Utilização das análises laboratoriais como ferramentas na avaliação da oxidação de lipídios

1. INTRODUÇÃO
Os lipídios possuem relação com as propriedades organolépticas nos alimentos (como sabor, coloração e textura), mas também conferem valor nutritivo aos alimentos, constituindo uma fonte de energia metabólica, de ácidos graxos essenciais (ácidoslinoleíco, linolênico e araquidônico) e de vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K)².

Deste conjunto de ações, a adição de compostos antioxidantes é, sem dúvida, uma prática corrente, razão que justifica o atual interesse pela pesquisa de novos compostos com esta capacidade. O investimento acessível, facilidade de emprego, eficácia, “neutralidade” organoléptica e ausência reconhecida de toxicidade, são premissas para a sua seleção e utilização na industria³.

Neste contexto, torna-se necessário, por um lado controlar a qualidade dos corpos graxos, através da determinação do seu grau de oxidação e, por outro avaliar, a capacidade antioxidante de novos compostos. A grande diversidade de métodos analíticos (químicos, físicos e/ou físico-químicos) propostos na literatura para a avaliação do grau de oxidação lipídica e da capacidade antioxidante coloca, na prática, algumas dificuldades de seleção¹.

2. MECANISMOS DE OXIDAÇÃO
A degradação oxidativa dos ácidos graxos insaturados pode ocorrer por várias vias, em função do meio e dos agentes catalisadores¹:

- Fotoxidação
O mecanismo de fotoxidação de gorduras insaturadas é promovido essencialmente pela radiação UV em presença de sensibilizadores (clorofila, mioglobina), e envolve a participação do oxigênio como intermediário reativo.

- Autoxidação
A autoxidação é um processo dinâmico que evolui ao longo do tempo. No decurso da seqüência reacional, é possível distinguir três etapas de evolução oxidativa classicamente dividida em iniciação, propagação e terminação^3,4,5,6,7

- Oxidação Enzimática
A oxidação lipídica pode ocorrer por catálise enzimática, nomeadamente por ação da lipoxigenase. Esta enzima atua sobre os ácidos graxos poli-insaturados (como ácidos linoleíco e linolênico, e seus ésteres), catalisando a adição de oxigênio à cadeia hidrocarbonada poli-insaturada.

Um aspecto importante da atuação da lipoxigenase é o que se relaciona com a sua capacidade para co-oxidar substratos (carotenóides, tocoferóis, clorofila, proteínas, etc.),sendo responsável pela iniciação de novos processos oxidativos⁶.

3. MÉTODOS PARA A AVALIAÇÃO DO GRAU DE OXIDAÇÃO LIPÍDICA

A avaliação do estado de oxidação de óleos e gorduras, ou seja, a medida do ranço, é uma determinação importante a nível industrial. Trata-se, em primeiro lugar, de um meio de controlar e garantir a qualidade das matérias-primas adquiridas, bem como um método de controle de qualidade dos produtos comercializados¹.

É importante estabelecer a distinção entre os testes para determinação da estabilidade oxidativa nas condições normais de armazenamento (testes de estabilidade em tempo real), e a avaliação da resistência à oxidação efetuada por testes preditivos, os quais promovem um envelhecimento acelerado (testes de estabilidade acelerados) (Fig. 1)⁴.

Utilização das análises laboratoriais como ferramentas na avaliação da oxidação de lipídios - Image 1

Figura 1 – Testes de estabilidade oxidativa⁴
Os testes acelerados, recorrendo as condições padronizadas de oxidação acelerada (oxigenação intensiva e/ou tratamento térmico permitem estimar de forma rápida a estabilidade oxidativa de uma matéria graxa ou a eficácia “teórica” de um antioxidante, isolado ou em associação¹. Uma vez que os fenômenos naturais de oxidação são processos lentos, desenrolando-se frequentemente ao longo de vários meses, os testes de estabilidade em tempo real tornam-se por vezes incompatíveis com o controle de qualidade a nível industrial⁸. Deste modo, os testes de estabilidade acelerados assumem particular importância na rotina analítica.

Análise Sensorial
Na avaliação sensorial, a coleta de amostras ao longo do tempo permite seguir o aparecimento progressivo dos produtos de degradação dos lipídios, causadores de off odors, causando o odor característico de ranço e alterações de coloração¹.
No entanto, esta análise não pode constituir por si só um método de controle. Se por um lado os diferentes constituintes de um produto influenciam a percepção, por outro a sensibilidade difere de indivíduo para indivíduo^8,4,6,10.

