidade térmica quanto pela sua fração na amostra[4,10,11].
A etapa 4 de perda de massa para a amostra FIQ possivelmente está associada a decomposição térmica de uma
fração solúvel no solvente empregado com componentes de estabilidades térmicas próximas e, em concordância aos dados da
literatura a remoção do ácido oléico, o segundo maior constituínte dentre os lipídeos, possivelmente ocorre nesta etapa
[4,10,11].
A Fig. 2. apresenta os espectros de infravermelho para as amostras de FIQ e FQPE e permite observar, a presença de
uma banda larga situada em 3303cm-1 atribuída à vibrações de estiramento dahidroxila, presente nos carboidratos. A largura
da banda sugere que o grupo hidroxila não se encontra livre, mas estabelecendo ligações intermoleculares de hidrogênio,
muito possivelmente com a água presente na amostra[7].
Por outro lado, o espectro obtido para a amostra FQPE, apresenta menor intensidade desta banda, este fato está
possivelmente relacionado a uma menor quantidade de água nas amostras após o processo de extração, em concordância com
os resultados obtidos por TG (Fig. 1 curva em preto).
100
-1
1640 cm
-1
90
2920 cm
3303 cm
T
-1
1750 cm
-1
95
1025 cm
-1
85
FQPE
F IQ
80
4 0 00
3 5 00
30 0 0
25 0 0
20 0 0
1500
1000
500
n u m e ro d e o n d a
Fig. 2. -Espectros de infravermelho para: a) curva em vermelho: farelo integral de Quinoa; b) curva em preto: farelo de
Quinoa posterior a extração de lipídeos.
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A Fig. 2. permite, ainda, observar uma banda de baixa intensidade em 1750cm-1 presente para as amostras FIQ e
ausente para as amostras FQPE, essa banda está associada a vibração de estiramento da carbonila e à presença de lipídeos na
amostra FIQ sendo, atribuída, em concordância a literatura ao ácido linolêico [4,10,11].
Uma banda de baixa intensidade pode ser observada em 1640cm-1 tanto para as amostras FIQ e FQPE associadas a
vibração de deformação axial da carbonila presente em grupos amídicos presentes nas proteínas e aminoácidos
Os espectros de infravermelho apresentam, tanto para as amostras FIQ e FPQE uma banda intensa em 1025cm-1
atribuída à deformação do grupo funcional C-O pertencente ao grupo C-O-H presente no amido, principal componente do
farelo de Quinoa [12,13].
Conclusão
Os resultados apresentados sugerem um número distinto de etapas de perda de massa para as amostras FIQ e FQPE.
Os resultados de TG quando associados aos resultados de espectroscopia de infravermelho, permitem associar as etapas 2 e 4
para as amostras de FIQ à remoção térmica de: a- ácido linoléico (etapa 2) pela sua estabilidade térmica e sua fração na FIQ
apresentada na literatura e; b- ácido oléico, demais lipídeos e fração de outros compostos solúveis e de estabilidades térmicas
similares (etapa 4).
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