Metode de Separare sau Biodegradare a Lipidelor din Apele Rezultate din Industria Alimentară

Lipidele constituie o grupă de compuşi organici naturali, răspândiţi în toate organismele vegetale, care au caracter hidrofob şi sunt insolubile în mediu apos, dar solubile în solvenţi organici (eter, benzen, cloroform, etc.). Se acumulează mai ales în seminţele plantelor constituind rezerve nutritive şi energetice şi intră în componenţa tuturor celulelor, fiind componentele esenţiale ale membranelor celulare.

Din punct de vedere chimic, lipidele sunt esteri ai acizilor graşi saturaţi sau nesaturaţi cu diferiţi alcooli, cel mai adesea glicerolul (numite şi lipide saponificabile). În structura anumitor lipide se găsesc şi alte substanţe cum ar fi aminoalcooli şi acidul fosforic. Analiza chimică elementală arată prezenţa C, H, O, iar la unele lipide mai există N, P sau S.

Din punct de vedere biochimic, lipidele îndeplinesc următoarele funcţii în organismele

vegetale:

• Au rol plastic, intrând în structura membranelor plasmatice şi ale tuturor organitelor celulare, împreună cu proteinele asigurând funcţionalitatea acestora;

• Au rol energetic, fiind întâlnite ca substanţe de rezervă în seminţele plantelor oleaginoase, prin hidroliza lor eliberându-se o cantitate mare de energie biochimică;

• Constituie învelişul protector al organelor aeriene ale plantelor, sub formă de cuticulă sau ceară, care împiedică pierderea excesivă a apei din organismele vegetale;

• Participă direct sau indirect la diferite procese metabolice ca activatori ai unor enzime, componente ale sistemului de transport al electronilor în cloroplaste şi mitocondrii, etc;

• Reprezintă precursori importanţi pentru sinteza unor vitamine, hormoni, etc.

Un procedeu de extracţie a alipidelor trebuie să permită o solubilizare cantitativă a lipidelor într-o stare celulară nedegradată, extractele nu trebuiesc să fie contaminate cu alte componente: glucide, aminoacizi etc. Oportunitatea aplicării unui anumit procedeu de extracţie a lipidelor dintr-o anumită sursă biologică depinde de natura asociaţiilor pe care acestea le stabilesc în celulă. Se consideră că există trei tipuri de asociaţii la care lipidele participă:

a) Asociaţii Van der Waals sau hidrofobe, în care lipidele neutre sau nepolare interacţionează prin catenele lor hidrocarbonate cu alte lipide sau cu părţi hidrofobe ale proteinelor, stabilind legături necovalente. Se găsesc în: ţesutul adipos, chilomicroni, complexe albumină-acizi graşi;

b) Asociaţii constituite prin legături de hidrogen, interacţii electrostatice şi de tip hidrofob, care se găsesc în membranele plasmatice, mitocondrii, reticul endoplasmatic şi lipoproteine serice, stabilite în special între lipidele polare şi proteine;

c) Asociaţii covalente, care apar în lipopolizaharidele pereţilor celulari la bacterii şi se stabilesc între acizii graşi şi parte polizaharidică.

Lipidele din asociaţiile hidrofobe pot fi extrase cu solvenţi relativ nepolari: eter etilic, cloroform sau benzen. Lipidele din membrane pot fi extrase cu solvenţi polari: etanol, care rup legăturile de hidrogen şi interacţiile de tip electrostatic stabilite între lipide şi proteine.

Lipidele din asociaţiile covalente trebuie mai întâi scindate din complex prin hidroliză acidă sau alcalină şi apoi extrase într-un solvent adecvat.

În alegerea procedeului de extracţie trebuie luată în considerare natura chimică a lipidelor. În cazul extracţiei lipidelor din materiale vegetale, un factor care trebuie luat în considerare este degradarea enzimatică datorită fosfatidazelor şi lipazelor. Pentru a evita efecte nedorite ale acţiunii acestor enzime, se recomandă utilizarea unor amestecuri de solvenţi conţinând alcool, care le inactivează.

Alcoolul, ca parte componentă a unui amestec de solvenţi de extraţie, poate realiza disocierea complexelor lipide-proteine şi poate inactiva hidrolazele degradative.

Extracţia lipidelor prin metoda Soxhlet

Metoda se bazeazăpe proprietatea lipidelor de a se dizolva în solvenţi organici nepolari, în care alţi constituenţi ai ţesuturilor vegetale nu se dizolvă. Solvenţii utilizaţi frecvent pentru extracţie sunt: eterul de petrol, cloroformul, benzenul, tetraclorura de carbon. Această metodă prezintă avantajul de a realiza o extracţie continuă, cu aceeaşi cantitate de solvent care se recirculă. Grăsimea extrasă este grăsimea brută, deoarece pe lângă lipide mai conţine şi cantităţi mici de pigmenţi şi uleiuri eterice.

Determinarea cantităţii de grăsime extrasă se poate face pe două căi:

1. Cântărirea grăsimii extrase, după îndepărtarea solventului din balonul aparatului (metoda directă);

2. Determinarea pierderii de masă a probei de analizat, după îndepărtarea solventului (metoda indirectă).