IDENTIFICAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS EM RESÍDUOS GORDUROSOS DE EFLUENTES GERADOS EM ABATEDOURO AVÍCOLA POR CROMATOGRAFIA GASOSA DE ALTA RESOLUÇÃO ACOPLADO A ESPECTROMETRIA DE MASSAS

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Analítica

Autores

Ramos, A.C. (IFRJ) ; Barboza, J.P.L. (IFRJ) ; Moraes, J. (UFRJ) ; Pascale, N.C. (IFRJ) ; Vendramel, S.M.R. (IFRJ) ; Souza, S.L.Q. (IFRJ) ; Raices, R.S.L. (IFRJ)

Resumo

Frigoríficos e abatedouros, em geral, produzem efluentes com elevados teores de gorduras, este quando concentrado em flotadores torna-se um resíduo altamente poluidor se descartado inadequadamente no ambiente. Seu tratamento é complexo por conta de suas características. Portanto, para propor um tratamento adequado buscou-se caracterizar o mesmo quanto ao seu teor de ácidos graxos (AGs). Teve-se como objetivo a identificação e quantificação de AGs em resíduo separado no flotador de um abatedouro avícola através do uso da técnica de cromatografia gasosa de alta resolução acoplada a espectrometria de massas (CGAR-EM). O método foi otimizado e parâmetros mínimos de validação foram avaliados e considerados satisfatórios.

Palavras chaves

Ácidos graxos; flotadores; CGAR-EM

Introdução

Atualmente o Brasil encontra-se entre os maiores produtores de cárneos no cenário mundial (CAMMAROTA e FREIRE, 2006). Como consequência, um volume exacerbado de resíduos e efluentes tem sido gerado ao longo da cadeia produtiva, estes possuem elevado potencial poluidor com elevadas concentrações de proteínas e lipídeos (SILVA, 2012). Especialmente para os efluentes gerados em abatedouros avícolas, a sua alta carga de gordura exige a utilização de uma técnica de tratamento de efluentes conhecida por flotação, esta promove a separação por meio físico-químico de considerável porção gordurosa dos efluentes, a qual seria prejudicial às demais operações de tratamento para o efluente. Por conta de suas características, pode ser dado um destino inadequado a estes resíduos gordurosos avícolas (RGA) além de não se aproveitar o seu potencial para produção de metano, como geração de energia. Contudo, esse aproveitamento depende do tratamento por via biológica anaeróbia dos mesmos, o qual pode ter seu desempenho fortemente inibido por conta das altas concentrações de componentes gordurosos, ácidos graxos de cadeia longa (AGCL) e proteínas (MASSÉ et al., 2001). Portanto, o presente trabalho teve como principal objetivo desenvolver um método de identificação e quantificação de ácidos graxos em RGA oriundos de flotadores de Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) de abatedouros/frigoríficos avícolas, utilizando da técnica de cromatografia gasosa de alta resolução acoplada a espectrometria de massas (CGAR-EM). Deste modo, aliando a identificação dos AGCL nestes resíduos à caracterização por outros parâmetros físicos-químicos é possível alcançar uma avaliação mais completa do resíduo com o intuito de propor o tratamento com melhor rendimento.

Material e métodos

Adicionou-se a 1 mL da solução diluída de RGA (100x), 50μL de padrão interno (Sigma Aldrich) ácido heptadecanóico e ácido sórbico, 4 mL de metanol (MeOH/Tedia), 2 mL de diclorometano (DCM/Tedia) e uma ponta de espátula de Butil Hidroxitolueno (BHT), para proceder a extração líquido-líquido (ELL) com agitação em shaker orbital (BioSan PSU-20i) a 250 rpm/3 min. Após adicionou-se mais 2 mL de DCM, 2 mL de água Tipo I e agitou-se por 20 seg. Centrifugou-se (Thermo Scientific SVT 40R) a 10000 rpm/15min. Recolheu-se 1 mL da fração MeOH-água e 4 mL do DCM. O extrato apolar foi concentrado por sistema de arraste de N2 (Turbovap Zymark) a 40ºC e deixado em dessecador. Em seguida, ocorreu a etapa de derivatização dos AGs realizada com adição de BF3 (Sigma-Aldrich) em MeOH. A mistura foi tampada e colocada em banho seco a 95 ºC/20 min, feito adicionou-se 1 mL de hexano e 1 mL de água para a 3ª ELL, agitando-se por 20 seg. A camada apolar foi transferida para vials de 2 mL. Sendo submetidas a análise cromatográfica. A identificação e quantificação dos AGs foi feita a partir do CG-EM (Agilent Technologies, 7890A-5975C), amostrador tipo CTC PAL (Amostrador CTC PAL Sampler 120) nas seguintes condições cromatográficas: coluna, DB-FFAP 15m x 0,10mm, 0,10µm; vol. de injeção, 1 L; razão da divisão de fluxo da fase móvel no injetor, 1:100; temp. do injetor, 240ºC; fluxo da fase móvel, 0,5 mL min-1; programação do forno cromatográfico, 70ºC/1 min., com rampa de temperatura: 45ºC min-1 até 115ºC, 40ºC min-1 até 175ºC e por fim 30ºC min-1 até 240ºC mantendo por 4,23 min. Detector espectrômetro de massas em monitoramento seletivo de íons monitorando os íons específicos de cada AGs modo varredura com intervalo de massa 40-400 m/z. A avaliação de desempenho do método seguiu o DOQ-CGCRE-008.

Resultado e discussão

As curvas analíticas (CA) foram feitas com 6 níveis de concentrações ([C]) no intervalo de 2,0–500µg mL-1 (C1-C6) e 3 níveis de [C] para amostras controle, sendo 25 µg mL-1 para controle de qualidade baixo (CQb), 100 µg mL-1 para médio (CQm) e 500 µg mL-1 para alto (CQa). O teste de Grubbs (G) verificou a presença de um outlier na 3a replicata do nível C4. Após a retirada desta replicata, os demais valores de Gcalculado < Gtabelado (1,154). AS Variâncias homogêneas das amostras de C e CQs foram determinadas através do Teste de F, apresentando Fcalculado < Ftabelado (Ftabelado= 5,79, α=0,05). Verificou-se relação linear (R2>0,99) no intervalo estudado para cada uma das curvas dos AGs. Foi verificada a ausência de valores discrepantes (C1-C6), através do teste de Cochran, sendo Ccalculado< Ccrítco (0,6161, α=0,05). A linearidade foi estabelecida por regressão linear através do método dos mínimos quadrados, com padronização interna (ácido sórbico e ácido heptanóico). Amostras de C1-C6 e CQs também forma preparadas em água e após o mesmo processo analítico foi realizado o teste t pareado. Os valores tcalculado < ttabelado (2,3060 para CQs e 2,1604 para C1-C6, α=0,05), sendo verificado efeito de matriz. A repetitividade foi determinada com amostras em triplicata de CQb, CQm e CQa. O método é repetitivo, com valores de desvio padrão relativo inferiores a 10% para todos os AGs avaliados. Os valores de limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ) foram calculados, sendo estabelecido o menor nível da curva de calibração como LQ. Todas as quantificações foram determinadas em CA contendo a matriz. Na Tabela 1 foram relacionadas [C] médias dos 6 AGs encontrados nas amostras (n=24) de RGA. Os AGCL compõem em torno de 80% de AGs presentes em efluentes (MENDES, 2004).

AGs encontrados em borras industriais da planta de aves.

Conclusões

Foi possível desenvolver os métodos de quantificação dos AGs por CGAR-EM. Parâmetros mínimos de avaliação do desempenho foram avaliados e considerados satisfatórios, uma vez que os critérios de aceitação foram alcançados. O método foi otimizado e aplicado em amostras de RGA, sendo possível identificar e quantificar seis AGs presentes em resíduos oriundos dos flotadores de ETEs de um abatedouro avícola.

Agradecimentos

Ao IFRJ pela infra-estrutura e auxílio financeiro (PROCIÊNCIA/IFRJ).

Referências

CAMMAROTA, M.C; FREIRE, D.M.G, A review on hydrolytic enzymes in the treatment of wastewater with high oil and grease contente. Bioresource Technology, v. 97, n. 17, 2195-2210, 2006.

INMETRO DOQ-CGCRE-008 – Orientação sobre validação de métodos analíticos, Coordenação Geral de Acreditação, 2011.

MASSÉ, L, KENNEDY, K. J, CHOU, S. Testing alkaline and enzymatic hydrolysis pretreatments for oil particles in slaughterhouse wastewater. Journal Bioresource Technology, v. 77, n. 2, 145-155, 2001.

MENDES, A.A.; Avaliação da biodegradabilidade de efluentes com alto teor de lipídeos previamente tratados com enzimas hidrolíticas. Tese (Dissertação de Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Faculdade de Engenharia Química de Lorena, FAENQUIL. Lorena, SP, Brasil, 2004.

SILVA, C. L. Análise dos impactos ambientais no oeste catarinense e das tecnologias desenvolvidas pela Embrapa Suínos e Aves. VI ENCONTRO NACIONAL DA ANPPAS, BELÉM, PARÁ, BRASIL, 2012.