BRPI0410668B1 - Método para a produção de ácidos graxos tendo um baixo teor de ácido trans-graxo - Google Patents

Description

"MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS TENDO UM BAIXO TEOR DE ÁCIDO TRANS-GRAXO" ANTECEDENTES

Campo da Invenção Um método para hidrolisar gorduras e óleos para produzir ácidos graxos tendo uma proporção baixa de ácidos graxos de trans-isômero. Especificamente, a presente inven- ção se refere a um processo para hidrolisar gorduras e óleos sob condições resultando em uma proporção baixa de ácidos graxos de trans-isômero.

Descrição da Técnica Relacionada 0 termo "ácidos graxos" é comumente pretendido se referir aos ácidos carboxilicos naturalmente encontrados em gordura animal, vegetal e óleos marinhos. Ele consiste de cadeias de hidrocarboneto, retas e longas, freqüentemente tendo 12-22 átomos de carbono, com um grupo de ácido carbo- xílico em uma extremidade. A maioria dos ácidos graxos na- turais tem o mesmo número de átomos de carbono. Os ácidos graxos podem ou não conter ligações duplas de carbono- carbono. Aqueles sem ligações duplas são conhecidos como ácidos graxos saturados, ao mesmo tempo em que aqueles com pelo menos uma ligação dupla são conhecidos como ácidos gra- xos insaturados. Os ácidos graxos saturados mais comuns são ácido palmitico (16 carbonos) e ácidos esteárico (18 carbo- nos). 0 ácido linoléico e oléico (ambos 18 carbonos) são os ácidos graxos insaturados mais comuns.

Os ácidos trans-graxos são ácidos graxos insatura- dos que contêm pelo menos uma ligação dupla na configuração trans isomérica. A configuração trans de ligação dupla re- sulta em um ângulo de ligação maior do que a configuração eis. Isto resulta em uma cadeia de carbono de ácido graxo mais prolongada mais similar àquela dos ácidos graxos satu- rados em vez daquela de ligação dupla insaturada cis conten- do ácidos graxos. A conformação da(s) ligação(ções) du- pla (s) causa(m) impacto sobre as propriedades físicas do á- cido graxo. Esses ácidos graxos contendo uma ligação dupla trans, têm o potencial de estritamente envolver e alinhar as cadeias de acila, resultando na mobilidade diminuída; por isso a fluidez é reduzida quando comparada com ácidos graxo contendo uma ligação dupla cis. Os ácidos graxos trans são comumente produzidos pela hidrogenação parcial de óleos de vegetais. Há muito tempo sabe-se que os níveis dietéticos elevados de ácidos graxos saturados estão ligados á concen- trações de colesterol de lipoproteína de baixa densidade (LDL) e total aumentada. Mais recentemente, entretanto, vá- rios estudos reportaram que uma dieta rica em ácidos graxos de trans-isômero não somente aumentou as concentrações de LDL, porém também diminuiu a concentração de colesterol de lipoproteína de densidade elevada (HDL), resultando em uma relação de colesterol total/ colesterol HDL menos favorável (Aro e outros, Am. J. Clin. Nutr., 65:1419-1426 (1997); Judd e outros, Am. J. Clin. Nutr., 59:861-868 (1994); Judd e ou- tros, Am. J. Clin. Nutr., 68: 768-777 (1998); Louheranta e outros, Metabolism 48:870-875 (1999); Mensik e Katan, N. En- gl. J. Med. 323:439-445 (1990); Muller e outros, Br. J. Nu- tr. 80:243-251 (1998); Sundram e outros, J. Nutr. 127:514S- 520S (1997). Dados recentes têm ainda demonstrado uma rela- ção dependente da dose entre o influxo de ácido graxo de trans-isômero e a relação de LDL:HDL e a magnitude deste efeito é atualmente maior para ácidos graxos de trans- isômero comparados com ácidos graxos saturados (Ascherio e outros, N. Engl. J Méd. 340:1994-1998 (1999)).

As gorduras e óleos de ocorrência natural contêm triésteres de glicerol e três ácidos graxos. Portanto, eles são referidos quimícamente como triacilgliceróis ou, mais comumente, triglicerideos. A gordura ou o óleo de uma de- terminada fonte natural é uma mistura complexa de muitos triacilgliceróis diferentes. Os óleos vegetais consistem quase totalmente de ácidos graxos insaturados, ao mesmo tem- po em que as gorduras animais contêm um percentual muito maior de ácidos graxos saturados. As gorduras e óleos são empregados em uma ampla variedade de produtos, tal como sa- bões e tensoativos, lubrificantes, e em uma variedade de ou- tros produtos alimentícios, agrícolas, industriais, e outros produtos de cuidado pessoal.

Os triacilgliceróis, como todos os ésteres, podem ser hidrolisados pra produzir seus ácidos carboxílicos e ál- coois. Os produtos de reação produzidos pela hidrólise de uma molécula de gordura ou óleo são uma molécula de glicerol e três moléculas de ácido graxo. Esta reação prossegue, a- través da hidrólise gradual dos grupos de acila no glicerí- deo, para que em qualquer determinado tempo, a mistura de reação contenha não somente triglicerídeo, água, glicerol, e ácido graxo, porém também, diglicerideos e monoglicerideos Atualmente, o processo comercial mais comumente empregado para hidrolisar gorduras e óleos é um método de tratamento a vapor de temperatura elevada, conhecido como o Processo de Hidrólise a Vapor Colgate-Emery (Brady, C., L.

Metcalfek, D. Slaboszewski, e D. Frank, JAOCS, 65:917-921 (1988)). Esse método, e modificações deste, utiliza uma re- ação de contracorrente de água e gordura sob temperaturas elevadas variando de 240°C a 315°C e pressões elevadas na faixa de 700 a 750 PSIG. Atualmente, o processo Colgate- Emery é o método mais eficiente e econômico para produção em larga escala de ácidos graxos saturados de gorduras e óleos.

Neste método, uma torre é empregada para misturar a gordura e água para aumentar a eficiência da reação de hidrólise. Ά gordura é introduzida da base de uma torre com uma bomba de alimentação de alta pressão. A água é introduzida próximo ao topo da torre em uma relação de 40-50% do peso da gordu- ra. Uma vez que a gordura aumenta apesar da descida da á- gua, uma interface de óleo-água continua é criada. É nesta interface que a reação da hidrólise ocorre. A injeção dire- ta de vapor de alta pressão aumenta a temperatura para apro- ximadamente 260°C e a pressão é mantida em 700-715 PSIG. A pressão aumentada faz com que o ponto de ebulição da água aumente, concedendo o uso de temperaturas mais elevadas, que resultam no aumento da solubilidade da água na gordura. A solubilidade aumentada da água provê uma reação de hidrólise mais eficiente. Esses processos de alta. pressão, contra- corrente, contínuos concede uma produção dividida de 98-99% de eficiência em 2-3 horas (Sonntag, JAOCS 56: 729Α-732Ά (1979)). Outra purificação do produto de ácido graxo obtido por este método é freqüentemente concluída por meios tal co- mo destilação.

Entretanto, devido às condições de reação extre- mas, este processo freqüentemente induz a degradação exten- siva dos ácidos graxos produzidos. Por exemplo, o método Colgate-Emerysso não tem sido mostrado ser eficaz na divisão de triglicerídeos sensíveis ao calor contendo ligações du- plas conjugadas, gorduras e óleos contendo hidróxi tipo óleo de rícino, óleos de peixe contendo ácidos poliinsaturados e óleos de soja elevados em gorduras insaturadas devido à for- mação de subprodutos tais como ácidos graxos de trans- isômero e a degradação dos ácidos graxos insaturados de tem- peraturas elevadas (Sonntag. JAOCS 56: 729A-732A (1979)).

Portanto, a produção de ácidos graxos de óleos vegetais (por exemplo, soja, milho e amendoim), que são geralmente eleva- das em gorduras não saturadas, não é recomendada por este método.

Alguns setores da indústria têm empregado outros métodos de hidrólise para evitar a formação de subprodutos e degradação de gordura insaturada associada com a hidrólise em temperatura elevada de alta pressão de óleos e gorduras insaturadas. Esses incluem a hidrólise de óleos insaturados os dividindo com uma base, seguido por acidulação ou por hi- drólise enzimática. Entretanto, nenhum desses métodos mos- trou produções divididas comparáveis com o processo Colgate- Emery sob condições de tempo similares.

Considerando as limitações dos métodos atuais em- pregados para a hidrólise de óleos e gorduras insaturadas, uma necessidade na técnica existe para um método eficiente de hidrólise não catalítica adequada para óleos e gorduras insaturadas, o qual produza produtos de ácido graxo com um baixo percentual de ácidos graxos de trans-isômero.

Além disso, a U.S. Food and Drug Administration iniciou o processo de requerimento de rótulos de alimentos para incluir os teores de ácido graxo de trans-isômero do alimento. Como tal, há um incentivo para os fabricantes a- limentícios diminuírem o teor de ácido graxo de trans- isômero de seus produtos. Desse modo, se desenvolveu uma necessidade de métodos de hidrólise de óleos e gorduras in- saturadas que proveem a subsistência da produção de ácidos graxos com uma proporção baixa de ácidos graxos de trans- isômero para uso como produtos alimentícios. A presente invenção direciona essas necessidades fornecendo-se um método para hidrolisar gorduras e óleos e- levados em gordura insaturada por meio da qual os produtos de ácido graxo tenham um baixo teor de ácido graxo de trans- isômero adequado para uso na indústria alimentícia.

