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Alternativas para produção degorduras modificadas :
Interesterificação
Prof. Dr. Luiz Antonio Gioielli
Métodos de modificação de óleos e gorduras
Segundo os níveis de intensidade:
1) Mistura (interação)
2) Fracionamento (físico)
3) Interesterificação (químico – éster)
4) Hidrogenação (químico – dupla ligação)
Fluxograma das etapas de refinação e modificação de óleos e gorduras
Óleo bruto
Neutralização Sabão
Interesterificação
Fracionamento
Clarificação Hidrogenação
Desodorização
Degomagem Lecitina
Armazenamento Processamento (mistura, cristalização, emulsificação)
Embalagem
Produto final
Interesterificação
Redistribuição dos ácidos graxosnos triacilgliceróis
Novo processo torna margarina mais naturalO Estado de São Paulo, agosto / 1985
GIOIELLI, L.A. Desenvolvimento de bases gordurosas para margarinas cremosas por interesterificação. São Paulo, 1985. 145p. [Tese de Doutorado – FCF/USP].
Amostras a 20ºC das misturas binárias de gordura de frango e sua estearina (4), gordura de frango e TCM (5), e estearina e TCM (6) antes (tampa cinza) e após (tampa vermelha) a reação de interesterificação
Margarinas e cremes vegetais - Interesterificação (2006)
Lipídios(%)
Ácidos graxos saturados (%)
Ácidos graxos trans(%)
19,4 - 80,9 18,0 – 35,8 0,7 – 3,3
Pavan & Mancini Filho, 2007
Margarinas e cremes vegetais - Hidrogenação (2006)
Lipídios(%)
Ácidos graxos saturados (%)
Ácidos graxos trans(%)
19,5 – 78,3 20,6 – 28,9 12,6 – 30,5
Pavan & Mancini Filho, 2007
Margarinas e cremes vegetais - Hidrogenação (passado)
Lipídios(%)
Ácidos graxos saturados (%)
Ácidos graxos trans(%)
42 - 85 13,6 - 18,8 11 - 49
Margarinas e cremes vegetais
Estrutura de margarinas contendo 10% de gordura sólida
yield value (gf/cm2) 1000 200
óleo
água
cristal
yield value (gf/cm2)
Conteúdode
gordurasólida(%)
Consistência de margarinas
macia boa dura muito dura
12:0/12:0/12:0 16:0/2:0/16:0
TRIACILGLICERÓIS
Distribuição de ácidos graxos emtriacilgliceróis de óleos e gorduras naturais
Ácidos graxos (%)
Óleo /
Gordura
Posição
sn-
16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3 20:0
1 13,8 - 5,9 22,9 48,4 9,1 -
Soja 2 0,9 - 0,3 21,5 69,7 7,1 -
3 13,1 - 5,6 28,0 45,2 8,4 -
(%) 3,2 - 2,6 29,7 42,7 28,5 -
1 17,9 0,3 3,2 27,5 49,8 1,2 -
Milho 2 2,3 0,1 0,2 26,5 70,3 0,7 -
3 13,5 0,1 2,8 30,6 51,6 1,0 -
(%) 6,9 16,7 3,2 31,3 40,9 23,3 -
1 34,0 0,6 50,4 12,3 1,3 - 1,0
Manteiga
de cacau2 1,7 0,2 2,1 87,4 8,6 - -
3 36,5 0,3 52,8 8,6 0,4 - 2,3
(%) 2,4 16,7 2,0 80,9 84,3 - -
Número estatístico de triacilgliceróis
diferentes em função do número de ácidos
graxos diferentes
Ácidos graxos
(n)
Sem distinção
de isômeros
(n3+3n2+2n)/6
Sem distinção
de isômeros
ópticos
(n3+n2)/2
Todos os
isômeros
n3
1 1 1 1
2 4 6 8
3 10 18 27
4 20 40 64
5 35 75 125
10 220 550 1000
Interesterificação de mistura binária (50:50) de triacilgliceróis
composição no equilíbrio (%)
Ácidos graxos (fração molar)
TAG(fraçãomolar)
Composição em triacilgliceróis de mistura binária interesterificada (AAA + BBB)
Composição em triacilgliceróis de óleo de soja
natural e interesterificado
Triacilglicerol (%)
SSS SSI SIS SII ISI III
Óleo de soja
natural 0,0 1,0 4,0 35,0 3,0 57,0
interesterificado 0,4 4,4 2,2 22,6 11,3 59,2
Catalisadores para interesterificação
Catalisadores (%) Temperatura
( C)
Tempo
(min)
Alquilatos
metálicos
(metóxido de
sódio)
0,2-2,0 50-120 5-120
Metais
alcalinos (Na,
K, liga Na/K)
0,1-1,0 25-270 3-120
Hidróxidos
alcalinos
0,05-0,1
+ 60-160 30-45
Glicerol 0,1-0,2
Inativação de catalisadores de
interesterificação
Veneno Catalisador inativado
Tipo Nível (kg / 1000 kg óleo)
Na NaOCH3 NaOH
Água 0,01 % 0,13 0,3 -
Ácidos
graxos
livres
0,05 %
(em ácido
oléico)
0,04 0,1 0,07
Peróxido 1,0
(meq O2/ kg)
0,023 0,054 0,04
Total 0,193 0,454 0,11
Mecanismo da interesterificação química
diglicerinato
Tempo (min)
CGS (%)a 40°C
Interesterificação de óleo de palma
Alterações no ponto de fusão devidas à
interesterificação
Óleo / Gordura Ponto de fusão ( C)
Antes Após
Soja -7,0 5,5
Algodão 10,5 34,0
Coco 26,0 28,2
Palma 39,8 47,0
Banha 43,0 43,0
Sebo 46,2 44,6
Manteiga de cacau 34,4 52,2
25% óleo de palma hidrogenado +
75% óleo de palmiste hidrogenado 50,2 40,3
25% triestearina +
75% óleo de soja 60,0 32,2
Cristalização da mistura de gordura
do leite e óleo de girassol (70:30) a 20C
Ponto de amolecimento (ºC) = 31,3Conteúdo de gordura sólida (%) = 11,1
Consistência (gf/cm2) = 207,5
Cristalização da mistura interesterificada de gordura
do leite e óleo de girassol (70:30) a 20C
Ponto de amolecimento (ºC) = 32,0Conteúdo de gordura sólida (%) = 11,6
Consistência (gf/cm2) = 509,1
0
5
10
15
20
25
30
Mas
sa (
%)
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
Número de carbonos
Antes
Após
Percentual em massa de triacilgliceróis para a interesterificação degordura de babaçu e azeite de dendê, na proporção de 60:40
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Mas
sa (
%)
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
Número de carbonos
Antes
Após
Percentual em massa de triacilgliceróis para a interesterificação degordura de babaçu e azeite de dendê, na proporção de 80:20
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
Número de Carbonos
(%)
em
Mas
sa
Am 5ai
Am 5di
Composição em triacilgliceróis quanto ao número de carbonos da mistura binária entre gordura de frango e TCM
antes e após a interesterificação
AntesApós
Alterações nos triacilgliceróis durante a
interesterificação de 60% de óleo de girassol
com 40% de banha totalmente hidrogenada
Triacil-
glicerol
(%)
no de
duplas
ligações
Tempo
(min)
0 20 40 60
SSS 0 37,7 32,0 17,1 6,7
SSM 1 - 0,7 3,7 9,2
SMM 2 0,5 1,6 3,1 5,4
SSD 2 0,5 2,9 12,7 20,9
MMM 3 0,7 1,1 - -
SMD 3 4,7 5,2 11,2 14,0
MMD 4 4,8 4,8 5,1 2,5
SDD 4 11,4 11,8 16,2 20,2
MDD 5 20,3 20,2 16,5 9,5
DDD 6 19,2 19,4 14,3 11,6
Composição da banha antes e após a
interesterificação
Ácido
graxo
Antes
(%)
Após
(%)
Total Posição
sn-2
Total Posição
sn-2
16:0 24,8 63,6 23,8 24,2
16:1 3,1 6,4 2,9 3,3
18:0 12,6 3,0 12,2 12,0
18:1 45,0 16,5 47,2 47,4
18:2 9,8 5,1 9,5 9,8
Outros 4,7 5,4 4,4 3,3
Reator para interesterificação
Gordura
CatalisadorVácuo
Produto
Nitrogênio
Vapor ou água fria
Agitador
GorduraProduto
Trocador de calor
Secador
Reatortubular
Centrífuga
Secador
Vácuo
Vácuo
Sistema contínuo de interesterificação química
CatalisadorÁgua
Mecanismo ping-pong para interesterificação enzimática
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0
6
12
18
Atividade de água
Umidade
(%)b.s.
Isotermas de adsorção de água da Lipozyme
(°C)253545
Bomba de circulação de água
Reservatório de produto
Bomba peristáltica
Banho de água
Reservatório de substrato
Camisa de aquecimento
Enzima (Lipozyme IM)
Reator contínuo para produção de lipídios estruturados por interesterificação enzimática
Reator contínuo para produção de lipídios estruturados por interesterificação enzimática
Comparação
Interesterificação
Química Enzimática
Vantagens
Barata Especificidade
(por posições do glicerol e
por ácidos graxos)
Rápida Reutilização de lipases
imobilizadas
Fácil de aumentar a escala Condições de reação brandas
Comparação
Interesterificação
Química Enzimática
Desvantagens
Não tem especificidade Custo das lipases
Custo dos bio-reatores
Difícil de aumentar a escala
Baixa eficiência
Migração acil (processos
descontínuos lentos)
A interesterificação química ou enzimática apresenta-
se como importante método de modificação de óleos e
gorduras, com a vantagem de não promover a
formação de isômeros trans. Contudo, para atender as
exigências do mercado, deverá ser associada aos outros
métodos de modificação existentes, como a mistura, o
fracionamento e a hidrogenação.
Conclusão