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.