Breve Sumário da Invenção Os métodos são fornecidos para a produção de ácido graxo pela hidrólise de uma composição contendo éster de á- cido graxo de glicerol, tal como uma gordura e/ou um óleo, sob condições de reação que resultam na produção de produtos de ácido graxo tendo uma proporção baixa de ácidos graxos de trans-isômero. 0 produto de ácido graxo de trans-isômero baixo tipicamente é também processado para primeiro separar a fase de óleo da fase aquosa e remover os ácidos graxos da fase de óleo, por exemplo, por destilação. 0 produto de ácido graxo de trans-isômero baixo pode então ser empregado como um substrato para a produção de 1,3-diacilglicerídeos. A remoção dos ácidos graxos da fase de óleo deixa uma fase de resíduo contendo éster de ácido graxo de glice- rol que pode ser reciclada para uso como um material de par- tida para reações de hidrólise subseqüentes, tipicamente misturando a fase de resíduo com composição adicional con- tendo éster de ácido graxo de glicerol.

Também fornecidos são ácidos graxos de trans- isômero baixos produzidos pela hidrólise de gorduras e/ou óleos elevados em gorduras insaturadas.

Em uma modalidade, os ácidos graxos de trans- isômero baixos são empregados na produção de produtos ali- mentícios tal como óleos culinários.

Breve Descrição dos Desenhos Figura 1 é um gráfico mostrando o aumento na for- mação de ácidos graxos de trans-isômero em várias tempera- turas e vários tempos. 280 g de óleo de soja RBD (refinado/ branqueado/ desodorizado) (0,8% de teor de trans-isômero) foram reagidos com 420g de água em 220°C (asteriscos ne- gros) , 225°C (asteriscos cinzas), 230°C (triângulos bran- cos), 235°C (quadrados cinzentos), e 250°C (losangos negros) durante 0-6 horas. A formação de trans-isômero foi determi- nada por cromatografia gasosa. Estes dados mostram que a formação de trans-isômero é dependente da temperatura e tem- po da reação.

Figura 2 é ura gráfico mostrando a relação dividida (% do ácido graxo formado) em várias temperaturas e vários tempos. 280 g de óleo de soja RBD (refinado/ branqueado/ desodorizado) (0,8% de teor de trans-isômero) foram reagidos com 420 g de água em 225°C (asteriscos cinzas) , 230°C (tri- ângulos brancos), 235°C (quadrados cinzas), e 250°C (losan- gos negros) durante 0-6 horas. O grau de hidrólise (relação dividida) foi determinado por titulação de ácidos graxos com hidróxido de potássio (KOH) . Este dado mostra que uma rea- ção de hidrólise eficiente pode ser obtida em temperaturas abaixo de 300°C em um tempo de reação razoável.

Descrição Detalhada Um novo método é fornecido para a produção de áci- dos graxos tendo teor de ácido graxo de trans-isômero baixo através da hidrólise das composições contendo éster de ácido graxo de glicerol, tais como gorduras e/ou óleos.

Como empregado aqui, o termo "hidrólise" refere-se à separação de uma composição contendo éster de ácido graxo de glicerol, tal como um material de partida de gordura ou óleo, em seus componentes de glicerina e ácido graxo reagin- do-se o material de partida com água. Em uma modalidade pre- ferida, essa reação é não catalítica. A reação de hidrólise pode ser conduzida em um mé- todo batelada, continuo ou semi-contínuo, dependendo da ne- cessidade do usuário.

Os métodos de hidrólise bateladas referem-se ao método tomando todos os reagentes no inicio da reação de hi- drólise e os processando de acordo com um curso predetermi- nado de reação durante o qual nenhum material é alimentado dentro ou removido do reator batelada {Perry's Chemical En- gineers ' Handbook, p. 4-25, Sexta Edição (1984)).

Os métodos de hidrólise contínuos referem-se aos métodos nos quais os reagentes são introduzidos na reação e os produtos são simultaneamente retirados da reação em uma maneira contínua. Este método é comumente empregado em ins- talações produção de larga escala (Perry's Chemical Engine- ers ' Handbook, p. 4-25, Sexta Edição (1984)).

Os métodos de hidrólise semi-contínuos referem-se aos métodos que não são nem bateladas nem contínuos em espé- cie. Em uma modalidade, alguns dos reagentes são alterados no início, e os reagentes restantes são introduzidos e a re- ação prossegue. Em outras modalidades, os produtos de rea- ção são removidos continuamente do reator (Perry's Chemical Engineers' Handbook, p. 4-25, Sexta Edição (1984)). A reação de hidrólise pode incorporar um método de fluxo de contracorrente ou de agitação para aumentar a efi- ciência da reação. Isto pode ser feito ou por meios mecâni- cos ou pelo método de contracorrente, descrito no método Colgate-Emery. A quantidade de água empregada na reação de hidró- lise é com base no peso do material de partida. Uma modali- dade da invenção utiliza um mínimo de três mols de água para cada um mol de material de partida. Em uma modalidade pre- ferida, a relação de água para material de partida é 1,5 g de água para 1 g de material de partida. A reação de hidrólise pode ser realizada durante uma faixa de temperatura de cerca de 200°C a cerca de 300°C.

Uma faixa de temperatura preferida para hidrólise é de cerca de 220°C a cerca de 250°C. Uma faixa de temperatura mais preferida para hidrólise é de cerca de 225°C a cerca de 235°C. Uma temperatura ainda mais preferida para hidrólise é cerca de 230°C. A reação de hidrólise pode ser realizada em um mé- todo batelada durante uma faixa de tempo de cerca de 0 hora a cerca de 6 horas. Uma faixa de tempo preferida para hi- drólise batelada é de cera de 2 horas a cerca de 4 horas.

Um tempo mais preferido para hidrólise batelada é cerca de 3 horas. Entretanto, os métodos semi-contínuos e contínuos consideram o processamento perpétuo devido a introdução con- tínua dos materiais de partida e água à reação.

Os termos "produção dividida" e "relação dividida" são empregados alternadamente e se referem ao percentual de três ácidos graxos produzidos pela reação de hidrólise. Co- mo empregado aqui, os termos se referem ao teor de ácido . graxo da fase de óleo.

As frases "produção dividida elevada" ou "hidróli- se eficiente" são alternáveis e definidas como produções di- vididas maiores do que 80%. Mais preferivelmente, a produ- ção dividida produzida pelo processo da invenção é maior do que 90%, mais preferivelmente maior do que 91%, mais prefe- rivelmente maior do que 92%, mais preferivelmente maior do que 93%, mais preferivelmente maior do que 94%, mais prefe- rivelmente maior do que 95%, mais preferivelmente maior do que 96%, mais preferivelmente maior do que 97%, mais prefe- rivelmente maior do que 98%, mais preferivelmente maior do que 99%.

Os ácidos graxos com um teor de ácido graxo de trans-isômero baixo, podem também ser obtido com produções divididas baixas. Por exemplo, os ácidos graxos com um bai- xo teor de ácido graxo de trans-isômero são produzidos por uma reação de hidrólise com uma produção dividida menor do que 80%, com uma produção dividida menor do que 70%, com uma produção dividida menor do que 60%, com uma produção dividi- da menor do que 4 0%, ou com uma produção dividida menor do que 20%.

Os materiais de partida que podem ser empregados nesta invenção variam amplamente. Para os propósitos desta, os materiais de partida incluem um ou mais óleos ou gorduras refinados ou não refinados, branqueados ou não branqueados e/ou desodorizados ou não desodorizados. As gorduras ou ó- leos podem compreender uma única gordura ou óleo ou combina- ções de mais do que uma gordura ou óleo. Além disso, as gorduras ou óleos ou podem ser saturadas, monoinsaturadas ou poliinsaturadas ou qualquer combinação destes. 0 termo "sa- turado"’ se refere à presença de ligações duplas de carbono- carbono'na cadeia de hidrocarboneto. Em uma modalidade pre- ferida, o material de. partida é óleo vegetal monoinsaturado ou políínsaturado. Em uma modalidade particularmente prefe- rida, o material de partida é um óleo vegetal poliinsatura- do. 0 um ou mais óleos ou gorduras não refinados e/ou não branqueados podem compreender gordura de manteiga, man- teiga de cacau, substitutos de manteiga de cacau, gordura de illipé, manteiga de garcinia, gordura de leite, gordura de mowrah, manteiga de phulwara, gordura de sal, gordura de shea, sebo de Bornéo, banha de porco, lanolina, banha de carne de vaca, banha de carne de carneiro, banha ou outras gorduras animais, óleo de canola, óleo de rícino, óleo de côco, óleo de coriandro, óleo de milho, óleo de caroço de algodão, óleo de avelã, óleo de semente de cânhamo, óleo de linhaça, óleo de caroço de manga, óleo de meadowfoam, óleo de mocotó, azeite de oliva, óleo de palma, óleo de semente de palma, oleína de palma, estearina de palma, oleína de se- mente da palma, estearina de semente de palma, óleo de amen- doim, óleo de colza, óleo de farelo de arroz, óleo de cárta- mo, óleo de sasanqua, óleo de soja, óleo de semente de gi- rassol, resina de pinheiro, óleo do camellia, óleos vege- tais, óleos marinhos que podem ser convertidos em gorduras sólidas ou plásticas, tal como savelha, óleo de peixe-de- carvão-do-pacífico, óleo de fígado de bacalhau, óleo bruto de laranja, óleo de sardinha, rebanho de felpa, óleos de ba- leia e arenque, ou combinações destes. A frase "elevado em gorduras insaturadas" inclui gorduras e óleos, ou misturas destes, com um valor de iodo maior do que 110 como determinado pelo método Wijs. 0 termo "valor de iodo" é definido como uma medição da quantidade total de ligações duplas insaturadas presentes em uma gordu- ra ou óleo. Em uma modalidade preferida, a gordura ou óleo submetidos à hidrólise de acordo com a presente invenção tem um valor de iodo acima de 120, mais preferivelmente acima de 130, mais preferivelmente acima de 135, e mais preferivel- mente acima de 140. O termo "ácido graxo" como empregado aqui é apli- cado amplamente aos ácidos carboxílicos que são encontrados em gorduras animal, vegetal e óleos marinhos. Eles podem ser encontrados naturalmente nas formas saturadas, mono- insaturadas ou poliinsaturadas. A configuração geométrica natural de ácidos graxos é a configuração de cís-isômero. A configuração de cis-isômero contribui significantemente com a liquidez desses ácidos. O termo "ácidos graxos de trans-ísômero" é defini- do como ácidos graxos insaturados que contêm pelo menos uma ligação dupla na configuração trans-isomérica. Como empre- gado aqui, as frases "proporção baixa de ácido graxo de trans-isômero" ou "teor de ácido graxo de trans-isômero bai- xo", significam que a proporção dos ácidos graxos de trans- isômero, encontrada no produto de ácido graxo da reação de hidrólise da presente invenção é menor do que 6% da composi- ção de ácido graxo total do produto de ácido graxo. Em uma modalidade preferida, o teor de ácido graxo de trans-isômero dos ácidos graxos produzidos pela hidrólise da invenção é menor do que 5% do produto de ácido graxo total, mais prefe- rivelmente menor do que 4%, mais preferivelmente menor do que 3%, mais preferivelmente menor do que 2%, mais preferi- velmente menor do que 1,5%. 0 termo "produto de ácido graxo" como empregado aqui se refere ao produto da reação de hidrólise que compre- ende o componente de ácido graxo livre do material de parti- da. Em uma modalidade preferida, o processo da invenção produzirá um produto de ácido graxo com menos do que 3% de aumento no teor de ácido graxo de trans-isômero quando com- parado com o teor de ácido graxo de trans-isômero do materi- al de partida, mais preferivelmente menos do que 2,5% de au- mento, mais preferivelmente menos do que 2% de aumento, mais preferivelmente menos do que 1,5% de aumento, mais preferi- velmente menos do que 1% de aumento.

Em outra modalidade, o processo da invenção ainda inclui separar os ácidos graxos livres (contidos na fase de óleo) da mistura de reação (fase aquosa). Como empregado aqui, o termo "fase de óleo" se refere à fase não aquosa do produto da reação de hidrólise. Inicialmente, a fase de ó- leo deve ser separada da fase aquosa. Os métodos comuns de separação incluem centrifugação, destilação ou sedimentação.

Sob separação as fases de óleo e aquosa, os ácidos graxos livres são ainda separados dos outros componentes da fase de óleo. Isto é concluído por destilação da fase de óleo, que resulta na produção de uma fase destilada (contendo os áci- dos graxos livres) e uma fase de resíduo.

Em outra modalidade, a fase de resíduo do processo de destilação, compreendida principalmente de mono- acilglicerídeos, diacilglicerídeos e triacilglicerídeos, po- de ser ainda processada para extrair os ácidos graxos adi- cionais. Este outro processamento inclui reciclar o produto de residuo novamente através do processo de hidrólise.

Em outra modalidade, os produtos de ácido graxo desta invenção podem ainda ser processado para produzir áci- do graxo de trans-isômero baixo, saturado baixo. Este outro processamento inclui acoplar o método de hidrólise descrito aqui com um método para remover os ácidos graxos saturados através de cristalização em temperatura baixa. Mais parti- cularmente, o processo inclui a mistura do produto de ácido graxo com um modificador de cristal de éster de poliglicerol e submeter a mistura à hibernação a fim de separar os ácidos graxos saturados dos ácidos graxos insaturados. Como empre- gado aqui, o termo "hibernação" se refere ao processo para resfriar o óleo a temperaturas baixas até que as moléculas de ponto de fusão elevado formem partículas sólidas grandes o bastante para serem filtradas. A hibernação é uma forma especializada do processo total de cristalização fracionada.

Em uma modalidade particularmente preferida, os ácidos graxos produzidos pelos métodos da presente invenção são empregados para preparar 1,3-diacilglicerol. Especifi- camente, os produtos de ácidos graxos da reação de hidrólise da presente invenção são tratados com uma enzima, tal como uma lipase, que catalisa a esteríficação ou transesterifica- çâo dos ésteres terminais nas posições 1 e 3 de um gliceri- deo. Os produtos de esterificação ou transesterificação po- dem ser ainda empregados na produção de produtos alimentí- cios .

Em uma modalidade alternativa, os ácidos graxos produzidos pelos métodos da presente invenção são ainda pro- cessados por hidrogenação. Como empregado aqui, a hidroge- nação se refere à adição de hidrogênio às ligações duplas de ácidos graxos insaturados. Esta reação é realizada reagin- do-se o produto de ácido graxo com hidrogênio gasoso em pressão e temperatura elevadas.

Em uma outra modalidade, a presente invenção está direcionada a uma composição de ácido graxo tendo uma pro- porção baixa de ácidos graxos de trans-isômero preparados pelos métodos da invenção.

Em outra modalidade, a presente invenção está di- recionada a um óleo culinário contendo as composições baixas de ácido graxo de trans-isômero da presente invenção.

Em ainda outra modalidade, a presente invenção es- tá direcionada a alimentos contendo as composições baixas de ácido graxo de trans-isômero da presente invenção.

EXEMPLOS

Os exemplos descritos abaixo mostram que o materi- al de partida elevado em gorduras insaturadas podem ser hi- drolisados não cataliticamente para produzir um produto de ácido graxo com teor de ácido graxo de trans-isômero baixo.

Os seguintes exemplos são somente ilustrativos e não é pre- tendido limitar o escopo da invenção como definido pelas reivindicações anexas.

Exemplo 1 280 g de óleo de soja RBD (refinado/ branqueado/ desodorizado) (0,8% de teor de trans-isômero) e 420 g de á- gua foram reagidos em um reator de alta pressão de 1-L com agitação de 1050 rpm para a determinada temperatura e deter- minados tempos. O teor de ácido graxo de trans-isômero foi determinado por análise de cromatografia gasosa.

Figura 1 resume os resultados. Após 6 horas em 250°C, o teor de ácido graxo de trans-isômero foi 6% (losan- gos negros). Após 6 horas em 235°C, o teor de ácido graxo de trans-isômero foi 2,3% (quadrados cinzas). Após 6 horas em 230°C, o teor de ácido graxo de trans-isômero foi 2,1% (triângulos brancos) . Após 6 horas em 225°C, o teor de áci- do graxo de trans-isômero foi 1,8% (asteriscos cinzas). Os resultados deste exemplo demonstram que se controlando a temperatura e o tempo da reação de hidrólise, um produto de ácido graxo pode ser obtido com teor de ácido graxo de trans-isômero baixo.

Exemplo 2 280 g de óleo de soja RBD (refinado/ branqueado/ desodorizado) (0,8% de teor de trans-isômero) e 420 g de á- gua foram reagidos em um reator de alta pressão de 1-L com agitação de 1050 rpm para a determinada temperatura e deter- minados tempos. A produção dividida foi determinada por ti- tulação de ácidos graxos com hidróxido de potássio.

Figura 2 resume os resultados. Após 3 horas em 250°C, a produção dividida foi 95% (losangos negros). Após 3 horas em 235°C, a produção dividida foi 95% (quadrados cinzas) . Após 3 horas em 230°C, a produção dividida foi 93% (triângulos brancos). Após 3 horas em 225°C, a produção di- vidida foi 90% (asteriscos cinzas). Os resultados demons- tram que a hidrólise eficiente pode ocorrer em temperaturas abaixo de 300°C.

Exemplo 3 0 seguinte exemplo demonstra a capacidade de ainda processar o produto de ácido graxo da reação de hidrólise atualmente reivindicada reciclando-se a porção de resíduo do produto de ácido graxo após ter sido purificado por evapora- ção. 280 g de óleo de soja RBD (refinado/ branqueado/ deso- dorizado) {0,8% de teor de trans-isômero) foram reagidos com 420 g de água em um reator de alta pressão de 1-L. Após 3 horas de reação em 230°C, a relação dividida e o nível de trans-isômero foram determinados ser 92% e 2,1%, respectiva- mente. A fase superior da reação de hidrólise (porção de ácido graxo) foi separada e purificada por destilação. O destilado e resíduo foram 87 partes e 13 partes, respectiva- mente. O destilado foi 99% de ácido graxo puro. O resíduo foi reciclado novamente pela etapa de divisão de gordura du- rante 5 ciclos. Durante as 5 etapas de reciclagem, a rela- ção dividida média foi 92%. Não houve nenhuma alteração significante na composição de ácido graxo, incluindo a for- mação de trans-isômero, durante os 5 ciclos.

Exemplo 4 O óleo de soja RDB (refinado/ branqueado/ desodo- rizado) (0,8% de teor de trans-isômero) e água foram reagi- dos em um reator de alta pressão de 1-Gal em 230°C e as a- mostras foram retiradas a cada 15 minutos enquanto o óleo e a água eram alimentados no reator contínuamente durante 30 horas. A fase superior da amostra retirada foi separada e submetida à destilação para recuperação do produto de ácido graxo. A porção de resíduo foi reciclada novamente no rea- tor como uma parte do alimento de óleo. A relação dividida e teor de ácido graxo de trans-isômero nos produtos de ácido graxo finais foram determinados, a relação dividida média foi cerca de 80% e o teor de trans-isômero foi 1,8%.

Todas as publicações mencionadas acima estão aqui incorporadas por referência em sua totalidade.

Ao mesmo tempo em que a invenção anterior foi des- crita em alguns detalhes para o propósito de esclarecimento e entendimento, será apreciado por alguém versado na técnica formar uma versão desta descrição que várias alterações na forma e nos detalhes possam ser feitas sem afastar-se do verdadeiro escopo da invenção e reivindicações anexas.

Claims (64)

1. Método para produzir ácidos graxos CARACTERIZADO pelo fato de compreender hidrolisar uma compo- sição contendo éster de ácido graxo de glicerol sob condi- ções de reação resultando em ácidos graxos tendo uma propor- ção baixa de ácidos graxos de trans-isômero, em que: as referidas condições de reação são tempo de hi- drólise e temperatura de hidrólise, a referida temperatura de hidrólise sendo mantida dentro da faixa de 220°C a 250°C durante a hidrólise e a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol sendo hidrolisada durante um tempo de hi- drólise de 1 a 6 horas; o produto de ácido graxo tem um teor de ácido gra- xo de trans-isômero menor do que 6%; o método adicionalmente compreendendo separar o produto de ácido graxo dentro de uma fase de óleo e uma fase aquosa; o método adicionalmente compreendendo destilar a fase de óleo para produzir um destilado compreendendo ácidos graxos livres e uma fase de resíduo compreendendo ácidos graxos livres, monoacilglicerídeos, di-acilglicerídeos e triacilglicerideos; e o método adicionalmente compreendendo hidrolisar a fase de resíduo sob condições de reação resultando em ácidos graxos tendo uma proporção baixa de ácidos graxos de trans- isômero.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura é de 23 0°C du- rante a hidrólise.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol é hidrolisada durante 2 a 4 ho- ras .

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol é hidrolisada durante 3 horas.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol compreende uma mistura de óleos ou gorduras insaturadas e saturadas.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol compreende um óleo vegetal.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o óleo de vegetal é selecio- nado de um grupo consistido em óleo de canola, óleo de ríci- no, óleo de coco, óleo de coriandro, óleo de milho, óleo de caroço de algodão, óleo de avelã, azeite de oliva, óleo de palma, óleo de amendoim, óleo de colza, óleo de farelo de arroz, óleo de cártamo, óleo de soja e óleo de semente gi- rassol .

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o óleo vegetal é óleo de so- ja.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol compreende uma mistura de gordu- ras insaturadas.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol compreende um óleo vegetal.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o óleo vegetal é selecionado do grupo consistido em óleo de canola, óleo de rícino, óleo de côco, óleo de coriandro, óleo de milho, óleo de caroço de algodão, óleo de avelã, azeite de oliva, óleo de palma, óleo de amendoim, óleo de colza, óleo de farelo de arroz, óleo de cártamo, óleo de soja e óleo de semente girassol.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o óleo vegetal é óleo de so- ja.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um teor de ácido graxo de trans-isômero menor do que 5%.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um teor de ácido graxo de trans-isômero menor do que 4%.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um teor de ácido graxo de trans-isômero menor do que 3%.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um teor de ácido graxo de trans-isômero menor do que 2%.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um teor de ácido graxo de trans-isômero menor do que 1,5%.

18. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que resulta em uma produção divi- dida elevada.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção divida elevada é maior do que 80%.

20. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 90%.

21. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 91%.

22. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 92%.

23. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 93%.

24. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 94%.

25. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 95%.

26. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 96%.

27. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 97%.

28. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 98%.

29. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção dividida elevada é maior do que 99%.

30. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um aumento menor do que 3% no teor de ácido graxo de trans- isomêro quando comparado com a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol.

31. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um aumento menor do que 2,5% no teor de ácido graxo de trans-isomêro quando comparado com a composição contendo és- ter de ácido graxo de glicerol.

32. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um aumento menor do que 2% no teor de ácido graxo de trans- isomêro quando comparado com a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol.

33. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um aumento menor do que 1,5% no teor de ácido graxo de trans-isomêro quando comparado com a composição contendo és- ter de ácido graxo de glicerol.

34. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto de ácido graxo tem um aumento menor do que 1% no teor de ácido graxo de trans- isomêro quando comparado com a composição contendo éster de ácido graxo de glicerol.

35. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as condições de reação são controladas para reduzir a degradação térmica da composição contendo éster de ácido graxo de glicerol de óleo e gordura.

36. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a hidrólise da composição contendo éster de ácido graxo de glicerol é realizada em um reator batelada.

37. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a reação de hidrólise da com- posição contendo éster de ácido graxo de glicerol é realiza- da em um reator semi-continuo.

38. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a reação de hidrólise da com- posição contendo éster de ácido graxo de glicerol é realiza- da em um reator continuo.

39. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a agitação é empregada para aumentar a eficiência da reação de hidrólise.

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, CARACTERIZADO pelo fato de que a agitação é por meios mecâ- nicos.

41. Método, de acordo com a reivindicação 39, CARACTERIZADO pelo fato de que a agitação é por fluxo de contracorrente.

42. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a fase de óleo compreende um ácido graxo com baixo teor de ácido graxo de trans-isômero.

43. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a separação é por destilação.

44. Método, de acordo com a reivindicação 43, CARACTERIZADO pelo fato do qual a destilação é realizada sob vácuo.

45. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a separação é por centrifuga- ção.

46. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a separação é por sedimenta- ção .

47. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a destilação é conduzida em um reator batelada.

48. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a destilação é conduzida em um reator continuo.

49. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a destilação é conduzida em um reator semi-continuo.

50. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que antes de hidrolisar a fase de resíduo, a fase de resíduo é misturada com composição adici- onal contendo éster de ácido graxo de glicerol.

51. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a hidrólise da fase de resí- duo é conduzida em um reator batelada.

52. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a hidrólise da fase de resí- duo é conduzida em um reator contínuo.

53. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a hidrólise da fase de resí- duo é conduzida em um reator semi-contínuo.

54. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende hi- bernar o produto de ácido graxo hidrolisado para produzir um produto de ácido graxo insaturado tendo baixo teor de trans- isômero.

55. Método, de acordo com a reivindicação 54, CARACTERIZADO pelo fato de que a hibernação compreende: (a) misturar o produto de ácido graxo com um modi- ficador de cristal de éster de poliglicerol. (b) resfriar a mistura até que os ácidos graxos livres saturados formem partículas sólidas; e (c) remover as partículas sólidas da mistura.

56. Método, de acordo com a reivindicação 54, CARACTERIZADO pelo fato de que a hibernação é conduzida em um reator batelada.

57. Método, de acordo com a reivindicação 54, CARACTERIZADO pelo fato de que a hibernação é conduzida em um reator continuo.

58. Método, de acordo com a reivindicação 54, CARACTERIZADO pelo fato de que a hibernação é conduzida em um reator semi-continuo.

59. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende es- terificar um de glicerol e um de monoacilglicerídeo com o produto de ácido graxo para produzir um 1,3- diacilglicerídeo.

60. Método, de acordo com a reivindicação 59, CARACTERIZADO pelo fato de que a esterificação é enzimática.

61. Método, de acordo com a reivindicação 59, CARACTERIZADO pelo fato de que uma lipase é empregada na es- terificação enzimática.

62. Método, de acordo com a reivindicação 59, CARACTERIZADO pelo fato de que a esterificação é conduzida em um reator batelada.

63. Método, de acordo com a reivindicação 59, CARACTERIZADO pelo fato de que a esterificação é conduzida em um reator continuo.

64. Método, de acordo com a reivindicação 59, CARACTERIZADO pelo fato de que a esterificação é conduzida em um reator semi-continuo.