FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

ACEITES GRASAS COMESTIBLES

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II

MSc. VICTORIA ANCASI CONCHA

GENERALIDADES

Junto con las proteínas y los hidratos de carbono, las grasas y aceites constituyen uno de los tres tipos fundamentales de materias orgánicas que componen los organismos vivos, es decir, son elementos imprescindibles para la vida.

Cuando hablamos de "grasas y aceites" en realidad nos estamos refiriendo a los triglicéridos: glicerol con los ácidos grasos, que se encuentran presentes en las semillas de los vegetales y también en los tejidos animales.

GENERALIDADES

El termino lípido engloba los triglicéridos, esteroles, fosfátidos, ácidos grasos libres, alcoholes grasos, terpenos, vitaminas liposolubles , etc. Se denominan aceites a las grasas líquidas a temperatura ambiente, que son las que tiene una elevada proporción de ácidos grasos insaturados, y por tanto suelen ser de origen vegetal o marino. No obstante, algunas grasas vegetales son sólidas por ser muy saturadas.

ACEITES: Líquidos a 20ºCGRASAS: Sólidos a 20ºC

ESTRUCTURA QUIMICA DE ACEITES Y DE GRASAS

Todas las grasas están formadas por una combinación de ácidos grasos: saturados, monoinsaturados y poliinsaturados, pero generalmente predomina uno de ellos.

Las grasas y aceites ingeridos en la dieta y presentes en el organismo se encuentran en forma de triglicéridos y el resto está formado por colesterol, ceras y fosfolípidos.

ÁCIDOS GRASOS.

Los ácidos orgánicos son sustancias que contienen el grupo carbonilo –COOH. Este grupo es ionizable en un anión ácido –COO- y un protón H+, y de ahí el nombre.

Los ácidos grasos son los ácidos orgánicos que aparecen formando parte importante de las grasas contenidas en tejidos animales y vegetales, y tienen como características adicionales, como constar de una cadena de carbonos que es lineal (sin ramificaciones), larga (10 carbonos o superior, hasta 24 carbonos) .

Los ácidos grasos pueden tener sólo enlaces simples carbono-carbono, en cuyo caso se denominan “saturados”, o pueden tener uno o más dobles enlace dispuestos como se detallará a continuación.

Ejemplo: El acido esteárico tiene 18 carbonos unidos por enlaces simples, saturados:

Ejemplo: Por otra parte el ácido oleico tiene 18 carbonos con 1 doble enlace en el carbono 9, contando desde el grupo carbonilo (el –COOH es el carbono 1).

ÁCIDOS GRASOS MONO, Y DIINSATURADOS Los mono y digliceridos son importantes como

emulsificantes. Estos ácidos contienen una ó dos insaturaciones en la cadena carbonada. Como ya se ha dicho, las insaturaciones son contiguas y separadas por un carbono saturado.

Acidos Grasos más importantes:

Los ácidos grasos saturados son bastante estables al calor y la oxidación y las grasas saturadas experimentan pocos fenómenos de descomposición o degradación debidas a reacciones en la cadena carbonada. Por ello las grasas saturadas son buenas para freír y conservar y por ello algunos aceites insaturados se hidrogenan para convertirlos en grasas saturadas con vistas a su estabilización y a prolongar su vida.

La cadena carbonada con una o más insaturaciones es más reactiva y puede reaccionar con el oxígeno del aire para dar peróxidos e hidroperóxidos que transmiten a los alimentos olor y sabor a “rancio”.

La reacción del doble enlace con oxígeno da un peróxido:

Este compuesto sufre una reordenación que carrea un

desplazamiento del doble enlace y la formación de un grupo hidroperóxido –OOH

La reacción puede avanzar dando compuestos más oxidados. Cuanto más insaturado es un aceite más fácilmente sufre estas oxidaciones.