Análise dos Substratos da Oxidação

- Oxigênio

Os métodos de absorção de oxigênio têm por base o fato de a oxidação das gorduras e óleos se traduzir num consumo mensurável de oxigênio atmosférico⁹.

O estudo cinético do consumo de oxigênio, inerente à degradação oxidativa, permite medir a duração da fase de iniciação (período de indução) e/ou o seu alargamento sob o efeito de um agente antioxidante.

Ensaio com bomba de oxigênio (OXITEST): neste método a amostra é colocada numa bomba de aço inoxidável, a qual está ligada a um registrador de pressão. O processo oxidativo é acelerado pelo oxigênio sob pressão e pelo aquecimento Como resultado da absorção de oxigênio, a pressão no interior da bomba diminui^9,10.

O Índice de Estabilidade Oxidativa (OSI): é um método que determina a resistência relativa de gorduras ou óleos a oxidação. A análise OSI pode, por exemplo, ser usada para comparar vários óleos para para avaliar a eficácia dos antioxidantes.¹³

Análise dos Produtos Primários de Oxidação - Peróxidos
A avaliação deste parâmetro de oxidação é geralmente efetuada pela determinação do Índice de peróxidos (IP), durante os primeiros estados do processo oxidativo. A variação do nível de peróxidos ao longo do tempo ocorre de uma forma gaussiana, pelo que um nível baixo de peróxidos não constitui uma garantia de boa estabilidade oxidativa, podendo, pelo contrário, ser sinônimo de alteração pronunciada⁴.

Análise dos Produtos Secundários de Oxidação
Os peróxidos, produtos primários de oxidação, são intermediários instáveis, sobretudo a temperaturas elevadas ou em presença de metais de transição. No decurso da sua decomposição produzem-se compostos de natureza muito diversa (aldeídos, cetonas, hidroxiácidos, hidrocarbonetos, polímeros), os quais são genericamente designados produtos secundários¹.

- Compostos Voláteis
Os compostos voláteis, hidrocarbonetos (pentano, n-hexano, etano), aldeídos (pentanal, hexanal, hexenal, 2-octenal, 2-nonenal) ou cetonas (1,5-octadien-3-ona, 1-octen-3-ona), resultam da decomposição dos produtos primários do processo oxidativo (peróxidos). Aparecem numa fase bastante precoce do ciclo evolutivo e estão na origem do ranço2,4.

O hexanal é um dos compostos usualmente determinados, já que, provêm da degradação do ácido linoleíco e araquidônico, os quais fazem parte integrante de uma grande variedade de produtos¹. A determinação dos referidos produtos é vulgarmente efetuada por CG de injeção direta ou por headspace 2,11 .

Os cromatogramas obtidos nem sempre são fáceis de interpretar pelo elevado número de picos presentes.

4. AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE ANTIOXIDANTE
Os antioxidantes podem definir-se como substâncias que, numa concentração consideravelmente menor que a do substrato oxidável, retardam o ranço oxidativo, diminuindo a velocidade da reação ou prolongando o seu período de indução ^3,4,12.

A determinação da eficácia de um antioxidante corresponde frequentemente à medida do alargamento do período de indução resultante da sua adição. Esse alargamento é por vezes expresso como um índice antioxidante ou fator de proteção (Fig. 2) ⁹.

Figura 2 – Determinação da capacidade antioxidante⁹

5. CONCLUSÃO
A metodologia utilizada para a avaliação do grau de eficácia de sistemas antioxidantes é basicamente a mesma que se utiliza para a determinação da estabilidade oxidativa de sistemas lipídicos, portanto a sua interpretação poderá ser realizada em conjunto. A aplicação de técnicas analíticas diversas, da adoção de diferentes condições de ensaio e da medida de diferentes indicadores de oxidação servem como ferramenta na tomada de decisão de aspectos oxidativos e também na qualificação de fornecedores e garantia da qualidade do produto final.

A Divisão de Nutrição e Saúde Animal da Kemin® oferece soluções que englobam Qualidade da Alimentação, Nutrição, Saúde Intestinal, Controle de patógenos e Eficiência para Fábricas. Consulte nossa equipe técnica e comercial.