GRASAS Y ACEITES Obtención y tecnologías

GRASAS Y ACEITES

Obtención y tecnologías

Producción e industrialización de Alimentos

Depto. de Alimentos, Escuela de Nutrición, UdelaR

Prof asist. Ing. Alim. Lucía de Oliveira

DEFINICIÓN

DEFINICIÓN ^TAG

DEFINICIÓN

• Sustancias de origen vegetal o animal formadas principalmente por triglicéridos (TAG).

• Los TAG están formados por glicerol y ácidos grasos.

DEFINICIÓN

• Sustancias de origen vegetal o animal formadas principalmente por triglicéridos (TAG).

• Los TAG están formados por glicerol y ácidos grasos.

COMPONENTES MINORITARIOS

• Fosfátidos

• Esfingolípidos

• Glucolípidos

• _Ceras

• Insaponificables

• Clorofila

• Productos de descomposición

FUNCIONES DE ACEITES Y GRASAS

RESERVA

ESTRUCTURA

TRANSPORTE

OBTENCIÓN DE GRASAS Y ACEITES

Se obtienen a partir de:

• Tejido animal

• Pulpa de frutos

• Semillas oleaginosas

OBTENCIÓN DE GRASAS Y ACEITES

Se obtienen a partir de:

• Tejido animal

OBTENCIÓN DE GRASAS Y ACEITES

Se obtienen a partir de:

• Pulpa de frutos

PLANTA DE CACAO

COCO FRUTO DE PALMA

OLIVOS

ACEITES Y GRASAS DE FRUTOS

OBTENCIÓN DE GRASAS Y ACEITES

Se obtienen a partir de:

• Semillas oleaginosas

GIRASOL

ACEITES DE SEMILLAS OLEAGINOSAS

COLZA

SOJA

MAÍZ

ACEITES DE SEMILLAS OLEAGINOSAS

MANÍ

COMPOSICIÓN EN AG DE LOS ACEITES MÁS CONSUMIDOS

Aceite de Palma Aceite de Soja Aceite de canola Aceite de girasol

C 14:0 1,1 0,04±0,5 0,1

C 16:0 44,0 10,6±0,4 3,6

5,0 – 8,0

C 18:0 4,5 4,1±0,3 1,5

2,5 – 7,5

C18:1 39,1 23,0±2,0 61,6

13 – 40

C18:2 10,2 54,5±1,5 21,7

40 – 74

C 18:3 0,4 7,2±0,8 9,6

›0,3

C 20:0 0,4 0,3±0,1 0,6

FUENTE: Fereidoon Shahidi – Bailey´s Industrial oil And Fat Products. 2005

CONSUMO MUNDIAL DE ACEITES 2015

PRODUCCIÓN MUNDIAL DE GRASAS Y ACEITES ACTUAL

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

Recepción de la

semilla Limpieza y

secado Almacenamiento Descascarado

Acondicionamiento y

molienda Prensado Extracción

por solvente Aceite crudo

1. RECEPCIÓN DE LA SEMILLA Los parámetros controlados incluyen:

• Contenido en aceite

• Contenido en proteínas

• Humedad

• Sustancias extrañas

• Semillas o granos dañados y rotos

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

1. RECEPCIÓN DE LA SEMILLA Los parámetros controlados incluyen:

• Contenido en aceite

• Contenido en proteínas

• Humedad

• Sustancias extrañas

• Semillas o granos dañados y rotos

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

2. LIMPIEZA Y SECADO

• Se elimina tierra, piedras , insectos otras impurezas con aire a contracorriente

• Se eliminan elementos metálicos con separadores magnéticos.

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

LIMPIEZA DE LA SEMILLA

3. ALMACENAMIENTO

• Una adecuada ventilación y humedad de las semillas durante el almacenamiento asegura el mantenimiento de la calidad.

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

OBTENCIÓN DE ACEITE CRUDO

4. DESCASCARADO

5. ACONDICIONAMIENTO Y MOLIENDA

• Laminación (aumenta la superficie)

• Cocción (con vapor de agua)

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

6. PRENSADO

• Por prensado se extrae de 75 – 85 % del aceite de la semilla

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

• Prensas continuas

La semilla entra y a medida que avanza el espacio es más

reducido, aumentando la presión sobre la masa.

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

https://www.youtube.com/watch?v=gxuxk2MUcBs

Prensado de las semillas

Aceite crudo de prensa Torta o expeller

Aceite crudo de extracción

Harinas proteicas

Hexano

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

7. EXTRACCIÓN POR SOLVENTE

• La torta obtenida a partir del prensado contiene 14 % de aceite.

• Debe ser acondicionar antes de entrar a los extractores a contracorriente.

• El solvente luego de realizar la extracción es recuperado por destilación.

• Las harinas proteicas se secan y se peletizan.

OBTENCIÓN DEL ACEITE CRUDO

SUB PRODUCTOS

Cáscara

Torta (harinas proteicas)

SEGÚN EL RBN SE PUEDE OBTENER:

•

17.1.5. Grasa o aceite crudo o bruto: es la grasa o el aceite no comestible que requiere un proceso de refinación para hacerlo comestible.

•

17.1.7. Refinación de grasas y aceites: en forma conjunta, son los procesos tanto físicos como químicos mediante los cuales se eliminan aquellos componentes no deseables presentes en las grasas y los aceites crudos. Estos componentes pueden resultar perjudiciales para la salud y/o comunicar características sensoriales inadecuadas al material graso. El proceso de refinación puede incluir todas o algunas de las siguientes etapas: desgomado, neutralización, blanqueo (o blanqueado), desodorización e hibernación (o winterización o frigelización).

REFINACIÓN DE ACEITE CRUDO

OBJETIVOS

1. Remover productos indeseables

2. Reducir del nivel de pigmentos

3. Aumentar la vida útil

REFINACIÓN QUÍMICA

Aceite crudo

Aceite terminado Neutralización

Winterización

Degomado

Blanqueo Desodorización

REFINACIÓN FÍSICA

Aceite crudo

Aceite terminado Winterización

Degomado Blanqueo Desodorización

DEGOMADO

Aceite crudo

Neutralización

Degomado

Gomas

DEGOMADO

OBJETIVO: REMOCIÓN DE FOSFOLÍPIDOS.

Para lograr:

• Aumentar eficiencia de etapas posteriores.

• Prevenir la sedimentación.

• Aumentar la estabilidad oxidativa.

• Aumentar la palatabilidad del producto.

• Producir de lecitina comercial

DEGOMADO

TIPOS DE DEGOMADO

• Acuoso

• Ácido – acuoso

• Ácido – base

• _Enzimático

DEGOMADO

ACUOSO

• Calentamiento a 70 – 90 °C

• Agua 1 – 2 %. Agitación suave y estacionamiento 15 – 30 min.

ÁCIDO – ACUOSO

• Calentamiento a 60 – 70 °C

• Ácido cítrico 0,005 – 0,1 % o ácido fosfórico. Mezcla intensa

• Agua 2% y enfriado 25 – 45 °C. Estacionamiento 30 – 60 min.

ÁCIDO – BASE

• Calentamiento a 70 – 90 °C

• Ácido fosfórico 0,05 – 0,2 %. Mezclado intenso

• Soda 0,1 % máx. y mezclado lento

• Agua 1 – 2 %

DEGOMADO

ACUOSO

• Calentamiento a 70 – 90 °C

• Agua 1 – 2 %. Agitación suave y estacionamiento 15 – 30 min.

ÁCIDO – ACUOSO

• Calentamiento a 60 – 70 °C

• Ácido cítrico 0,005 – 0,1 % o ácido fosfórico. Mezcla intensa

• Agua 2% y enfriado 25 – 45 °C. Estacionamiento 30 – 60 min.

ÁCIDO – BASE

• Calentamiento a 70 – 90 °C

• Ácido fosfórico 0,05 – 0,2 %. Mezclado intenso

• Soda 0,1 % máx. y mezclado lento

• Agua 1 – 2 %

Centrifugación y

Secado al vacío

DEGOMADO

Centrifugación y

Secado al vacío

DEGOMADO

ACUOSO

• Calentamiento a 70 – 90 °C

• Agua 1 – 2 %. Agitación suave y estacionamiento 15 – 30 min.

ÁCIDO – ACUOSO

• Calentamiento a 60 – 70 °C

• Ácido cítrico 0,005 – 0,1 % o ácido fosfórico. Mezcla intensa

• Agua 2% y enfriado 25 – 45 °C. Estacionamiento 30 – 60 min.

ÁCIDO – BASE

• Calentamiento a 70 – 90 °C

• Ácido fosfórico 0,05 – 0,2 %. Mezclado intenso

• Soda 0,1 % máx y mezclado lento

• Agua 1 – 2 %

Fósforo final 50 – 200 ppm

Fósforo final 5 – 10 ppm

Fósforo final 20 – 50 ppm

DEGOMADO

PRODUCTO SECUNDARIO:

• Gomas

LECITINA

NEUTRALIZACIÓN

Aceite crudo

Neutralización

Winterización

Degomado

Blanqueo

Jabones

NEUTRALIZACIÓN

OBJETIVO:

Remoción de los ácidos grasos libres (AGL).

