Avaliação das atividades antioxidante e antimicrobiana da curcumina e do pirocatecol na manutenção da qualidade do biodiesel

Introdução: O biodiesel tem sido empregado por vários países visando minimizar os efeitos da emissão de gases poluentes, e provou ser um bom substituto para o diesel derivado do petróleo por causa de sua melhor biodegradabilidade e mais baixa emissão de dióxido de carbono. Devido à sua higroscopicidade, pode ocorrer acúmulo de água durante o armazenamento de biodiesel por longos períodos de tempo, o que favorece a oxidação lipídica e a proliferação de microrganismos, com consequente perda de qualidade do biodiesel. Para controlar a contaminação microbiana durante a estocagem do biodiesel, tem-se observado o emprego de diversas substâncias químicas com atividade biocida. Objetivos: Neste trabalho de pesquisa objetivou-se avaliar as atividades antioxidante e antimicrobiana das substâncias naturais curcumina (CC) e pirocatecol (PC) na manutenção da qualidade do biodiesel produzido a partir de diversas fontes vegetais. Método: Foram testadas várias concentrações mássicas de CC e de PC, entre 0-1,5% (m/m), na ausência e na presença de água adicionada (1%, m/m), para determinação da concentração mínima específica de agente natural com efeito fungistático para cada biodiesel. Amostras dos vários biodieseis foram então preparadas por adição de quantidades variáveis de CC ou de PC, sem e com adição de água, e a atividade antimicrobiana de cada concentração testada por aplicação dos correspondentes biodieseis em culturas em tapete de Paecilomyces variotii Bainier previamente preparadas, permitindo assim determinar, após incubação, qual a melhor substância natural e quais as mínimas concentrações que produziram efeito fungistático no biodiesel. Essas concentrações mínimas de CC foram adicionadas a cada um dos biodieseis, na presença de 1% (m/m) de água adicionada, tendo os biodieseis sido inoculados deliberadamente com o mesmo fungo filamentoso e armazenados em frascos âmbar envolvidos com papel de alumínio, a 25 °C. Cada biodiesel foi então analisado ao longo do tempo de armazenamento, a intervalos pré-determinados de 0, 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias, quanto ao índice de refração, tempo de indução da oxidação lipídica e presença de células viáveis do fungo filamentoso. Resultados e Discussão: A adição combinada de 1% (m/m) de água e uma baixa concentração mássica de CC (i.e., 0,2% (m/m) para o biodiesel de óleo residual de fritura, 0,5% (m/m) para o biodiesel de óleo de soja, 0,1% (m/m) para o biodiesel de óleo de semente de algodão, 0,5% (m/m) para o biodiesel de óleo de semente de gergelim, 0,2% (m/m) para o biodiesel de óleo de amêndoa de macaúba, e 0,2% (m/m) para o biodiesel de óleo de microalgas) foram aquelas variáveis processuais que promoveram a melhor inibição do crescimento microbiano. Os tempos médios de indução da oxidação lipídica dos biodieseis adicionados com quantidades variáveis (mínimas) de CC e 1% (m/m) de água sofreram um aumento generalizado quando comparados com os dos seus homólogos puros. Exceto para o biodiesel produzido a partir de óleo de soja, que sofreu uma redução de 16% no tempo de indução da oxidação lipídica após adição de CC, significando que este biodiesel foi mais suscetível à oxidação após a adição combinada de água e CC, todos os outros biodieseis provaram ser mais resistentes à oxidação, com aumentos significativos nos seus tempos de indução da oxidação lipídica. Adicionalmente, o biodiesel puro produzido a partir do óleo de amêndoa de macaúba provou ser muito resistente à oxidação, exibindo períodos de indução da oxidação lipídica superiores a 60 h, tornando irrelevante a adição de qualquer antioxidante. Ainda mais, a adição de CC a este biodiesel catapultou a indução da oxidação lipídica para mais de 140 h. Assim, este biodiesel foi descontinuado dos estudos subsequentes. O mesmo aconteceu ao biodiesel produzido a partir de óleo de microalgas, devido à dificuldade de obtenção em grandes quantidades deste biodiesel ainda experimental. Estes resultados demonstram claramente o potencial da adição da CC aos biodieseis na prevenção tanto da oxidação como do crescimento microbiano. Exceto para o biodiesel produzido a partir de óleo residual de fritura, no qual se verificou uma marcada diminuição na estabilidade oxidativa ao longo de todo o período de armazenamento, todos os outros biodieseis provaram ser mais resistentes à oxidação após a adição de CC, exibindo apenas ligeiros decréscimos ao longo do tempo nos seus tempos de indução da oxidação lipídica. O biodiesel produzido a partir de óleo de semente de gergelim exibiu uma elevada estabilidade oxidativa, que se manteve ao longo de todo o período de armazenamento. A ligeira/marginal tendência de aumento do índice de refração durante o armazenamento dos vários biodieseis reflete a manutenção das suas propriedades físicas, o que foi confirmado pela estabilidade oxidativa atingida após a adição de CC a todos os biocombustíveis. Os biodieseis adicionados com CC mantiveram um ambiente hostil que impediu o crescimento microbiano, o que foi confirmado pelos resultados negativos obtidos através da pesquisa microbiológica para a presença de células microbianas viáveis ao longo de todo o período de armazenamento. Conclusões: A CC, em baixas concentrações mássicas, foi capaz de aumentar substancialmente os tempos de indução da oxidação lipídica de todos os biodieseis testados, providenciando estabilidade oxidativa, assim como manter ambientes hostis para fungos filamentosos contaminantes de distribuição ubíqua, como é o caso do Paecilomyces variotii Bainier. Adicionalmente, a suave tendência de aumento apenas no quarto algarismo significativo dos valores dos índices de refração de todos os biodieseis permite afirmar que as suas características iniciais se mantiveram preservadas após a adição de CC e água.