Comportamento de compostos minoritários em operações de extração de óleos vegetais: dinâmica molecular usando o campo de força Martini 3 (2025)
- Authors:
- Autor USP: MADUREIRA, JUNILSON MARTINHO CANJANJA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Assunto: ÓLEOS VEGETAIS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: A busca por alternativas sustentáveis e de origem renovável tem colocado os óleos vegetais no centro de diversas inovações nas indústrias química, de alimentos e de biocombustíveis. Contudo, a otimização de processos industriais e o desenvolvimento de novos produtos dependem da compreensão detalhada das interações moleculares destes sistemas complexos. Tradicionalmente, investigar essas propriedades por métodos experimentais envolve altos custos e, muitas vezes, limitado pela resolução temporal e espacial. Nesse cenário a simulação computacional por meio de dinâmica molecular de óleos vegetais representa um avanço inovador na engenharia química e de alimentos. Ainda assim, empregar DM em óleos vegetais apresenta obstáculos: simulações totalmente atomísticas demandam um esforço computacional tão elevado que se torna inviável modelar sistemas realistas nas escalas de tempo pertinentes a processos biológicos ou industriais. Para contornar esse obstáculo, este estudo adota um modelo coarse-grained baseado no campo de força Martini 3, para investigar a perspectiva microscópica dos processos de extração de óleos vegetais, com foco na avaliação das interações moleculares entre componentes majoritários e minoritários Como principal ferramenta desta abordagem, o Martini 3 permite uma representação simplificada das moléculas, tornando possível simular sistemas de óleos vegetais em escalas maiores e por intervalos de tempo mais longos, mantendo o equilíbrio necessário entre eficiência computacional e realismo físico. Foram simulados sistemas contendo um triacilglicerol (trilinoleína), diferentes compostos minoritários (como ácidos graxos livres, monoacilgliceróis, diacilgliceróis, fosfolipídios e carotenos) e solventes utilizados na extração de óleos vegetais (água, etanol e n-hexano). Assimulações de dinâmica molecular foram efetuadas no GROMACS, a 300 K e 1 bar no conjunto NPT. Os sistemas foram equilibrados por 120 ns, seguidos de uma produção de 510 ns. Os resultados revelaram que a natureza do solvente (água, etanol ou n-hexano) influencia significativamente a conformação e a dinâmica dos lipídios, impactando diretamente na eficiência da extração. A água preservou a integridade dos fosfolipídios, enquanto o nhexano promoveu a formação de micelas. O etanol resulta em maior ordenação das moléculas em comparação com o hexano, que desestrutura as conformações finais e interage fortemente com os grupos polares da trilinoleína e do fosfolipídio. A afinidade entre os compostos minoritários e os triacilgliceróis variava de acordo com as características de cada composto minoritário. O etanol exclui a maioria dos compostos minoritários, o que pode ser favorável (por exemplo, para ácidos graxos livres) ou desfavorável (por exemplo, para o β-caroteno) do ponto de vista do processamento de óleo. Monoacilgliceróis e diacilgliceróis são particionados na bicamada fosfolipídica na operação de degomagem. Os resultados destacam a influência das moléculas de solvente no comportamento dos compostos minoritários e o seu impacto nas etapas de processamento subsequentes. Este estudo realça o potencial da dinâmica molecular como ferramenta para otimizar e compreender os processos de extração industrial, permitindo um melhor controle da qualidade e das caraterísticas dos produtos de óleo vegetal.
- Imprenta:
- Data da defesa: 01.12.2025
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ABNT
MADUREIRA, Junilson Martinho Canjanja. Comportamento de compostos minoritários em operações de extração de óleos vegetais: dinâmica molecular usando o campo de força Martini 3. 2025. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-24022026-081529/. Acesso em: 11 abr. 2026. -
APA
Madureira, J. M. C. (2025). Comportamento de compostos minoritários em operações de extração de óleos vegetais: dinâmica molecular usando o campo de força Martini 3 (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-24022026-081529/ -
NLM
Madureira JMC. Comportamento de compostos minoritários em operações de extração de óleos vegetais: dinâmica molecular usando o campo de força Martini 3 [Internet]. 2025 ;[citado 2026 abr. 11 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-24022026-081529/ -
Vancouver
Madureira JMC. Comportamento de compostos minoritários em operações de extração de óleos vegetais: dinâmica molecular usando o campo de força Martini 3 [Internet]. 2025 ;[citado 2026 abr. 11 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-24022026-081529/
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