ÁCIDOS GRASOS POLIINSATURADOS. Son un grupo de ácidos grasos de gran interés

nutricional al constituir el grupo de lo que se consideran “grasas saludables”, supuestamente responsables de la mayor salud cardiovascular de habitantes de pueblos como Japón y Grooenlandia, cuyas dietas son muy ricas es estos ácidos y en especial los de la familia ω-3.

Estos ácidos grasos poliinsaturados son considerados un nutriente esencial porque el organismo humano no puede sintetizarlos o lo hace a velocidades muy pequeñas, insuficientes para cubrir las necesidades del organismo.

ÁCIDOS GRASOS CIS Y TRANS

Los ácidos grasos insaturados también se pueden clasificar, según la estructura de su molécula, en "cis" o "trans". La mayoría de los ácidos grasos insaturados de la dieta tienen generalmente la forma cis pero, por ejemplo, la carne y la leche de los rumiantes, como bovinos y ovejas, y los productos que contienen aceites endurecidos de forma industrial, por hidrogenación parcial, contienen algunos ácidos grasos insaturados en forma de trans.

REACCIONES QUIMICAS HIDRÓLISIS, es la reacción del agua con una sustancia, como la grasa.

Es la separación de ácidos grasos a partir del aceite.

HIDROGENACIÓN, reacción que se da en los puntos de saturación .

OXIDACIÓN, también se da en los puntos de insaturación, afecta el sabor y forma peróxidos.

POLIMERIZACIÓN, es la reacción de una grasa con ella misma, por lo cual se combina moléculas relativamente pequeñas para formar mas grandes. Esto se puede dar en la frituras.

ESTERIFICACIÓN, puede ser considerada la reacción inversa a la hidrólisis . Es la recombinación de ácidos grasos libres con glicerol para formar triglicéridos, o digliceridos, mono glicéridos.

INTERESTERIFICACIÓN, migración o intercambio de radicales de ácidos grasos de una grasa a otra o de un punto a otro, para desarrollar otras moléculas de grasa con propiedades específicas.

GRASAS: Las grasas no líquidas, una vez fundidas deberán ser

claras y transparentes, sin contener sustancias en suspensión, deberán tener un aspecto limpio, con olor y sabor agradables o neutros.

En el caso de haberse empleado disolventes, no deberán aparecer residuos de los mismos en cantidad superior a 1 ppm en el producto terminado.

Las grasas animales se obtienen de los tejidos animales durante el sacrificio y transformación. El derretido puede conseguirse con calor seco o vapor

FUENTES DE GRASAS

DE ORIGEN ANIMAL: Grasa láctea, nata y mantequilla. Manteca de cerdo Sebos comestibles Otras grasas animales

DE ORIGEN VEGETAL: Manteca de coco: Grasa de palmiste: Manteca de cacao: Otras grasas vegetales: Margarina:

FUENTES DE ACEITESDE ORIGEN VEGETAL: DE ORIGEN ANIMAL: 1- Semillas oleaginosas: - Pescado Cacahuate (maní, 49 % de aceites) Soja ( 20% de aceites) Girasol (49% de aceites) Canola2. Frutos ( pulpa): Oliva Palma3- Sub-productos: Gérmen de maiz Semillas de algodón Salvado de arróz.

ACEITES

Se denominan aceites a las grasas líquidas a temperatura ambiente, que son las que tiene una elevada proporción de ácidos grasos insaturados, y por tanto suelen ser de origen vegetal o marino.

Los aceites se obtienen de dos formas • Extracción mecánica • Extracción con disolventes (hexano)

Y a continuación sufren una serie de operaciones de separación de componentes indeseables que se denomina “refinación”. Un proceso típico de extracción / refinado de semillas se presenta a continuación.

PROCESO DE EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE OLIVA

PROCESO DE EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE OLIVA

Recogida:

Vareo: a mano (ordeño), golpeando el árbol con varas flexibles para que las aceitunas caigan sobre unas lonas preparadas en el sueloPor medios mecánicos de vibración

Limpieza:

Las aceitunas recolectadas son llevadas a la almazara, donde son sometidas a un proceso de limpieza para retirar las piedras que pueden producir roces o roturas en la piel.Debe evitarse el calentamiento para que no se produzcan fermentaciones

Ventilación:

Por ventilación se separan las hojas

Molienda

Se tritura el fruto sin separar el hueso, hasta obtener una pasta

Batido

La pasta obtenido se somete a batido, añadiendo agua si hace falta

Separación de la fase sólida de la líquidaPor presión: la pasta molida se coloca entre capachos y se

somete a presión, para expulsar el mosto oleoso (mezcla de aceite y agua), que se decanta para luego obtener, por diferencia de densidades, el aceite flotante.Por centrifugación: se añade un litro de agua por kilo de pasta y se añade a una centrifugadora horizontal, donde se separa el sólido del mosto oleoso. El mosto se pasa luego a una centrifugadora vertical donde se separa el aceite del agua

Almacenamiento

El aceite debe ser almacenado a Tª entre 15 y 18º, poca luminosidad y aislado de agentes que proporcionen olores extraños.

Proceso de selección de calidad

Lavado de las aceitunas con agua corriente

PROCESO DE EXTRACCIÓN DE ACEITES COMESTIBLESSEMILLA OLEAGINOSA

LIMPIEZA

DESCASCARILADO

TRITURADO

TRATAMIENTO TÉRMICO

LAMINACIÓN (E. SOLVENTE)

EXTRACCIÓN

POR PRESIÓN POR SOLVENTE

MIXTO

ACEITE TORTA MISCELA TORTA

DESTILACIÓNACEITE SOLVENTE

ACONDICIONAMIENTO

Desolventización(derivados protéicos)

Limpieza: Se trabaja con ayuda de sarandas pueden ser planos o rotatorios, están provistas de movimiento con ayuda de aire.

Descascarado: Para esta operación se usan molinos de rodillos (con descascaradoras)

Triturado: se usan molinos de rodillos, martillos o discos

Tratamiento térmico: lo que se hace es coagular la proteína y se rompe la emulsión estable de la grasa , agua y proteína de las semillas. A medida que se facilita la coalescencia y se ablanda la semilla

PROCESAMIENTO DE SEMILLAS OLEAGINOSAS

Las semillas convenientemente acondicionadas se someten a un prensado que consiste en comprimirlas en un tornillo sin fin contra un cono circular.

De este proceso se obtiene el aceite crudo y la torta. El aceite crudo pasa por una etapa de filtración y luego se envía a los tanques de almacenamiento. La torta, que aun contiene entre un 1,5 y un 2,5% de aceite, pasa a la etapa de extracción por solvente.

EXTRACCION POR PRESION De la presión de las semillas

oleaginosas se obtienen: aceite de presión y torta

Aceite de presión es rico en impurezas por lo que debe tratarse para eliminar estas impurezas a fin de evitar graves inconvenientes en el almacenamiento y los posteriores tratamientos.

EXTRACCION POR PRESION Prensas discontinuas:

- Es un método tradicional- eran hidraulicas y no hidraulicas- la torta queda con un 8% a 10% de aceite - Son de bajo rendimiento- Es eliminado por los orificios que presenta el capacho.

Prensas continuas (Expeller):- las prensas de husillo se utilizan para dos tareas:a) Obtener el máximo rendimiento de aceiteb) Es someter a un prensado previo a la semilla, permite obtener una torta de contenido oleoso moderado.

la torta se somete a una nueva elaboración.

Los tipos de prensas de husillo:- Prensa de alta presion- Prensa utilizada para prensado previo- Prensa doble que puede utilizarse para

ambas operacionesLa prensa de husillo consiste fundamentalmente en un mecanismo de tornillo sin fin, con un eje dotado de secciones dispuestos en espiral, como un tornillo.

Prensa de husillo de alta presion puede permitir obtener una torta hasta con un 3% de aceite (extracción incompleta), elevado consumo energético, costos de mantenimiento y desgaste mecánico elevados.

Como ventaja se tiene un costo de capital reduducido, flexibilidad de tamaño, control sensillo del proceso, seguridad contra incendios, menos numero de obreros

En el prensado se debe de tener en cuenta:

- Alimentación de la semillas- Sin fin cónico de presión - Cesta- Cono regulable de salida de la torta

EXTRACCION POR SOLVENTES

e

Se usa el hexano (fracción ligera de petróleo. Ya que elimina los constituyentes no oleosos, como la proteína y la fibra.

Método de extracción casi completa del aceite

Son mas extractivas cuando mayor es su capacidad (no se recomiendan para cargas inferiores a 150 a 200 TM)

Después de la extracción la harina quedad con un 0.5 a 1.1% de aceite.

EXTRACCION POR SOLVENTES

e

La extracción con el uso de solventes se puede realizar de 3 maneras:a) por percolaciónb) por inmersiónc) por procedimientos mixto percolación - inmersiónSe usa el hexano (fracción ligera de petróleo. Ya que elimina los constituyentes no oleosos, como la proteína y la fibra.

Método de extracción casi completa del aceite Son mas extractivas cuando mayor es su capacidad

(no se recomiendan para cargas inferiores a 150 a 200 TM)

Después de la extracción la harina quedad con un 0.5 a 1.1% de aceite.

EXTRACCION POR SOLVENTES

e

a) por percolación: mediante la acción de una lluvia de solvente de manera que llegue a toda la masa, pero sin llenar todos los espacios vacios entre las semillas. b) por inmersión: se da cuando la masa de semilla va inmerso completamente en el solvente.

EXTRACTOR POR INMERSIÓN

EXTRACTOR POR PERCOLACION

EXTRACTORES MIXTOS POR PERCOLACIÓN - INMERSIÓN

PROCESO DE REFINACIÓN DE ACEITES

Cuando se trabaja con solvente, se obtiene la miscela (aceite + solvente), mezcla que se separa por destilación; el aceite pasa al proceso de refinación y el solvente retorna al proceso de extracción.

La refinación tiene como objetivo retirar del aceite todos aquellos compuestos objetables y adecuar su estructura química con la finalidad de lograr un producto terminado óptimo para el consumo humano.

PROCESO DE REFINACIÓN DE ACEITES

Los principales sistemas de refinado son:1. Refinado fisico: arrastre de los ácidos

grasos por vapor2. Refinado alcalino (método clásico);

comprende normalmente las siguientes etapas:

a. Desgomado:

PROCESO DE REFINACIÓN DE ACEITES

a. Neutralizaciónb. Decoloraciónc. Desodorizaciónd. Winterización

PROCESO DE REFINACIÓN DE ACEITES DE SEMILLAS

NEUTRALIZACIÓN Es el proceso por el cual se eliminan

ácidos grasos libres de los aceites, pero también reduce los monoacilglicéridos y fosfátidos que pudieron  haber quedado después del desgomado.

Consiste en la neutralización de los ácidos grasos libres con un ligero exceso de solución de hidróxido sódico en caliente (70 a 80ºC.), seguido de la eliminación por lavado de los jabones y de los fosfolípidos hidratados

DESGOMADO. El objetivo es eliminar los fosfátidos y glicolípidos, que se

extraen de las semillas disueltas con el aceite. Es importante el proceso debido a que sin este refinamiento, los triglicéridos se alteran con mayor facilidad y adquieren sabores y olores desagradables (Otros problemas indeseables son: decantación en los tanques de almacenamiento, mayor susceptibilidad a la oxidación, formación de espumas durante el calentamiento).

El proceso consiste en tratar el aceite con agua o vapor, para que los fosfátidos se hidraten y  precipiten, previamente se adiciona pequeñas cantidades (1 a 2%) de ácido fosfórico o cítrico para convertir los fosfolípidos no hidratables (sales de Ca o Mg.) en fosfolípidos hidratables

 

DESGOMADO. Se realiza en tanques dotados de un

agitador, para incorporar el agua (2% v/v) a una temperatura de 70ºC.

El aceite pasa  a una centrifuga de gran velocidad, en la que se separan los fosfátidos (lecitinas) junto con el agua en exceso, del aceite desgomado.

DECOLORACIÓN (BLANQUEO). El aceite neutro, lavado y secado se decolora

añadiendo  tierras adsorbentes (arcillosa o silícea). El aceite y la tierra se agitan, a temperaturas máximas de 90ºC. La cantidad de tierra necesaria depende de la cantidad de color del aceite y del grado de decoloración  que se quiera obtener. A veces se utilizan mezclas de tierras y carbón activado (5-10%)  para obtener mejores resultados. El aceite decolorado se filtra mediante filtro prensa y la tierra usada se desecha.

El color de los aceites disminuye considerablemente durante la hidrogenación, debido a la desaparición de grupos cromóforos.

DESODORIZACIÓN      El aceite decolorado se desodoriza, al vacío en  un recipiente

donde se caliente a 150-160ºC, mientras se la pasa una corriente de vapor directo. Las sustancias volátiles son arrastradas, dejando el aceite libre de olores y con sabor suave.

En los desodorizadores continuos el aceite cae en láminas delgadas, dentro de una torre de calefacción,  a vacío y a vapor de agua a contracorriente.

Hay que evitar  todo contacto con el oxigeno, pues produce oxidaciones indeseables; el vapor que se utiliza debe estar desairado, no debe de haber entradas de aire y el vacío debe ser muy elevado.

A veces se añaden secuestradores (esteres de ácido cítrico) para impedir la acción catalítica de los iones metálico. En la operación se destruyen también los peróxidos.

FRACCIONAMIENTO: Winterización

El Fraccionamiento es el proceso por el cual se obtiene los sólidos que existen en un aceite a una cierta temperatura, separados de los líquidos que coexisten a esa temperatura en ese aceite.

La winterización es un caso particular de fraccionamiento, ya que en aquel proceso se separan por cristalización, pequeñas cantidades de los componentes sólidos, ya sean éstos triglicéridos (el caso de aceite de pescado y algodón) o bien ceras (el caso de aceites de maíz y de maravilla). En todos los casos, el proceso se realiza enfriando el aceite, cristalizando cuidadosamente los sólidos que existan a esa temperatura, y separando por un método que normalmente es la filtración.

El proceso del Fraccionamiento se emplea en variados casos como son: la grasa de vacuno de la cual se obtienen la oleomargarina y la oleoestearina; la grasa de mantequilla de la cual se obtienen excelentes fracciones para uso en pastelería;

CONSERVACIÓN DE ACEITES: Dado que los aceites y grasa se autooxidan y que la temperatura,

la presencia de oxígeno, luz, metales, etc. aceleran dicha autooxidación, habrá que considerar diferentes aspectos en relación con su envasado, por tanto sólo se consumirán aquellos que respeten las normas de calidad y en los que se indiquen características del aceite, procedencia, número de lote, caducidad, etc.).

Si no va a utilizarse durante un tiempo prolongado es preferible que la botella esté llena o prácticamente llena (más del 80 %) con lo que el contacto con el oxígeno del aire será menor . Si se compra aceite en grandes volúmenes, puede ser adecuado dividirlo en botellas o recipientes más pequeños que se llenarán completamente.

Deberán reservarse de la luz, humedad y de temperaturas elevadas, siendo por tanto adecuado mantenerlos en sitios frescos y al abrigo de la luz. Algunos aceites debido a su punto de fusión tienden a presentar turbidez o incluso a solidificarse cuando la temperatura de la habitación es relativamente baja.

TRABAJO: METODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA ALTERACIÓN DEL ACEITE.

EFECTOS SOBRE LA SALUD DE ACEITES Y GRASAS CALENTADOS