R – COOH + NaOH R – COO ^- Na ⁺ + H ₂ O

Ácido graso Soda Jabón

NEUTRALIZACIÓN

PROCESO

1. Calentamiento del aceite 60 – 85 °C

2. Agregado de NaOH (Hidróxido de Sodio).

3. Lavado y centrifugación (eliminación de jabones).

4. Secado a 90 °C en vacío parcial (eliminación del agua)

NEUTRALIZACIÓN

PRODUCTO SECUNDARIO:

• Jabones

REFINACIÓN FÍSICA

• AGL se eliminan en la desodorización. En consecuencia, las temperaturas y tiempo de desodorización serán mayores que cuando existe etapa de neutralización.

• Temperaturas 230 – 250 °C

• Tiempo 60 – 90 min.

• No recomendada para aceites muy insaturados.

• Comúnmente utilizada en aceites con acidez elevada.

REFINACIÓN FÍSICA

REQUISITOS DEL PROCESO:

• Fósforo menor a 30 ppm

• Tiene la ventaja de que genera menos efluentes que la refinación química, lo que implica

menores costos.

BLANQUEO

Neutralización

Winterización

Blanqueo

Carotenoides, Clorofilas, compuestos con color

Desodorización

BLANQUEO

OBJETIVO:

• Eliminar las sustancias colorantes (clorofilas, xantofilas, carotenos).

• Estos compuestos no deseados son adsorbidos en tierras de blanqueo.

BLANQUEO

PROCESO

1. Calentamiento del aceite a 90 – 110 °C.

2. Mezclado del aceite con las tierras de blanqueo a vacío.

3. Filtración

WINTERIZACIÓN

Neutralización

Winterización

Blanqueo Desodorización

Ceras

WINTERIZACIÓN

OBJETIVO

• Remoción de ceras y TAG de alto punto de fusión

WINTERIZACIÓN

PROCEDIMIENTO

1. Enfriamiento lento 12 – 15 °C.

2. Reposo por 12 horas.

3. Filtración en frío.

DESODORIZACIÓN

Aceite terminado Winterización

Blanqueo Desodorización

AGL, compuestos odoríficos

DESODORIZACIÓN

OBJETIVO:

Remoción de compuestos que producen olor y sabor desagradables.

• Aldehídos

• Cetonas

• Hidrocarburos

• AGL

• Se basa en la diferencia de volatilidad entre los TAG y otros compuestos

indeseables bajo ciertas condiciones.

DESODORIZACIÓN

PROCESO

• Se realiza mediante una destilación a vacío por arrastre con vapor a elevada temperatura durante un tiempo determinado.

1. Calentamiento del aceite entre 220 – 260 °C

2. Se burbujea vapor en concentraciones de 1 – 3 % a través del aceite.

• El proceso dura entre 20 minutos a 5 horas

DESODORIZACIÓN

ACEITE DE SOJA

HIDROGENACIÓN

INTERESTERIFICACIÓN

FRACCIONAMIENTO

Modificaciones en los aceites con el objetivo de mejorar su funcionalidad

Métodos químicos

Método físico

RBN: Decreto 80/2019

HIDROGENACIÓN

OBJETIVO

• Convertir aceites líquidos en grasas semisólidas o plásticas para aplicaciones alimentarias específicas

• la estabilidad oxidativa del aceite.

FUNDAMENTO

Saturación de algunos o todos los dobles enlaces

mediante adición de Hidrógeno en presencia de

un catalizador.

POSIBLES PRODUCTOS DE

HIDROGENACIÓN PARA EL 18:3

MECANISMO DE REACCIÓN

HIDROGENACIÓN

PROCESO

• El aceite se pone en contacto con Hidrógeno y el catalizador.

• Se trabaja a elevada temperatura y presión.

• Finalmente el catalizador es separado del aceite

hidrogenado por filtración.

HIDROGENACIÓN

PROCESO

NO SELECTIVA

• P = 50 psig

• [Cat.] = 0.05 %

• T = 120 °C

SELECTIVA

• P = 5 – 14 psig

• [Cat.] =0.05 %

• T= 180 °C

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA HIDROGENACIÓN

Aumento Velocidad Selectividad Isomerización trans

Presión

+ - -

Agitación

+ - -

Temperatura

+ + +

Cantidad/Actividad de

catalizador

+ + +

HIDROGENACIÓN

HIDROGENACIÓN

APLICACIONES

• Shortening

• Grasas plastificantes

• Sustitutos de la manteca de cacao

• Margarinas

INTERESTERIFICACIÓN

OBJETIVO

• Modificar las propiedades físicas y funcionales de una mezcla de TAG. Como consecuencia se generan nuevos TAG.

FUNDAMENTO

Se basa en el intercambio de ácidos grasos entre los TAG.

• Mejora la plasticidad

• Efecto “homogeneizador de los TAG”

• Diseño de la composición de los TAG

• No ocurre isomerización de dobles enlaces.

CARACTERÍSTICAS

INTERESTERIFICACIÓN

REACCIONES

• Acidólisis

• Alcohólisis

• Transesterificación

AL AZAR

• “Randomización’’

DIRIGIDA

• Los TAG que solidifican (mayor punto de fusión) se separan.

QUÍMICA

• Catalizadores químicos

ENZIMÁTICA

• Lipasas

TIPOS DE INTERESTERIFICACIÓN

SEGÚN MODALIDAD SEGÚN TIPO DE CATÁLISIS

Randomización

INTERESTERIFICACIÓN AL AZAR

• La reacción es catalizada por Na,

NaOH, NaOCH3 (0,01 – 0,1 % m/m)

• Temperaturas entre 50 – 200 °C.

INTERESTERIFICACIÓN QUÍMICA

• La reacción es catalizada por lipasas.

• Puede presentar selectividad no especifica o selectividad 1, 3.

Condiciones

• Baja concentración de agua

• Bajas temperaturas 60 - 70 °C

INTERESTERIFICACIÓN ENZIMÁTICA

ACONDICIONAMIENTO PREVIO

• _Degomado

• Neutralizado

PROCESO

• Calentamiento del aceite

• Agregado del catalizador

INTERESTERIFICACIÓN

TRATAMIENTO POSTERIOR

• Blanqueo

• Desodorización

INTERESTERIFICACIÓN

INTERESTERIFICACIÓN

APLICACIONES

• Sustitutos para manteca de cacao

• Shortening

• Margarinas

OBJETIVO

• Ampliar la funcionalidad de la materia prima mediante la separación una fracción de alto punto de fusión (estearina) de otra fracción de menor punto de fusión (oleína).

FUNDAMENTO

Se basa en la diferencia en los puntos de fusión de diferentes TAG.

FRACCIONAMIENTO

FRACCIONAMIENTO

MATERIAL GRASO

OLEÍNA

OLEÍNA ESTEARINA

ESTEARINA

OLEÍNA ESTEARINA

Lo más común una o dos etapas.

TIPOS DE FRACCIONAMIENTO

EN SECO

• Enfriamiento gradual del aceite bajo condiciones controladas.

LANZA

(TENSOACTIVO)

• Los cristales se humedecen con una solución de

detergente o agente humectante .

HÚMEDO (SOLVENTES)

• Diferencia de solubilidad de los TAG por los

solventes.

FRACCIONAMIENTO

Material graso fundido

Disminución de la

temperatura

Nucleación Cristalización

Crecimiento de los

cristales Filtración

Separación de fases

• Velocidad de enfriamiento

• _Agitación

• Filtro

• _Panta

FACTORES QUE INFLUYEN EL EN PROCESO

FRACCIONAMIENTO

APLICACIONES

• Aceites para frituras

• Sustitutos para manteca de cacao

• Shortening

• Margarinas

SHORTENING

• Producto 100 % graso formulado con grasas animales y/o aceites vegetales.

FUNCIONES

• Suavizar masas horneadas

• Otorgar brillo exterior a productos horneados

• Mejorar la retención de humedad.

• Mejora aireación y retención de CO

₂

en panificados

MARGARINA Y UNTABLES

• Son emulsiones de agua en aceite que pueden contener otros ingredientes. La relación agua en aceite en la margarina es aproximada de 20:80.

ETAPAS DE ELABORACIÓN

• Preparación de la fase acuosa y de la fase grasa.

• Pesada y mezcla de ambas fases.

• Emulsionado.

• Enfriado y cristalización.

• _Amasado.

• Envasado.

ALTERNATIVAS A LA MANTECA DE CACAO

• Equivalentes de manteca de cacao (CBE)

• Sustitutos de manteca de cacao (CBS)

• Remplazos de manteca de cacao (CBR).

BIBLIOGRAFÍA

 FAO/OMS. Código Internacional de Prácticas de Higiene Recomendado. Principios Generales de Higiene de los Alimentos. 2003. CAC/RCP1-1969, Rev 4.

 BADUI DERGAL, S. (2006). QUIMICA DE LOS ALIMENTOS (4a. ed.). MEXICO: PEARSON EDUCACION.

 Damodaran, S., Parkin, K. L., & Fennema, O. R. (2008). Fennema Química de los alimentos (3a. ed.). Barcelona: Acribia.

 Belitz, H., Grosch, W., & Schieberle, P. (2009). Química de los alimentos: (4a. ed.). Barcelona: Acribia

 Reglamento Bromatológico Nacional aprobado por el Decreto 315/94 del 5 de Julio de 1994, actualizado a Febrero/2017. 6ta Edición.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN