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Categoría: Aceites, grasas y ceras
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Los lípidos son compuestos biológicamente producidos que pertenecen al grupo saponificable. Los lípidos saponificables contienen un grupo éster y reaccionan con solución caliente de hidróxido de sodio mediante hidrólisis (saponificación) para formar un alcohol y la sal de sodio del ácido correspondiente al éster, conocida como jabón. Los lípidos saponificables incluyen grasas, aceites, ceras y fosfolípidos.

Las grasas y los aceites son ésteres de glicerol, el triol más simple, en el cual los tres grupos hidroxilo se han convertido en ésteres. La porción ácida de la esterificación (ácidos grasos) generalmente contiene un número par de átomos de carbono en una cadena no ramificada de 12 a 24 átomos de carbono. Los triésteres de glicerol, grasas y aceites también se conocen como triglicéridos. La diferencia entre las grasas y los aceites radica en su punto de fusión: las grasas son sólidas a temperatura ambiente (20°C), mientras que los aceites son líquidos. Ambas clases de compuestos son triglicéridos.

El glicerol es común a todas las grasas y aceites, ya sean de origen animal o vegetal, por lo que es la parte del ácido graso de la grasa (aceite) la que resulta de interés. Las diferencias entre los triglicéridos (grasas y aceites) se deben a la longitud de las cadenas de hidrocarburos de los ácidos y al número de posiciones de los dobles enlaces (insaturación). Las cadenas de hidrocarburos de los ácidos grasos pueden estar completamente saturadas (grasa saturada) o pueden contener uno o más dobles enlaces. La configuración geométrica del doble enlace en las grasas y los aceites es normalmente cis. Si la cadena incluye más de un doble enlace, se denomina grasa poliinsaturada. La presencia de un doble enlace provoca una curvatura en la disposición en zigzag regular característica de los carbonos saturados. Debido a esta curvatura, las moléculas no pueden formar una estructura compacta y tienden a enrollarse, por lo que los triglicéridos insaturados suelen fundirse por debajo de la temperatura ambiente y se clasifican como aceites.

Las grasas y los aceites son la fuente de energía más concentrada. Proporcionan aproximadamente 9 kcal de energía por gramo, en comparación con 4 kcal/g para las proteínas y los carbohidratos. Son portadores de vitaminas liposolubles y ácidos grasos esenciales. También contribuyen al sabor y la textura de los alimentos, así como a la sensación de riqueza en los productos. Se utilizan como grasas para freír o aceites de cocina, donde su función es proporcionar un medio de intercambio de calor controlado, así como contribuir al color y el sabor. También se utilizan en muchas otras aplicaciones comerciales, como jabones, detergentes, emulsionantes, tintas de impresión, recubrimientos protectores y alimentos para animales domesticados.

Las ceras son monoésteres de ácidos grasos de cadena larga, que generalmente contienen de 24 a 28 átomos de carbono, con alcoholes primarios de cadena larga. Una grasa alcohólica tiene un grupo alcohol primario (—CH2OH) unido a una cadena de 16 a 36 átomos de carbono. Las ceras suelen ser saturadas y sólidas a temperatura ambiente.

Las ceras vegetales suelen encontrarse en hojas o semillas. Por ejemplo, la cera de hoja de repollo está compuesta por alcoholes primarios C12 y C18-C28 ésterificados con ácido palmítico y otros ácidos. Los componentes dominantes son el alcohol esteárico y el alcohol cerílico (C26H53OH). Además de los alcoholes primarios, también están presentes los ésteres de alcoholes secundarios, como los ésteres de nonacosano-15-ol.

Las ceras se pueden clasificar según su origen en naturales o sintéticas. Las ceras naturales se dividen en ceras animales, vegetales y minerales. Las ceras animales importantes incluyen la cera de abejas, el espermaceti, la grasa de lana y la lanolina. Las ceras vegetales incluyen la cera de carnauba, ouricouri y candelilla. Las ceras minerales más prominentes son las ceras de petróleo. La cera de parafina es una cera de petróleo compuesta principalmente por alcanos normales con pesos moleculares generalmente inferiores a 450. La cera microcristalina es otro tipo de cera de petróleo que contiene cantidades significativas de hidrocarburos diferentes a los alcanos normales, y los componentes tienen pesos moleculares más altos que los componentes de la cera de parafina.

En conclusión, los lípidos saponificables, como las grasas, los aceites y las ceras, son compuestos biológicamente producidos que desempeñan roles importantes en diversos aspectos de la vida. Las grasas y los aceites son una fuente de energía concentrada y actúan como portadores de vitaminas y ácidos grasos esenciales. También contribuyen al sabor y la textura de los alimentos. Por otro lado, las ceras cumplen funciones protectoras y se encuentran en varias formas naturales y sintéticas. Comprender la estructura y las propiedades de los lípidos es fundamental para su aplicación en alimentos, productos de cuidado personal y otras áreas industriales.

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Categoría: Aceites, grasas y ceras
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Los ácidos grasos son los ácidos carboxílicos obtenidos a partir de la hidrólisis de las grasas o los aceites. Son los componentes fundamentales de los triglicéridos, y las grasas y los aceites a menudo se nombran como derivados de estos ácidos grasos. Por ejemplo, el tristearato de glicerol se llama tristearina y el tripalmitato de glicerol se llama tripalmitina.

Los ácidos grasos saturados normales tienen una cadena hidrocarbonada larga y no ramificada con una fórmula general CH3(CH2)nCOOH, donde n suele ser un número par y varía de 2 a 24.

Los ácidos grasos insaturados pueden tener un enlace doble (monoinsaturados) o más de un enlace doble interrumpido por un metileno (poliinsaturados). En la industria, se utilizan con mayor frecuencia los nombres triviales que indican la fuente inicial de los ácidos grasos, en lugar de los nombres IUPAC. Por ejemplo, el ácido butírico es un componente importante del sabor a mantequilla, el ácido palmítico proviene de la semilla de palma y el ácido oleico proviene de las aceitunas.

El número de átomos de carbono en la cadena, seguido de dos puntos y números adicionales que indican el número de enlaces dobles, se utiliza como abreviatura para designar los ácidos grasos. Así, en la serie de 18 carbonos, C18:0, C18:1, C18:2 y C18:3 representan los ácidos esteárico, oleico, linoleico y linolénico, respectivamente. También se utilizan abreviaturas de una o dos letras, y estos cuatro ácidos a veces se designan como St, O, L y Ln, respectivamente. El nombre IUPAC del ácido graso es el del alcano padre con la terminación -e cambiada por -oic acid. El carbono carboxilo es el carbono 1. Se utiliza el sufijo dioico si el ácido contiene dos grupos carboxilo.

Los enlaces dobles en los ácidos grasos difieren en (a) número, (b) ubicación, (c) configuración geométrica y (d) conjugación. La conjugación es un caso especial de ubicación en el que dos enlaces dobles están separados solo por un enlace carbono-carbono. Los ácidos grasos insaturados pueden tener uno o hasta seis enlaces dobles. Aquellos que contienen múltiples enlaces dobles suelen tener un grupo metileno (CH2) entre la secuencia de enlaces dobles, por lo que el sistema no está conjugado.

Cuando hay enlaces dobles presentes, el sufijo -anoico se cambia a -enoico, -dienoico o -trienoico para indicar el número de enlaces presentes. La ubicación del primer carbono en el enlace doble se indica mediante un número que precede al nombre sistemático IUPAC. La configuración geométrica de los enlaces dobles se indica mediante los prefijos latinos cis- (ambos hidrógenos en un lado) y trans- (hidrógenos uno enfrente del otro). La insaturación entre los carbonos 9 y 10 con orientación cis es la más común en los ácidos grasos poliinsaturados. Por lo tanto, los ácidos oleico, linoleico y linolénico se llaman ácido 9-octadecenoico, ácido 9,12-octadecadienoico y ácido 9,12,15-octadecatrienoico, respectivamente.

En conclusión, los ácidos grasos son componentes esenciales de las grasas y los aceites. Su estructura, número de átomos de carbono, ubicación de los enlaces dobles y configuración geométrica desempeñan un papel importante en las propiedades físicas y funcionales de los lípidos. Comprender la composición de los ácidos grasos es fundamental para comprender los diferentes tipos de grasas y aceites, así como su impacto en la salud y en diversas aplicaciones industriales y culinarias.

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Introducción:

Los triglicéridos son ésteres de glicerol que pueden estar esterificados comercialmente con uno, dos o tres ácidos grasos para producir mono-, di- o triglicéridos. Las grasas y los aceites son triglicéridos de origen natural, cuya distribución varía en diferentes plantas y animales. Las propiedades de los triglicéridos dependen de la composición de los ácidos grasos y de la ubicación relativa de los mismos en el glicerol. Con el fin de especificar los arreglos de ácidos grasos en la molécula de glicerol, se han desarrollado varias convenciones a medida que se disponen de métodos precisos para determinar la composición.

Propiedades físicas de los triglicéridos:
Las propiedades físicas, como los puntos de fusión, el calor específico, la viscosidad, la densidad y el índice de refracción, dependen del tipo de ácidos grasos presentes en el triglicérido y su ubicación, de la longitud de la cadena de ácidos grasos, del número y ubicación de los dobles enlaces cis y trans en las cadenas de ácidos grasos, así como de la compatibilidad de los diferentes triglicéridos en la mezcla y del tipo de cristal presente.

Punto de fusión:
El punto de fusión de las grasas generalmente ocurre en un amplio rango de temperaturas. La variación en el punto de fusión de las grasas depende de la composición de los triglicéridos. Entre los ácidos grasos, los puntos de fusión aumentan con la longitud de la cadena. Los ácidos grasos trans siempre tienen puntos de fusión más altos que sus contrapartes cis para cualquier longitud de cadena. Los datos del punto de fusión son útiles en las grasas animales y procesadas, pero tienen poco valor para los aceites vegetales, ya que la mayoría de ellos son líquidos a temperaturas ambiente.

Calor específico:
El calor específico de las grasas se define como la relación entre la capacidad calorífica de una grasa y la capacidad calorífica del agua, o la cantidad de calor requerida para un cambio de temperatura de un grado en un peso unitario de grasas. Aunque el calor específico de la mayoría de los triglicéridos en un estado físico determinado es similar, el calor específico aumenta con la insaturación creciente de los ácidos grasos tanto en el estado líquido como en el sólido de una grasa. Las grasas líquidas tienen valores de calor específico casi el doble que las grasas sólidas. El conocimiento del calor específico de las grasas y los aceites es útil en las operaciones de procesamiento.

Viscosidad:
La viscosidad de un aceite o una grasa es una medida de su resistencia al flujo. La viscosidad es un factor importante en el diseño de sistemas para manipular aceites y grasas. Entre los ácidos grasos, la viscosidad aumenta con la longitud de la cadena y disminuye con la creciente insaturación. La viscosidad es, por lo tanto, una función del tamaño molecular y la orientación de las moléculas. Existe una relación aproximadamente lineal entre el logaritmo de la viscosidad y la temperatura. La viscosidad de los aceites generalmente aumenta durante el calentamiento prolongado como resultado de la polimerización (formación de gomas).

Densidad:
La densidad de las grasas y los aceites es un índice del peso de un volumen medido del material. Esta propiedad es importante no solo para el diseño de equipos, sino también para la estimación del índice de grasa sólida (SFI, por sus siglas en inglés). El SFI está relacionado, aproximadamente, con el porcentaje de sólidos en una grasa a una temperatura determinada. Cuando se determina en varias temperaturas específicas, puede ser especialmente útil para fabricantes de margarina u otros procesadores que necesitan controlar las características de sus productos fabricados mediante mezclas.

Índice de refracción:
El índice de refracción de las grasas y los aceites es sensible a la composición. El índice de refracción de una grasa aumenta con el aumento de la longitud de la cadena de ácidos grasos en los triglicéridos o con el aumento de la insaturación. Esto lo convierte en una excelente prueba para la uniformidad de composiciones de aceites y grasas. Además, el índice de refracción es una propiedad aditiva y constructiva, por lo que se puede utilizar como un procedimiento de control durante los procesos de hidrogenación.

Polimorfismo:
La existencia de una sustancia en dos o más formas, que difieren significativamente en propiedades físicas o químicas, se conoce como polimorfismo. La diferencia entre las formas surge de diferentes modos de empaquetamiento molecular en la estructura cristalina de ciertos triglicéridos. Ciertos triglicéridos de ácidos grasos puros o mixtos pueden mostrar hasta cinco puntos de fusión diferentes. Cada sistema cristalino tiene un punto de fusión característico, un patrón de difracción de rayos X y un espectro infrarrojo. Por ejemplo, el tristearin puede existir en tres formas polimórficas con puntos de fusión de 54.7, 63.2 y 73.5 °C.

La comprensión de las características de empaquetamiento cristalino y el polimorfismo ayuda a comprender los problemas de incompatibilidad de diferentes grasas. El polimorfismo tiene varias implicaciones industriales en el uso de grasas como grasas para pastelería, margarinas y manteca de cacao.

Otras propiedades físicas:
Otras propiedades físicas, como el punto de humo, el punto de inflamación y el punto de incendio de los aceites y las grasas, son medidas de su estabilidad térmica cuando se calientan. El punto de humo es importante para los aceites y grasas utilizados para freír. El punto de inflamación y el punto de incendio son una medida del solvente residual en los aceites crudos y refinados, y también son un requisito de seguridad.

En resumen, las propiedades físicas de los triglicéridos, como la densidad, el índice de refracción, el polimorfismo y otras propiedades, desempeñan un papel crucial en la comprensión de su comportamiento y en el diseño de procesos industriales relacionados con las grasas y los aceites. Estas propiedades no solo afectan la manipulación y el procesamiento de estos productos, sino que también son fundamentales para controlar las características y la calidad de los productos finales fabricados a partir de grasas y aceites. Un conocimiento detallado de estas propiedades físicas es esencial para la optimización de los procesos de producción y la formulación de productos de alta calidad en la industria alimentaria y otros sectores relacionados.

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Categoría: Aceites, grasas y ceras
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Introducción: Los triglicéridos, que se encuentran en las grasas y los aceites comestibles, experimentan una serie de reacciones químicas importantes. Estas reacciones incluyen la hidrólisis, la metanolisis y la interesterificación, y otras reacciones relevantes para el procesamiento de los aceites y las grasas comestibles. En este artículo, exploraremos en detalle estas propiedades químicas y su impacto en la composición y características de las grasas y los aceites.

Hidrólisis: La hidrólisis es una reacción en la cual la grasa o el aceite se descompone en ácidos grasos y glicerol mediante el tratamiento con vapor a presión y temperatura elevadas. Esta reacción es reversible y se cataliza mediante catalizadores inorgánicos (ZnO, MgO o CaO) y un catalizador ácido (ácido sulfónico aromático).

También es posible realizar la hidrólisis mediante el tratamiento con álcali (saponificación), seguido de acidificación y extracción, lo que permite recuperar los ácidos grasos libres en forma de sales alcalinas (jabones).

Metanolisis: Los lípidos reaccionan con metanol para producir ésteres metílicos de ácidos grasos. En los procesos comerciales de fabricación de jabones, se han utilizado como catalizadores alcalinos inorgánicos, sales de amonio cuaternario y enzimas (lipasas).

Interesterificación: La interesterificación provoca una redistribución de los ácidos grasos dentro y entre las moléculas de los triglicéridos, lo que puede generar cambios sustanciales en las propiedades físicas de las grasas y los aceites sin alterar la estructura química de los ácidos grasos. Los grupos acilo intermoleculares intercambian triglicéridos en la reacción hasta alcanzar un equilibrio, que depende de la estructura y composición de las moléculas de triglicéridos. La reacción es muy lenta incluso a temperaturas de 200 a 300 °C, pero la velocidad de reacción se puede acelerar utilizando metilato de sodio.

La interesterificación puede ser aleatoria o dirigida. En la interesterificación aleatoria, los grupos acilo se distribuyen al azar, como se muestra en el siguiente ejemplo, donde se permite la interesterificación de proporciones iguales de tristearina (S-S-S) y trioleina (O-O-O).

En la interesterificación dirigida, la temperatura de reacción se reduce hasta que la molécula de triglicérido con mayor punto de fusión y menor solubilidad en la mezcla cristaliza. De esta manera, se puede separar una grasa en fracciones de punto de fusión más alto y más bajo.

La interesterificación dirigida tiene una gran importancia industrial, ya que se puede utilizar para convertir los aceites en fracciones más o menos saturadas de la grasa u otro aceite, o para mezclar dos aceites.

Hidrogenación: Los enlaces dobles insaturados en una cadena de ácido graso se convierten en enlaces saturados mediante la adición de hidrógeno. La reacción entre el aceite líquido y el gas de hidrógeno se acelera utilizando un catalizador sólido adecuado, como níquel, platino, cobre o paladio. La hidrogenación es exotérmica y provoca un aumento en el punto de fusión y una disminución en el índice de yodo. La hidrogenación parcial puede llevar a la isomerización de los enlaces dobles cis (isomerización geométrica).

Los ácidos grasos poliinsaturados, como el ácido linolénico (C18:3), se hidrogenan más rápidamente para convertirse en ácido linoleico (C18:2) o ácido oleico (C18:1) que el ácido linoleico para convertirse en ácido oleico o el ácido oleico para convertirse en ácido esteárico (C18:0). Los pasos de conversión se pueden representar de la siguiente manera:

Isomerización: La configuración del doble enlace en los ácidos grasos que se encuentran naturalmente en los aceites y las grasas es predominantemente en la forma cis. La isomerización puede ocurrir si los aceites y las grasas se calientan a temperaturas superiores a 100 °C en presencia de tierras blanqueadoras o catalizadores como el níquel, el selenio, el azufre o el yodo.

Existen dos tipos de isomerización que ocurren espontáneamente durante la hidrogenación: la isomerización geométrica y la isomerización posicional. El grado en que ocurre la isomerización puede verse afectado por las condiciones de procesamiento y la selección del catalizador.

Polimerización: Bajo condiciones de fritura profunda (200 a 300 °C), los ácidos grasos insaturados experimentan reacciones de polimerización, formando compuestos dímeros, oligoméricos y poliméricos. La velocidad de polimerización aumenta con el grado de insaturación: los ácidos grasos saturados no se polimerizan. En la polimerización térmica, los ácidos grasos poliinsaturados se isomerizan primero en ácidos grasos conjugados, que a su vez interactúan mediante reacciones de Diels-Alder, produciendo derivados de ciclohexeno. El anillo de ciclohexeno se deshidrogena fácilmente para formar un anillo aromático, por lo que se pueden formar compuestos relacionados con el ácido benzoico.

Por otro lado, la polimerización oxidativa implica la formación de enlaces C-O-C. Se forman polímeros con uniones éter y peróxido en presencia de oxígeno. También pueden contener grupos hidroxi, oxo o epóxido. Estos compuestos son indeseables en el aceite o la grasa utilizados para freír, ya que disminuyen permanentemente las características aromáticas del aceite o la grasa y también causan problemas de formación de espuma.

Autooxidación: Las grasas y los aceites a menudo contienen enlaces dobles. La autooxidación de una grasa o un aceite produce una mezcla de productos que incluyen ácidos carboxílicos de bajo peso molecular, aldehídos y cetonas metílicas.

Los aceites secantes, como el aceite de linaza, contienen muchos enlaces dobles. Estos aceites se oxidan al aire de manera intencionada, lo que lleva a la formación de una película polimérica resistente en la superficie pintada.

Las reacciones de autooxidación implican tres etapas: iniciación, propagación y terminación. La etapa de iniciación conduce a la formación de un hidroperóxido en un grupo metileno adyacente a un enlace doble, y esta etapa se lleva a cabo mediante un mecanismo de radicales libres.

La segunda etapa, que también es una reacción en el ciclo de propagación, es la adición de otra molécula al radical de hidroperóxido para generar nuevos radicales libres.

La longitud de la cadena de estas dos etapas de reacción en cadena es de aproximadamente 100. Cuando la concentración de radicales ha alcanzado un límite determinado, la reacción en cadena se detiene gradualmente mediante la combinación mutua de radicales, en la etapa de terminación.

Estas reacciones generan numerosos compuestos. Por ejemplo, la Tabla 4.7 enumera una serie de aldehídos y cetonas metílicas derivados preferentemente cuando se calienta la tristearina en presencia de aire a 192 °C.

Conclusión: Las propiedades químicas de los triglicéridos, como la hidrólisis, la metanolisis, la interesterificación, la hidrogenación, la isomerización, la polimerización y la autooxidación, desempeñan un papel crucial en la transformación y el procesamiento de las grasas y los aceites comestibles. Estas reacciones químicas permiten obtener diferentes productos con propiedades físicas y químicas distintas, lo que es fundamental para la industria alimentaria y otras aplicaciones. Comprender estas propiedades químicas es esencial para optimizar los procesos de producción y garantizar la calidad y la funcionalidad de los productos finales.

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Categoría: Aceites, grasas y ceras
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Es crucial comprender las diversas fuentes de las cuales se obtienen los aceites comestibles y las grasas principales que contribuyen a su producción. Si bien varios cientos de plantas y animales producen grasas y aceites en cantidades suficientes como para justificar su procesamiento en aceites comestibles, solo algunas fuentes tienen una importancia comercial significativa. En este artículo, nos adentraremos en las principales fuentes de aceites comestibles en todo el mundo y en los métodos empleados en su procesamiento.

Al analizar los orígenes de las grasas comestibles, es importante destacar que la mayoría de los aceites comestibles son de origen vegetal. El aceite de oliva y el aceite de palma se extraen de las frutas correspondientes. Todos los demás aceites se extraen de semillas oleaginosas. La producción mundial de semillas oleaginosas y otros cultivos ha aumentado significativamente en los últimos años para satisfacer las crecientes necesidades de aceites y grasas en el mundo.

La producción mundial de semillas oleaginosas en 2003 fue de 335.9 millones de toneladas. La soja constituye la mayor parte (56 por ciento) y los Estados Unidos son los principales productores de esta cosecha. Malasia se dedica principalmente al cultivo de palma. Filipinas cultiva coco. China, Europa, India y Canadá cultivan colza (canola). El girasol se cultiva en Estados Unidos, Australia, Europa y Argentina. El mercado de semillas de algodón está dominado por Estados Unidos, China, Pakistán, India y la antigua Unión Soviética.

El consumo mundial de aceites vegetales en 2003 fue de 87.2 millones de toneladas. El consumo en Estados Unidos fue de 9.91 millones de toneladas. En el mercado estadounidense, las grasas animales (sebo y manteca) tienen una participación relativamente pequeña (2 por ciento) en comparación con los aceites vegetales. El consumo de cuatro aceites: soja (80 por ciento), maíz (4 por ciento), colza (4 por ciento) y semilla de algodón (3 por ciento), ha aumentado rápidamente en los últimos 30 años en comparación con los aceites tradicionales y las grasas animales. La Figura 4.3 muestra el consumo de grasas y aceites comestibles en Estados Unidos en 2003.

En conclusión, comprender las fuentes de los aceites comestibles y las grasas principales es fundamental para abordar el estudio de estas sustancias. Con un enfoque en las plantas oleaginosas y los animales de producción, podemos apreciar la importancia de estos recursos en la industria de los aceites comestibles y su contribución al consumo mundial.

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Introducción:

Los aceites y las grasas son componentes esenciales en nuestra alimentación diaria. Sin embargo, antes de que estos productos lleguen a nuestras mesas, pasan por un complejo proceso de procesamiento y refinamiento para garantizar su calidad y seguridad. En este artículo, exploraremos en detalle los diferentes pasos involucrados en el procesamiento y refinamiento de los aceites y las grasas, así como la importancia de eliminar ciertos componentes no deseados para obtener productos finales saludables y atractivos.

Composición de los aceites y las grasas crudas:

Los aceites y las grasas crudas están compuestos principalmente por gliceridos, que son combinaciones de ácidos grasos y glicerol. Sin embargo, también contienen otros lípidos en cantidades menores. Por ejemplo, el aceite de maíz puede contener fosfolípidos, glicolípidos, diferentes isómeros de sitosterol y estigmasterol (fitoesteroles), varias formas de tocoferoles (vitamina E), vitamina A, ceras, hidrocarburos insaturados como el escualeno, una variedad de carotenoides y compuestos de clorofila, así como productos de descomposición, hidrólisis, oxidación y polimerización de los componentes naturales.

Eliminación de coconstituyentes indeseables:

Todos los aceites y las grasas crudas obtenidos mediante procesos de rendimiento, trituración o extracción con disolventes contienen inevitablemente cantidades variables de coconstituyentes no glicerídicos, como ácidos grasos, glicéridos parciales (mono- y diglicéridos), fosfatidos, esteroles, tocoferoles, hidrocarburos, pigmentos (gossypol, clorofila), vitaminas (caroteno), glucósidos de esteroles, fragmentos de proteínas, así como materiales resinosos y mucilaginosos, trazas de pesticidas y metales pesados.

Estos componentes son altamente indeseables y deben eliminarse para garantizar las características de procesamiento adecuadas y obtener productos finales con color, olor, sabor y cualidades de conservación deseables. Durante el proceso de refinamiento, estos coconstituyentes objetables se eliminan de manera que no afecten el rendimiento de los glicéridos ni los componentes deseables del aceite.

Pasos en el procesamiento y refinamiento de los aceites y las grasas:

El proceso general empleado para producir aceites comestibles aptos para el consumo humano consta de los siguientes pasos:

  1. Preparación de las semillas: Antes de la extracción, las semillas se someten a una preparación que puede incluir limpieza, descascarillado y trituración para obtener una masa adecuada para la extracción de aceite.
  2. Extracción: En esta etapa, se extrae el aceite de las semillas utilizando diferentes métodos, como la presión mecánica, la extracción con solventes o una combinación de ambos. La elección del método depende del tipo de semilla y las características deseadas del aceite.
  3. Desgomado: El desgomado es el proceso de eliminación de fosfolípidos y otros materiales solubles en agua del aceite crudo mediante el uso de agua caliente y ácido cítrico u otros agentes desgomantes. Esto mejora la estabilidad y la calidad del aceite.
  4. Neutralización: La neutralización implica la eliminación de ácidos grasos libres y otros compuestos ácidos mediante la adición de una solución alcalina, como soda cáustica. Esto ayuda a reducir la acidez del aceite y mejora su sabor y aroma.
  5. Blanqueo: Durante el blanqueo, se eliminan las impurezas de color y los compuestos no deseados del aceite mediante el uso de adsorbentes, como arcilla activada. Esto mejora el color y la claridad del aceite.
  6. Desodorización: La desodorización es un proceso de vaporización y destilación al vacío que elimina los compuestos volátiles y los sabores y olores no deseados del aceite. Esto ayuda a mejorar la calidad sensorial del aceite y a hacerlo más aceptable para el consumo humano.
  7. Hidrogenación y/o invernalización (opcional): Estos pasos adicionales pueden realizarse según las necesidades específicas del producto final. La hidrogenación se utiliza para convertir los ácidos grasos insaturados en ácidos grasos saturados, mientras que la invernalización se utiliza para eliminar los ácidos grasos saturados en climas fríos y evitar la cristalización no deseada.

Conclusión:

El procesamiento y refinamiento de los aceites y las grasas es un proceso esencial para obtener productos finales de alta calidad. Durante este proceso, se eliminan los coconstituyentes indeseables para mejorar las características del producto y garantizar la seguridad y la satisfacción del consumidor. A medida que la industria alimentaria sigue evolucionando, es importante continuar investigando y desarrollando técnicas de procesamiento y refinamiento innovadoras para aprovechar al máximo el potencial de estos valiosos ingredientes naturales.

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Introducción:

La producción de aceites y grasas comienza con la preparación de las semillas, seguida de la extracción del aceite. Estos dos pasos son fundamentales para obtener aceites de alta calidad y maximizar el valor de los subproductos. En este artículo, como experto en la materia, exploraremos en detalle la importancia de la preparación de las semillas y los diferentes métodos de extracción utilizados en la industria de los aceites y las grasas.

Preparación de las semillas:

Cuando las semillas oleaginosas llegan al molino de aceite, aún contienen residuos vegetales, semillas dañadas, polvo, arena, madera, trozos de metal y semillas extrañas. Estas impurezas deben ser cuidadosamente eliminadas para garantizar la calidad del aceite final. Para lograr esto, las semillas se someten a un proceso de limpieza utilizando imanes, cribas y sistemas de aspiración. Una vez limpiadas, las semillas se secan para eliminar la humedad. A continuación, las semillas secas suelen ser decorticadas para eliminar la cáscara que rodea la parte comestible de la semilla antes de su procesamiento adicional. Las cáscaras siempre contienen menos aceite que los núcleos o partes comestibles de las semillas. Además, la eliminación de la cáscara reduce la cantidad de material que debe ser manipulado, extraído y refinado. La decorticación se realiza de manera cuidadosa para asegurar que la parte comestible no se rompa en demasiados trozos pequeños. Se utilizan molinos de rodillos corrugados o molinos de barras para cortar o romper la cáscara y liberar la parte comestible. Las cáscaras se separan mediante cribado y clarificación del aire. Las cáscaras pueden mezclarse nuevamente con la parte comestible para controlar el nivel de proteína, venderse como alimento para el ganado o quemarse en calderas para generar vapor y energía eléctrica.

Extracción:

La materia prima para la industria de las grasas y los aceites proviene de animales (cerdos, ovejas y pescado graso), frutas carnosas (palma y oliva) y varias semillas oleaginosas. La extracción de aceite tiene dos objetivos principales: extraer la mayor cantidad posible de aceites de buena calidad y obtener el máximo valor de la torta de prensado o harina residual. Se utilizan tres métodos con diferentes grados de simplicidad mecánica: (1) renderizado, (2) prensado con prensas mecánicas y (3) extracción con un disolvente volátil.

Renderizado:

El proceso de renderizado se aplica a gran escala en la producción de grasas animales, como sebo, manteca, grasa de hueso y aceite de ballena. Los tejidos grasos se trocean en pequeños fragmentos y se hierven en digestores de vapor. La grasa se libera gradualmente de las células y flota en la superficie del agua, donde se recoge mediante desnatado. Un método similar se utiliza en la extracción de aceite de palma a partir de frutos frescos de palma.

Prensado:

Las semillas oleaginosas no tienen células grasas como las de los animales para almacenar grasas. En su lugar, el aceite se almacena en glóbulos microscópicos en todas las células. En estos casos, el renderizado no liberará el aceite de las estructuras celulares y las paredes celulares solo se rompen mediante molienda, escamado, laminado o prensado a alta presión para liberar el aceite. La secuencia general de operaciones modernas en la extracción de aceites de semillas y frutos secos es la siguiente: (1) Preparación de la semilla para eliminar restos metálicos y eliminar cáscaras; (2) Reducción del tamaño de partícula de los núcleos mediante molienda; y (3) Cocción y prensado en prensas hidráulicas o de tornillo.

Una extracción eficiente de aceite mediante prensado mecánico depende en gran medida de una correcta preparación antes del prensado. La etapa de extracción en sí se lleva a cabo utilizando una prensa de tornillo. La prensa se alimenta mediante un transportador de velocidad variable, ubicado en la unidad de alimentación. El alimentador regula el flujo de material hacia la prensa y controla la carga sobre el motor principal de la prensa. El aceite liberado a lo largo de la jaula se permite drenar hacia la base de la prensa, donde se recoge. El material sólido (torta de prensado) que queda dentro de la prensa se descarga finalmente en transportadores para su posterior procesamiento o almacenamiento. El aceite exprimido sin calentamiento contiene la menor cantidad de impurezas y a menudo es de calidad comestible sin refinar o procesamiento adicional. Estos aceites se conocen como aceites prensados en frío o aceites vírgenes. El aceite exprimido de semillas cocidas contiene mayores cantidades de impurezas no glicerídicas, como fosfolípidos, compuestos de color y materia insaponificable. Estos aceites son altamente coloreados y no son adecuados para uso comestible.

Conclusiones:

La preparación adecuada de las semillas y la selección del método de extracción son aspectos cruciales para obtener aceites y grasas de alta calidad. La limpieza exhaustiva de las semillas, la eliminación de impurezas y la selección del método de extracción más adecuado son factores determinantes para garantizar un aceite de calidad y maximizar el valor de los subproductos. Los avances tecnológicos y las técnicas modernas de procesamiento continúan mejorando la eficiencia y la calidad de la extracción de aceite. Como expertos en la industria, debemos seguir investigando y desarrollando métodos más eficientes y sostenibles para aprovechar al máximo el potencial de los aceites y las grasas en beneficio de la industria alimentaria y los consumidores.

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Introducción:

La extracción con solventes desempeña un papel fundamental en la industria de los aceites y las grasas, especialmente en la obtención de una mayor recuperación de aceite y en la mejora de la eficiencia económica. A medida que la demanda mundial de aceites comestibles y otros productos derivados de semillas oleaginosas continúa creciendo, es esencial utilizar métodos eficientes de extracción que permitan obtener el máximo rendimiento y aprovechamiento de los recursos.

El proceso de extracción con solventes:

Después de la etapa de prensado mecánico, el residuo de la prensa conserva entre un 3 y un 15 por ciento de aceite residual. Para lograr una extracción más completa, se utiliza la extracción con solventes sobre los residuos obtenidos del prensado mecánico. La mayor eficiencia obtenida en este proceso ha impulsado su aplicación directa en semillas oleaginosas. En Estados Unidos y Europa, se utilizan unidades extractoras continuas en las que se añaden continuamente copos de semillas frescas y se someten a un flujo contrario de solvente, logrando así un contacto íntimo entre las semillas y el solvente. El solvente comúnmente utilizado para los aceites comestibles es el hexano comercial o heptano, conocidos comúnmente como éteres de petróleo, que hierven en el rango de 63,3 a 68,9°C (146 a 156°F). Después de la extracción, es necesario recuperar el máximo de solvente para garantizar una operación económica. El solvente se recupera mediante destilación y se reutiliza. El aceite extraído se mezcla con el aceite prensado para su refinación. Los residuos extraídos contienen menos del 1 por ciento de aceite residual. En operaciones a gran escala, la extracción con solventes resulta más económica que el prensado mecánico para la recuperación de aceite.

Beneficios de la extracción con solventes:

La extracción con solventes ofrece varios beneficios significativos en comparación con otros métodos de extracción. En primer lugar, permite una recuperación más completa del aceite residual presente en los residuos de la prensa, lo que se traduce en un mayor rendimiento de aceite. Esto es especialmente importante en la producción a gran escala, donde cada porcentaje adicional de aceite recuperado tiene un impacto significativo en la rentabilidad del proceso.

Además, la extracción con solventes permite una mayor eficiencia en términos de tiempo y energía. Al utilizar un proceso continuo, se puede lograr una extracción eficiente con una mayor capacidad de procesamiento, lo que reduce los costos operativos y aumenta la productividad.

Otro beneficio clave de la extracción con solventes es la posibilidad de obtener aceites de mayor calidad. Este método elimina eficazmente las impurezas no deseadas, como fosfolípidos, cuerpos de color y materia insaponificable, presentes en los residuos de prensado. Como resultado, los aceites obtenidos a través de la extracción con solventes suelen tener una mayor pureza y un perfil de sabor y aroma mejorados.

Conclusiones:

La extracción con solventes se ha establecido como un proceso altamente eficiente y económico para la obtención de aceites y grasas a partir de semillas oleaginosas. Su capacidad para maximizar la recuperación de aceite residual y su eficiencia energética y de tiempo hacen de este método una opción preferida en la industria. Al utilizar solventes adecuados y equipos de extracción modernos, es posible obtener aceites de alta calidad con un mayor rendimiento, lo que contribuye al crecimiento y desarrollo sostenible del sector de los aceites y grasas.

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La refinación habitual de los aceites vegetales implica el desgomado y la refinación alcalina. El desgomado reduce principalmente el contenido de fosfatídos y metales del aceite crudo mediante su mezcla con ácido y agua. Los fosfátidos se encuentran en forma hidratable libre (HP) o en forma no hidratable (NHP), principalmente en combinación con algunos cationes como Ca2+, Mg2+ o Fe2+. En la refinación alcalina, se elimina aún más el NHP que queda en el aceite después del tratamiento con ácido, así como los ácidos grasos libres formados durante la hidrólisis (lipólisis) de los HP, mediante la neutralización.

El desgomado consiste en tratar el aceite con una pequeña cantidad (0,05 por ciento) de ácido fosfórico concentrado y agua, seguido de la separación centrífuga del material coagulado (lecitina). Este proceso se aplica a muchos aceites (por ejemplo, aceite de soja) que contienen cantidades significativas de fosfolípidos. La refinación con álcali elimina los ácidos grasos libres que se forman durante la lipólisis de la grasa o el aceite antes del renderizado o la extracción. El aceite se trata con un exceso de solución de sosa cáustica al 0,1 por ciento y la mezcla se calienta a unos 75°C para romper cualquier emulsión formada. La mezcla se deja reposar y los sedimentos, llamados "lodos", se recogen y se venden como "jabonosa". En el sistema continuo, la emulsión se separa con centrifugadoras. Después de que el aceite ha sido refinado, generalmente se lava con agua para eliminar rastros de álcali y jabonosa. Después del lavado con agua, el aceite puede ser secado mediante calentamiento al vacío o filtrado a través de un filtro seco y un material absorbente.

Se han desarrollado una variedad de procesos para mejorar la eliminación de los fosfatídos no hidratables. Los más conocidos son los procesos de unigomado y superdegomado (Unilever) y el proceso de degomado TOP (Vandemoortele). Se basan principalmente en un tratamiento ácido especial del NHP. En los últimos años, se han desarrollado varios enfoques tecnológicos nuevos que garantizan niveles muy bajos de fósforo (menos de 10 ppm).

En el proceso de desgomado enzimático, parte de los fosfatídos hidratables se modifica enzimáticamente mediante la eliminación del ácido graso en la posición C-2 del glicerol, utilizando una enzima fosfolipasa A2 como biocatalizador. Estos fosfatídos modificados facilitan la eliminación del NHP restante. En el proceso de desgomado suave, se agrega un agente quelante (EDTA) al aceite para eliminar los cationes de los fosfatídos no hidratables, haciéndolos nuevamente hidratables.

En el desgomado ácido mejorado (IMPAC De Smet), se mezclan aditivos especiales para mejorar la humectabilidad del NHP y, por lo tanto, su solubilidad en la fase acuosa. Además, se garantiza un contacto íntimo entre los productos de reacción (ácido/alcalino) y los fosfatídos para mejorar la hidratabilidad del NHP y, por lo tanto, la eficiencia de su eliminación. Sin embargo, en todos los procesos de desgomado, la eficiencia del tratamiento de desgomado depende en gran medida de la calidad del aceite crudo. Un aceite fresco de buena calidad es más fácil de desgomar que un aceite adulterado. Esto es una consecuencia directa de la relación NHP a HP: cuanto menor sea el contenido de NHP, más fácil será el procedimiento de desgomado y mejor será el rendimiento del aceite desgomado.

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Los aceites refinados suelen presentar un color oscuro debido a la presencia de materiales pigmentados como la clorofila o los carotenoides, así como impurezas menores como fosfatídos residuales, jabones, metales y productos de oxidación. El blanqueo reduce el color absorbiendo estos colorantes mediante tierra de blanqueo (arcillas bentoníticas), carbón activado o ambos. Además de la decoloración, la arcilla de blanqueo también absorbe partículas suspendidas y otras impurezas menores.

El proceso de blanqueo consta de tres etapas:

  1. Mezcla inicial de aceite con tierra de blanqueo.
  2. Calentamiento del aceite a vacío con vapor para garantizar un contacto completo entre el aceite y la tierra.
  3. Filtración en filtros de hoja herméticos, seguida de una filtración pulida. La torta residual se seca mediante soplado de vapor y el aceite recuperado se recicla.

Las arcillas de blanqueo naturales son silicatos de aluminio (bentonita, attapulgita y montmorillonita) que contienen cantidades relativamente altas de Mg, Ca o Fe. Por lo general, las arcillas se activan mediante tratamiento térmico. Sin embargo, el alto contenido de metales limita la actividad adsorbente de estas arcillas. Los metales se pueden eliminar de los sitios reactivos mediante tratamiento con ácido, lo que da como resultado arcillas con una capacidad adsorbente mucho mayor. En algunos casos, se agrega carbón activado durante el blanqueo para mejorar la eliminación de pigmentos azules y verdes, así como hidrocarburos aromáticos policíclicos. Debido a su alto costo y la retención de aceite, el carbón activado se utiliza solo en casos específicos (por ejemplo, aceite de coco y de palmiste), en combinación con arcillas de blanqueo, generalmente en una proporción de 1/10 a 1/20.

El blanqueo es, con mucho, el proceso más costoso en términos de costos de servicios públicos en la refinación. El costo relativamente alto de las arcillas de blanqueo, así como las pérdidas de aceite y los costos de eliminación del adsorbente de blanqueo, afectan en gran medida el costo operativo de una planta de blanqueo. Además, las regulaciones ambientales cada vez más estrictas están obligando a los refinerías de aceite a reducir drásticamente los residuos sólidos, ya que son los más difíciles de tratar.

A lo largo de los años, se han desarrollado varios procesos de blanqueo para limitar el consumo de tierra de blanqueo. La Figura 4.7 muestra el diagrama de flujo de un proceso de blanqueo de doble lote, que es el método más antiguo y aún se utiliza en muchas plantas de refinación. Con el fin de reducir el consumo de tierra de blanqueo, se han desarrollado nuevos procesos de blanqueo en múltiples etapas. La Figura 4.8 muestra el diagrama de flujo de un proceso de blanqueo contracorriente de dos etapas con prefiltración. La función principal de la prefiltración es eliminar todas las impurezas sólidas, así como adsorber la mayoría de los fosfátidos y jabones. Esto aumenta la eficiencia del blanqueo en la segunda etapa.

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La mayoría de las grasas y aceites, incluso después de la refinación, tienen sabores y olores característicos debido a la presencia de pequeñas cantidades de ácidos grasos libres, aldehídos, cetonas y otros compuestos. La concentración de estas sustancias indeseables, presentes en la mayoría de los aceites, generalmente es baja, entre 0,2 y 0,5 por ciento. La eliminación eficiente de estas sustancias indeseables depende de (a) la presión de vapor de los diferentes compuestos menores, (b) las condiciones de desodorización (temperatura, presión, tiempo de residencia), (c) la cantidad de vapor de arrastre y (d) la geometría del recipiente (por ejemplo, distribución de vapor de arrastre, profundidad de aceite, acero inoxidable, entre otros).

La desodorización generalmente se lleva a cabo a una temperatura entre 220 y 260 grados Celsius, a una presión entre 2 y 4 mbar, y con inyección de vapor del 0,5 al 3 por ciento en un recipiente de acero inoxidable.

Las diferentes etapas en el proceso de desodorización son las siguientes:

  1. Desaireación.
  2. Calentamiento.
  3. Desodorización o destilación con vapor.
  4. Recuperación de calor o enfriamiento.
  5. Enfriamiento final.

Los compuestos volátiles evaporados durante la desodorización se condensan y generalmente se recuperan en un condensador directo o un scrubber para sustancias grasas. Se utilizan tanto procesos de desodorización por lotes como continuos. El desodorizador por lotes es el tipo de proceso más antiguo y simple. Por lo general, utiliza un recipiente cilíndrico vertical de una sola carcasa para realizar todas las funciones deseadas. Estas unidades se utilizan para capacidades pequeñas (menos de 50 toneladas por día) y producción irregular, o para procesar lotes pequeños de múltiples aceites que requieren una mínima mezcla entre sí.

El desodorizador continuo realiza las mismas funciones básicas pero está diseñado para operaciones más grandes y requiere pocos cambios de materia prima. Por lo general, es la mejor opción para las refinerías modernas e integradas.

A menudo, se agrega aproximadamente un 0,01 por ciento de ácido cítrico a los aceites desodorizados para inactivar contaminantes de metales traza como los compuestos de hierro o cobre solubles, que de lo contrario promoverían la oxidación y el desarrollo de rancidez.

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La hidrogenación se utiliza para convertir las grasas líquidas en grasas plásticas, lo que las hace adecuadas para la fabricación de margarina o manteca vegetal. Los aceites y grasas hidrogenados también presentan una mayor estabilidad oxidativa y un color mejorado. Un control preciso de la hidrogenación permite obtener resultados altamente específicos. Por ejemplo, los aceites para ensaladas y para cocinar pueden mejorarse mediante una hidrogenación controlada.

En el proceso de hidrogenación, el hidrógeno se agrega directamente a los dobles enlaces de los ácidos grasos. Los grupos de ácidos grasos más insaturados son los más fáciles de hidrogenar y, por lo tanto, reaccionan primero con el hidrógeno si las condiciones son algo selectivas, es decir, agregando hidrógeno a los radicales de ácido linolénico (tres dobles enlaces) y linoleico (dos dobles enlaces) antes de agregarlo a los radicales de ácido oleico (un doble enlace). Normalmente se utilizan catalizadores tipo Raney níquel y con contenido de cobre.

Las variables que afectan la hidrogenación incluyen el catalizador, la temperatura, la presión de hidrógeno y la agitación. Si se obtienen grasas muy duras con bajos niveles de insaturación y la selectividad no es importante, se emplean temperaturas y presiones más altas para acortar el tiempo de reacción y utilizar el catalizador parcialmente gastado que, de lo contrario, se desperdiciaría. La hidrogenación catalítica suele ir acompañada de isomerización con un aumento significativo del punto de fusión, causado, por ejemplo, por la isomerización del ácido oleico (cis) al ácido oléico (trans). Los isómeros trans tienen un punto de fusión mucho más alto que las formas cis naturales. Después de la hidrogenación, el aceite caliente se filtra para eliminar el catalizador metálico para su reutilización o recuperación.

La hidrogenación es un proceso crucial en la industria de alimentos, ya que permite modificar las propiedades físicas y químicas de las grasas y aceites, creando productos versátiles y adecuados para diversas aplicaciones culinarias. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la hidrogenación también puede generar ácidos grasos trans, que se ha demostrado que tienen efectos negativos para la salud. Por lo tanto, es fundamental equilibrar cuidadosamente el proceso de hidrogenación para obtener los beneficios deseados sin comprometer la calidad y la salud de los productos finales.

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La winterización es una operación que consiste en eliminar de ciertos aceites los componentes que se solidifican a bajas temperaturas y, por lo tanto, son una fuente de turbidez o sedimentación en el envase. El proceso consiste en filtrar el aceite enfriado bajo estricto control.

La winterización no se practica tan ampliamente en países cálidos y su aplicación se limita principalmente a los aceites de girasol, maíz, algodón, oliva, salvado de arroz y soja parcialmente hidrogenada. El material de alimentación de la planta de winterización suele ser aceite decolorado, a veces aceite neutralizado o desodorizado. El proceso de winterización se lleva a cabo en cuatro etapas:

  1. El aceite se preenfría en intercambiadores de calor.
  2. Se agrega el agente de filtración justo antes del primer cristalizador y el aceite se enfría lentamente, durante al menos 6 horas, requisito previo para una cristalización suave.
  3. La forma cristalizada se mantiene durante 6 horas en el madurador, a la temperatura final de enfriamiento.
  4. Luego, el aceite se filtra en filtros horizontales herméticos de hojas. La temperatura del aceite a menudo se eleva justo antes de la filtración para reducir la viscosidad y facilitar el proceso.

Normalmente, un aceite winterizado debe mantenerse claro durante al menos 24 horas a 0°C. Esto corresponde a un contenido de cera por debajo de 50 ppm.

La winterización es un proceso esencial en la industria de los aceites, ya que permite garantizar que los productos mantengan su apariencia clara y atractiva, incluso a temperaturas más frías. Al eliminar los componentes que podrían solidificarse y causar turbidez, se asegura la calidad y la estabilidad de los aceites en diferentes condiciones de almacenamiento y uso. Además, la winterización es especialmente importante en climas fríos, donde los aceites pueden verse afectados por la formación de cristales y la sedimentación. Gracias a la winterización, los consumidores pueden disfrutar de aceites claros y limpios en todas las estaciones del año.

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La capacidad de una grasa, aceite o alimento graso para mantener un sabor y olor frescos durante su almacenamiento y uso se conoce como estabilidad. Esta está relacionada con los enlaces éster de los triglicéridos, los cuales pueden someterse a hidrólisis liberando ácidos grasos libres (lipólisis) o pueden sufrir oxidación formando peróxidos y aldehídos (oxidación). La lipólisis puede ocurrir debido a acciones químicas, enzimáticas o térmicas. El deterioro lipolítico se conoce como rancidez lipolítica o rancidez hidrolítica. Las grasas y los aceites también pueden volverse rancios como resultado de la oxidación, y este deterioro oxidativo se conoce como rancidez oxidativa. La rancidez lipolítica generalmente plantea menos problemas de sabor que la rancidez oxidativa, ya que la primera desarrolla sabores desagradables solo en aquellas grasas que contienen ácidos grasos de cadena corta (menos de C12). Se cree que la oxidación de grasas y aceites es la principal causa de deterioro de los enlaces éster de los triglicéridos en los aceites poliinsaturados.

La reacción del oxígeno con los ácidos grasos insaturados en las grasas y los aceites se produce a través de un mecanismo de reacción en cadena de radicales libres que implica tres etapas: (1) iniciación: formación de radicales libres; (2) propagación: reacción en cadena de radicales libres; (3) terminación: formación de productos no radicales. Los hidroperóxidos son los principales productos de reacción inicial de los ácidos grasos con el oxígeno. Las reacciones posteriores controlan tanto la velocidad de reacción como la naturaleza de los productos formados. Para evitar el problema de la autooxidación, se ha convertido en una práctica común en la industria de los aceites comestibles construir recipientes de reacción de acero inoxidable. El ácido cítrico se agrega a menudo como un secuestrante de metales para inactivar de manera efectiva los iones metálicos traza.

Los antioxidantes se utilizan para estabilizar las grasas y los productos que contienen grasas contra la oxidación, lo que prolonga su estabilidad y tiempo de almacenamiento. Un antioxidante (AH) actúa como una trampa de radicales libres para detener la oxidación.

Los principales antioxidantes sintéticos de calidad alimentaria utilizados incluyen el butilhidroxitolueno (BHT), la terc-butilhidroquinona (TBHQ), la galato de propilo (PG) y el 2,4,5-trihidroxibutirofenona (THBP). La concentración de un antioxidante en una grasa alimentaria es importante por razones de coste, seguridad, propiedades sensoriales y funcionalidad, y generalmente se permiten en productos alimentarios a un nivel del 0,01 por ciento. Sustancias como el ácido cítrico, el ácido isopropílico, el ácido fosfórico, el ácido ascórbico y el ácido tartárico a veces se agregan como sinergistas para mejorar la efectividad de los antioxidantes.

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En la actualidad, existen métodos más precisos y rápidos, como la cromatografía de gases de ácidos grasos y la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) de triglicéridos, que han reducido la importancia de los métodos más antiguos basados en la estimación de grupos funcionales seleccionados o en el cálculo del contenido de aceites o grasas. Sin embargo, todavía se utilizan los siguientes métodos antiguos y bien establecidos para diferenciar aceites o grasas:

Número de saponificación (SN): Es el peso de KOH (en mg) necesario para hidrolizar una muestra de 1 g de aceite o grasa. Cuanto mayor sea el SN, menor será el peso molecular promedio del ácido graso en los triglicéridos.

Valor ácido (AV): Este valor es importante para determinar los ácidos grasos libres (FFA) en aceites y grasas crudos y refinados. Es el número de miligramos de KOH necesarios para neutralizar los ácidos orgánicos presentes en 1 g de aceite o grasa. Los FFA se calculan como ácido oleico libre y se informan como un porcentaje. El AV se determina multiplicando el porcentaje de FFA por un factor de 1.99.

Valor de yodo (IN): Este valor mide la insaturación de los aceites y grasas en términos de la cantidad de gramos de yodo absorbidos por muestra de 100 g. El método es aplicable a todos los aceites y grasas normales que no contienen sistemas conjugados. Algunos valores de IN de varios aceites y grasas se presentan en la Tabla 4.12.

Número de hidroxilo (OHN): Este número refleja el contenido de ácidos grasos hidroxilados, alcoholes grasos, mono- y diacilgliceroles, y glicerol libre.

Reacciones de color. Algunos aceites producen reacciones de color específicas causadas por ingredientes particulares. La prueba de Halphen para detectar aceite de semilla de algodón es un ejemplo. Esta prueba estima la presencia de aceite de semilla de algodón en grasas o aceites vegetales o animales mediante la formación de un color rosado entre el reactivo (azufre y disulfuro de carbono) y los ácidos grasos ciclopropenoicos normalmente presentes en el aceite de semilla de algodón.

Composición de ácidos grasos. Los ácidos grasos saturados e insaturados con 8 a 24 átomos de carbono en grasas animales, aceites vegetales, aceites marinos y ácidos grasos se determinan cuantitativamente mediante cromatografía de gases (GC) después de su conversión a sus formas de éster metílico. Sin embargo, también es posible realizar un análisis de ácidos grasos libres utilizando fases sólidas estacionarias especialmente seleccionadas. También se utiliza un método cromatográfico líquido de gas capilar para medir la composición de ácidos grasos y los niveles de insaturación trans y cis, cis en aceites vegetales.

Se utilizan métodos de HPLC-GC acoplados para detectar adulteraciones en aceites y grasas. La identificación se realiza mediante el análisis de constituyentes menores insaponificables específicos de un aceite o grasa en particular, como se muestra a continuación:

  • Squaleno  en aceite de oliva o de arroz y aceite de hígado de pescado
  • Campesterol/estigmasterol Sustitutos en la manteca de cacao
  • Caroteno en aceite de palma crudo
  • g-/b-Tocoferol en aceite de maíz
  • g-Tocoferol en aceite de germen de trigo
  • a-/g-Tocoferol en aceite de girasol
  • g-/d-Tocoferol en aceite de soja
  • Colesterol en grasa animal

Pruebas físicas de identificación.

La densidad específica, el índice de refracción, el color, la viscosidad y los puntos de fusión se utilizan para identificar grasas y aceites. El inicio, el punto de fluidez y el rango de temperatura en el que ocurre la fusión son indicativos de números específicos en las grasas. Se determinan mediante procedimientos estandarizados.

El Índice de Grasa Sólida (SFI) estima el porcentaje de sólidos en una grasa semisólida en función de los cambios de volumen con las temperaturas. Esto es importante en los procesos de hidrogenación e interesterificación de las grasas.

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Se utilizan varios métodos analíticos para evaluar la calidad y deterioro de los aceites o grasas durante el proceso de refinación y las condiciones de almacenamiento posteriores. Estos métodos se resumen a continuación:

Lipólisis: Los ácidos grasos libres (FFA) se generan a partir de la lipólisis (hidrólisis) de los aceites y grasas. Esto se determina mediante el contenido de FFA o valor ácido. Los aceites crudos y las grasas animales suelen tener un contenido de FFA superior al 1 por ciento. El contenido de FFA se reduce a menos del 0.1 por ciento mediante la refinación del aceite o grasa.

Índice de peróxido: La oxidación de los aceites y grasas conduce a la formación de hidroperóxidos. Los hidroperóxidos se descomponen fácilmente para producir aldehídos, cetonas y otros productos volátiles, que son característicos de la rancidez por oxidación. El método para determinar la concentración de peróxidos se basa en la reducción del grupo hidroperóxido con HI (o KI) para liberar yodo libre, que puede ser valorado por titulación. El índice de peróxido se expresa en términos de miliequivalentes de yodo formados por kg de grasa.

Prueba de estabilidad en estantería: La vida útil se predice mediante el método de oxígeno activo (AOM, por sus siglas en inglés). La grasa o el aceite se someten a una prueba acelerada de oxidación en condiciones estandarizadas para que los signos de deterioro se revelen en cuestión de horas o días. La muestra se calienta a 97.8°C mientras se hace pasar aire a través de ella. El valor AOM se informa como el número de horas necesarias para alcanzar un índice de peróxido de 100 meq/kg.

Estas pruebas de control de calidad desempeñan un papel fundamental en la evaluación de la calidad de los aceites y grasas, permitiendo detectar la presencia de ácidos grasos libres y el grado de oxidación. Los resultados obtenidos mediante estas pruebas son valiosos para tomar decisiones sobre el procesamiento, almacenamiento y utilización de los productos grasos, garantizando la calidad y seguridad de los mismos. Además, contribuyen a mantener la frescura, el sabor y la estabilidad de los aceites y grasas a lo largo de su vida útil, asegurando que cumplan con los estándares de calidad exigidos por la industria y los consumidores.