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Acesso aberto (Open Access)
Produção sustentável de ésteres de óleo fúsel a partir de matérias-primas renováveis e sua aplicação como biossurfactante e como bioplastificante em filmes de poli (cloreto de vinila)
(2025-08-15) Matheus, Lucas Borges; Mendes, Adriano Aguiar; Dias, Danielle Ferreira; Oliveira, Julieta Rangel de
Este trabalho teve como objetivo sintetizar ésteres de óleo fúsel por meio de uma rota sustentável, utilizando lipases imobilizadas na reação entre ácidos graxos e óleo fúsel. Além disso, buscou-se avaliar a aplicação desses ésteres como bioplastificantes e biossurfactantes. Inicialmente, procedeu-se à imobilização da lipase em suporte orgânico de poli(estireno-divinilbenzeno). Em seguida, aplicou-se um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para otimização das condições reacionais, considerando temperatura, razão molar Ácido graxo: Óleo fúsel (AG:OF) e concentração de biocatalisador imobilizado. Também foram realizados ensaios para avaliar a influência do tempo para a reação com ácido decanoico, reusos do biocatalisador imobilizado, caracterização estrutural dos ésteres por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), análise de estabilidade térmica dos ésteres por termogravimetria e a verificação do desempenho catalítico das lipases imobilizadas para outros ácidos carboxílicos: ácido octanoico, dodecanoico e ácidos graxos do óleo de palmiste. Além disso, avaliou-se as propriedades emulsificantes dos ésteres, e por fim, aplicou-se os ésteres em filmes de PVC para realizar testes de envelhecimento, migração e volatilidade. A imobilização resultou em carga proteica de 28,9 ± 2,4 mg·g⁻¹, indicando boa afinidade da enzima com o suporte, via ativação interfacial. As condições ótimas determinadas foram: temperatura: 35,5 °C; razão molar ácido:álcool: 1:3; e concentração de biocatalisador:25 %m.m-1. As conversões do ácido decanóico, no teste de influência do tempo, superaram 80 % e o biocatalisador imobilizado se manteve estável até seis ciclos de reuso. A síntese do éster foi confirmada por RMN de ¹³C (sinal em 173 ppm) e de ¹H (sinais em 2,3 e 4,1 ppm). O produto apresentou estabilidade térmica de até 120 °C e o biocatalisador imobilizado apresentou uma ampla seletividade para as outras matérias-primas oleaginosas. Nos filmes de PVC, o éster apresentou desempenho inferior como bioplastificante comparado ao plastificante comercial ftalato de dioctila (FDO) nos ensaios de envelhecimento, volatilidade e migração, sugerindo sua aplicação como plastificante secundário. Nos testes de emulsificação, o éster atingiu 82% de eficiência na mistura de leite e óleo de canola, superando surfactantes comerciais e demonstrando potencial como surfactante lipofílico e como agente emulsificante em formulações cosméticas e alimentícias.