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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS BIOMEDICINA – 4º PERIODO Relatório 7: Caracterização de Lipídios Ana Clara Gonçalves Pereira Ana Luiza de Oliveira Bruno Felipe Alves Puliti Outubro 2024 POÇOS DE CALDAS PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA – PUC MINAS CAMPUS POÇOS DE CALDAS GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA RELATÓRIO DE BROMATOLOGIA 2024 Aluno(a): Ana Clara Gonçalves Pereira. Grupo: Ana Clara Gonçalves Pereira, Ana Luiza de Oliveira, Bruno Felipe Alves Puliti. Prática 7: Caracterização de Lipídeos. Introdução: Este presente relatório disserta os resultados obtidos do experimento da sexta aula prática de Bromatologia, realizado no dia 02 de outubro de 2024. O experimento, auxiliado pelo Prof. Lázaro Medeiros, visou a avaliação das propriedades lipídicas, tais como solubilidade, saponificação e insaturação, permitindo o conhecimento prático das características, classificações e comportamentos de lipídeos e, assim, diferenciá-los. Os lipídios são fundamentais para fornecer e armazenar energia, proteger órgãos, compor membranas celulares, produzir hormônios e permitir a absorção de vitaminas. Os lipídios variam em estrutura e função, desempenhando papéis importantes, como armazenamento de energia, isolamento, composição de membranas celulares, formação de camadas repelentes à água em folhas e atuam na construção de hormônios, como a testosterona. Existem diversos tipos de lipídios, incluindo gorduras e óleos, ceras, fosfolipídios e esteroides. (LIPÍDIOS) Objetivo geral: Avaliar algumas propriedades dos lipídios. Objetivo específico: • Avaliar a solubilidade dos triglicerídeos em diferentes solventes; • Conhecer a reação de saponificação a partir de óleos e gorduras; • Identificar a presença de ácidos graxos insaturados em amostras de óleo. Fundamento: Teste de Solubilidade Identifica a presença de lipídios nas amostras. Para isso utiliza-se algumas substâncias como éter, água e hidróxido de sódio. Sabendo que os lipídios são moléculas apolares e conhecendo o princípio da solubilidade que "semelhante dissolve semelhante", certamente as amostras que contêm lipídios formarão soluções de apenas uma fase com as substâncias apolares; e com as substâncias polares formarão soluções onde observaremos mais de uma fase. Teste de Saponificação A reação de saponificação também é muito conhecida como hidrólise alcalina e é através dela que se dá o processo de manufatura do sabão. Em termos químicos, seria a mistura de um éster (proveniente de um ácido graxo) e uma base (hidróxido de sódio) para se obter sabão (sal orgânico). A equação apresenta esse processo: Éster + base forte → sabão + glicerol Praticamente, todos os ésteres são oriundos de óleos e gorduras, daí o porquê de se usar o óleo comestível para a confecção do sabão caseiro. Teste de Insaturação Este teste identifica a presença de ácido graxo insaturado. Ocorre uma reação de halogenação, em que o iodo reage com as duplas ligações do ácido graxo insaturado. Se houver dupla ligação, o iodo será consumido e a coloração característica da solução de iodo diminuirá de intensidade. Materiais e Métodos Os materiais utilizados para a caracterização dos lipídios foram: • Tubos de ensaios; • Óleo vegetal; • Óleo de coco; • Água; • Éter etílico; • Hidróxido de sódio (NaOH); • Solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 5%; • Lugol; • Pinça; • Pipeta graduada e pipetador; • Pipeta de Pasteur; • Capela de Exaustão. Os procedimentos realizados foram: Preparo da vidraria: • Examinar se a vidraria está limpa. Se não estiver limpa, fazer a limpeza da mesma. Teste de solubilidade: • Colocar 5 gotas de óleo vegetal e 5 gotas de óleo de coco em cada um de 3 tubos de ensaio; • Acrescentar 2 ml dos seguintes solventes: no primeiro e quarto (TUBOS 1 e 4), água (H2O), no segundo e quinto (TUBOS 2 e 5), éter etílico (H3C-CH2-O-CH2- CH3) e no terceiro e sexto (TUBOS 3 e 6), hidróxido de sódio (NaOH) 0,1M; • Agitar e observar a solubilidade da amostra nos respectivos solventes; Teste de saponificação: • Colocar em tubo de ensaio (TUBO 1) 1 ml de óleo vegetal e 1 ml de óleo de coco (TUBO 2); • Adicionar 3 ml de solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 5%; • Com o auxílio da pinça, colocar o tubo de ensaio no banho maria em ebulição por 5 min; • Após este tempo, retirar o tubo do banho-maria, novamente com a pinça, e acrescentar 5 ml de água e agitar; Teste de insaturação: • Colocar em tubo de ensaio (TUBO 1) 1 ml de óleo vegetal e 1 ml de óleo de coco (TUBO 2); • Adicionar 3 gotas de lugol e agitar levemente até que o todo o lugol se misture aos óleos; • Aquecer direto na chama CAUTELOSAMENTE, ou em banho maria a 100 ºC durante 3 min; • Observar a mudança de coloração do sistema. Resultados e Discussão Após a realização dos respectivos procedimentos, de forma adequada, os resultados obtidos foram os seguintes: Teste de solubilidade: O teste de solubilidade se baseia na lei de dissolução “semelhante dissolve semelhante”. Assim, as amostras que possuem lipídios formam soluções com apenas uma fase com substâncias apolares. Já em referência às substâncias polares, serão observadas soluções com mais de uma fase (LIPÍDIOS, p. 10) O objetivo do teste de solubilidade é determinar a capacidade de um lipídio de se dissolver em solventes orgânicos específicos, fornecendo informações sobre sua polaridade. No tubo 1, contendo óleo e água, é formada uma mistura heterogênea, isto é, o óleo é insolúvel em água (e vice-versa). Isso se deve ao fato de que a água é polar, já o óleo (que é um lipídio) é apolar. Já no tubo 2, a mistura entre óleo e éter etílico resultou em uma mistura homogênea, isto é, o éter etílico é solúvel em óleo (e vice-versa), isto é, o éter etílico é lipossolúvel. Isso se deve ao fato de ambos serem apolares (os éteres possuem baixa polaridade). O éter é um solvente orgânico que dissolve lipídios. Já no tubo 3, contendo óleo e hidróxido de sódio, é possível concluir que o NaOH é parcialmente solúvel em óleo, devido à polaridade do hidróxido de sódio. O NaOH não se dissolve diretamente no óleo por causa das diferenças de polaridade (NaOH é polar e o óleo é apolar). O NaOH pode reagir com certos componentes do óleo, como ácidos graxos livres, formando sabões (sais de ácidos graxos). Esses sabões possuem características anfifílicas, ou seja, possuem uma parte polar e uma parte apolar. A porção polar interage com o NaOH, enquanto a parte apolar interage com o óleo, o que pode facilitar uma certa "dissolução" ou dispersão do NaOH no óleo, embora não seja uma dissolução verdadeira como em água. A mistura entre óleo e hidróxido de sódio (NaOH) é parcialmente solúvel por causa das características químicas distintas dessas substâncias. Óleos são compostos apolares, enquanto o hidróxido de sódio é um composto iônico altamente polar. Substâncias polares e apolares tendem a não se misturar bem, como no caso da água e do óleo. Contudo, quando hidróxido de sódio entra em contato com o óleo em certas condições, ocorre uma reação chamada saponificação. Nesta reação, o NaOH reage com os triglicerídeos presentes no óleo (gorduras), quebrando-os em glicerol (glicerina) e sais de ácidos graxos (sabão). O sabão, que é o produto da reação, tem uma propriedade anfifílica, ou seja, uma parte polar (que se dissolve na água) e uma parte apolar (que se dissolve no óleo). Dessa forma, a mistura parece ser parcialmente solúvel porque, embora o óleo e o NaOH por si só não sejam solúveis, o sabão formado pode ajudar a dispersar o óleo em água. A presença do sabão permite que partes da mistura sejam solúveis em água, enquanto outras não, dando essa característica de solubilidade parcial. Ademais,no óleo, que é apolar, o NaOH não consegue se ionizar porque o ambiente do óleo não tem a capacidade de separar e estabilizar os íons de forma eficiente. O NaOH permanece principalmente em sua forma sólida ou não dissociada, pois o óleo não pode promover a ionização necessária. Assim, esse aspecto esbranquiçado se deve ao aspecto esbranquiçado característico do hidróxido de sódio, além de que a quebra dos triglicerídeos em ácido graxo e glicerol gera essa turbidez, caracterizando essa mistura como parcialmente solúvel. O resultado da reação de saponificação é uma molécula de glicerol e um sal de ácido graxo (sabão). Esta formação de sabão também influencia na formação de uma solução turva. No óleo, que é apolar, o NaOH não consegue se ionizar porque o ambiente do óleo não tem a capacidade de separar e estabilizar os íons de forma eficiente. O NaOH permanece principalmente em sua forma sólida ou não dissociada, pois o óleo não pode promover a ionização necessária. Figuras 1 e 2- Tubos para Teste de Solubilidade Fonte: Arquivos Pessoais Teste de saponificação: Primeiramente, a reação de saponificação consiste em uma reação de hidrólise que ocorre com ésteres de ácidos graxos (como óleos e gorduras) em um meio alcalino, com o objetivo de produzir sabão (sais de ácidos graxos). Como subproduto, forma-se o glicerol (um triálcool). Normalmente, utiliza-se hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio para essa ocorrência, que requer um nível de aquecimento para acontecer. (NOVAIS) Figura 3- Reação simplificada de saponificação Fonte: Manual da Química No tubo utilizado para a reação de saponificação, após a mistura de óleo vegetal e NaOH 5%, banho maria por 5 minutos e adição de água, foi observada a formação de uma mistura heterogênea, com mais de uma fase. Isso se deve ao fato da separação do óleo, com formação de espuma (evidenciando a formação de sabão). Figura 4- Tubo para Teste de Saponificação Fonte: Arquivos Pessoais Teste de Insaturação: O teste de insaturação se baseia O lugol é um componente importante para esta técnica. O lugol é uma solução aquosa de iodo e iodeto de potássio, cuja ocorrência de reação entre o iodo e as insaturações é um processo de halogenação, onde o iodo interage com as duplas ligações presentes nos ácidos graxos insaturados. Durante esse fato, o iodo é consumido, o que faz com que a coloração da solução contendo iodo se torne menos intensa. (PRÁTICA-..., p. 2) Figura 5- Teste de insaturação Fonte: UFPB No tubo 1, contendo óleo vegetal e lugol, após banho maria, houve mudança de cor, visto que o óleo vegetal é possui ácidos graxos insaturados em sua estrutura, isto é, lipídios que apresentam dupla ligação. O iodo possui afinidade por dupla ligação do óleo. Por isso, com o aquecimento, o iodo será consumido, reagindo com as duplas ligações, havendo degradação e consequente mudança de coloração (que diminui sua intensidade). Já no tubo 2, contendo óleo de coco e lugol, após banho maria, não houve mudança de cor, pois o óleo de coco não possui insaturações, isto é, é um lipídio saturado. Com isto, não há reação nem consumo do iodo, e a coloração permanece inalterada. Assim, de forma geral, a caracterização dos lipídios é essencial para diversas áreas, como biologia, nutrição e indústria. Biologicamente, os lipídios são fundamentais para o armazenamento de energia, estrutura celular e sinalização. Na saúde, entenda sua composição ajuda a monitorar doenças como obesidade e problemas cardiovasculares, além de orientar recomendações nutricionais. Na indústria alimentícia, uma análise de lipídios garante a qualidade e a estabilidade dos produtos. Também auxilia na descoberta de novos compostos bioativos e no diagnóstico de doenças. Por fim, na ecologia, os lipídios ajudam a estudar dietas e poluição ambiental. Figuras 5 e 6- Tubos de Saponificação antes e após adição de lugol e aquecimento Fonte: Arquivos Pessoais Conclusão: Os experimentos realizados em laboratório apresentaram os resultados previstos pelo uso dos testes, sendo esses resultados: Para o teste de solubilidade: • Tubo 1 (Óleo vegetal + Água): Formação de substância heterogênea bifásica por ser uma reação entre moléculas polares e apolares, que naturalmente se repelem. • Tubo 2 (Óleo vegetal + Éter etílico): Formação de substância homogênea pela reação entre moléculas apolares, que se dissolvem. • Tubo 3 (Óleo vegetal + Hidróxido de sódio): Formação de substância heterogênea pela reação entre moléculas polares e apolares. Para o teste de saponificação: • No tubo havia uma reação entre óleo vegetal e hidróxido de sódio (NaOH), que resultou em uma substância heterogênea com formação de espuma, deixando em evidência o sucesso no processo de saponificação. Para o teste de insaturação: • Tubo 1 (Óleo vegetal + lugol): Após a solução sair do banho maria nota-se a diferença na coloração causada pela reação entre o iodo e as duplas ligações presentes. • Tubo 2 (Óleo de coco + lugol): Após a solução sair do banho maria nota-se que a cor da solução não foi alterada, isso se dá pela falta de duplas ligações para gerar reação com o iodo. Ao final dos processos, o grupo agora apresenta mais conhecimentos acerca dos lipídeos, tal qual suas funções e possíveis aplicações. Portanto, esta prática foi bem sucedida e obteve resultados satisfatórios, permitindo a avaliação de algumas propriedades lipídicas, avaliando aspectos como solubilidade, saponificação e insaturação. A realização desses testes é fundamental para a caracterização dos lipídios, pois cada um disponibiliza uma propriedade específica. O teste de solubilidade verifica a polaridade das moléculas, confirmando a natureza apolar dos lipídios. O teste de saponificação demonstra a capacidade dos lipídios, especialmente os triglicerídeos, de se transformarem em sabão e glicerol, evidenciando sua estrutura de éster. Já o teste de insaturação indica a presença de ácidos graxos insaturados, que influenciam a reatividade química e as propriedades físicas dos lipídios. Avaliar essas propriedades é importante para entender seu comportamento em processos biológicos e industriais. Referências 1. LIPÍDIOS. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/macromolecules/lipids/a/lipids. Acesso em: 9 out. 2024. 2. LIPÍDIOS. UFPB- DBM BIOQUÍMICA MONITORIA. UFPB- DBM Bioquímica Monitoria. p. 12. Disponível em: https://docente.ifsc.edu.br/lucia.martins/MaterialDidatico/Bioquímica/Textos/Lipídio s.docx#:~:text=Este%20teste%20identifica%20a%20presença,ligações%20do%2 0ácido%20graxo%20insaturado. Acesso em: 9 out. 2024. 3. NOVAIS, Stéfano Araújo. Saponificação: o que é, processo, exemplo - Manual da Química. Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/quimica- organica/reacao-saponificacao.htm. Acesso em: 9 out. 2024. 4. PRÁTICA- CARACTERIZAÇÃO DE LIPÍDEOS. Universidade Federal da Paraíba (UFPB)- Departamento de Biologia Molecular. Disponível em: http://plone.ufpb.br/ldb/contents/documentos/caracterizacao_de_lipideos.pdf. Acesso em: 9 out. 2024. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS