Upload
vuongtuong
View
231
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
GRASAS Y ACEITES
COMESTIBLES
Gilma Beatriz Medina Montoya
Gilma Beatriz Medina Montoya
Departamento de Farmacia
Facultad de Química Farmacéutica
FUNCIÓN
Gilma Beatriz Medina Montoya
Protectora
Reguladora
Energética
Estructural
Transporte
• Calorías.
• Aislamiento.
• Favorece absorción de Ca.
• Vehículo de nutrientes.
• Regulación de las actividades
celulares por acción de las hormonas.
• Hace parte de la membrana celular y
órganos sensoriales .
• Formación de tejido adiposo.
• Absorción de impactos.
ORIGEN
VEGETAL
Nuez de palma
Semilla de algodón
Semillas de maní
Germen de maíz
Fruto de olivo
Capa fibrosa del fruto de la palma
Semilla de soya
Semillas de girasol
Canola
Gilma Beatriz Medina Montoya
ORIGEN
ANIMAL
Lardo
Grasa de cerdo
Dripping / sebo comestible de bovinos
Grasa de res
Grasa de leche
Aceites marinos
Gilma Beatriz Medina Montoya
Cómo se utilizan en la
industria de los alimentos?
Margarinas, mantequillas,
mantecas, frituras, chocolates,
repostería, panadería, cremas,
salsas, mayonesas.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Gilma Beatriz Medina Montoya
CLASIFICACIÓN
Lípidos Simples
Lípidos Compuestos
Compuestos Asociados
• Grasas y aceites• Ceras
• Fosfolípidos
• Glucolípidos
• Lipoproteínas
• Ácidos grasos
• Pigmentos
• Vitaminas liposolubles
• Esteroles
• Hidrocarburos
COMPOSICIÓN
SAPONIFICABLE
Triglicéridos
Diglicéridos
Monoglicéridos
AGL
NO SAPONIFICABLE
Esteroles
Antioxidantes
Pigmentos
Vitaminas
Fosfolípidos
Otros: hidrocarburos, cetonas.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Colesterol
Ácido Oléico
FRACCIÓN ―SAPONIFICABLE‖
Gilma Beatriz Medina Montoya
CH2OH
CH-OH
CH2OH
Glicerol
R-COOH
R-COOH
R-COOH
3 Ácidos grasos
CH2-O-COR
CH-O-COR
CH2-O-COR
3H2O
Esteres del glicerol y ácidos alifáticos de cadena larga saturados o no.
SIMPLES O MIXTOS
Triglicérido
(aceite o grasa)
REACCIÓN DE FORMACIÓN DE UN
―TRIGLICÉRIDO‖
C2
C1
C3
H
H
H
H
H
O
Glicerol
H OH C CCC C
O
O
O
H2O
C CCC C
O
Monoglicérido
C CCC C
O
C CCC C
O
Diglicérido
Triglicérido
Gilma Beatriz Medina Montoya
ÁCIDOS GRASOS
Cadenas lineales con # par de C.
Amplio espectro de longitudes de cadena
Sus dobles enlaces en configuración cis pero pueden cambiar a trans .
Perfil trans similar al de un AGS, con pf. más elevados que sus isómeros en cis.
Los AGE son cis. Representan el 95% del peso del TG.
Son su porción reactiva.
Su pf aumenta con el Peso Molecular y con la disminución de las insaturaciones.
C
H
C
CC
H
H
H
CIS
TRANS
Gilma Beatriz Medina Montoya
CLASIFICACIÓN DE LOS ACIDOS GRASOS
Saturados: Carnes, lácteos, yema de huevo y algunos alimentos procesados industrialmente.Generalmente sólidas a la Tambiente.
Mono insaturados: Aceite de oliva, canola, y aceitunas, soja, maní, almendras, nueces.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Gilma Beatriz Medina Montoya
Poli insaturados: Aceites vegetales de: girasol, maíz,
soja y de uva. Algunos pescados son ricos en AGP.
CLASIFICACIÓN DE LOS ACIDOS GRASOS
Composición en Ácidos grasos de aceites de origen vegetal
(gramos/100 gramos aceite)
ACEITE
Grasas
Saturadas
Grasas
Monoinsaturadas
Grasas
Poliinsaturadas
Ácidos
Grasos
Omega-6
Ácidos
Grasos
Omega-3
Razón
omega-6/
omega-3
MARAVILLA 12 23.9 64 63.8 0.16 399
MAÍZ 13.6 26.1 59.9 57.7 2.2 26.2
CANOLA 7.4 65.8 26.7 19.4 7.3 2.7
PEPA DE UVA 11.7 16.2 72.1 71.1 1.0 71.1
SOYA 14.7 22.3 63.0 56 7 8
OLIVA 5.2 72.2 14.7 13.9 0.8 17.4
Gilma Beatriz Medina Montoya
Estructura y nomenclatura de los ácidos
grasos:
Gilma Beatriz Medina Montoya
H3C
H3C
H3C
H3C
COOH
COOH
COOH
COOH
n – 9
n – 3
n – 6
Ácido esteárico
Ácido oleico
Ácido Linoleico
Ácido Linolénico
18:0
18:1 ω9
18:2 ω6
18:3 ω3
Gilma Beatriz Medina Montoya
NOMBRE COMÚN
“Ácido….”
ÁTOMOS DE
CARBONOESTRUCTURA
PUNTO DE FUSIÓN
(°C)
Ácidos grasos saturados
Láurico 12 CH3(CH2)10COOH 44,2
Mirístico 14 CH3(CH2)12COOH 54,0
Palmítico 16 CH3(CH2)14COOH 63,0
Esteárico 18 CH3(CH2)16COOH 69,6
Araquídico 20 CH3(CH2)18COOH 76,5
Lignocérico 24 CH3(CH2)22COOH 86,0
Ácidos grasos insaturados
Palmitoleico 16 CH3(CH2)5CH=CH(CH2)COOH -0,5
Oleico 18 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 13,4
Linoleico 18 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH -3
Linolénico 18 CH3(CH2)CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH -11
Araquidónico 20 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH -49,5
Tomado de Biología COU-Anaya
ÁCIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS
DE MAYOR INTERÉS BIOLÓGICO:
Esteroles: Químicamente inertes
Colesterol y fitoesteroles
Antioxidantes: 0.05-0.2%.
Tocoferoles o Vitamina E
Fosfolípidos
Vitaminas Liposolubles
Colorantes y pigmentos: Carotenoides
Clorofilas
Fosfoglicéridos: Fosfatidilcolina
Fosfatidilinositol
Fosfatidilserina
Fosfatidiletanolamina
FRACCIÓN
―INSAPONIFICABLE‖
Gilma Beatriz Medina Montoya
Estructura de los Fosfolípidos
Gilma Beatriz Medina Montoya
OH
CH2O OX
COCH2O R
COR
O
P
OCH
―X‖ Representa: La colina, etanolámina, serina, inositol, glicerol
Gilma Beatriz Medina Montoya
PROCESOS DE EXTRACCIÓN DE
GRASAS Y ACEITES
Prensado
Extracción por disolventes
Una combinación de prensado y extracción por
disolventes.
PROCESOS DE EXTRACCIÓN DE
GRASAS Y ACEITES
Gilma Beatriz Medina Montoya
Limpieza
Destilación
Harina DesolventizaciónDerivados
Proteínicos
Aceite Crudo
Extracción
Calentamiento
Trituración
Descascarillado
Recuperación con
Disolvente
REFINAMIENTO DE ACEITES
Gilma Beatriz Medina Montoya
Las impurezas deben ser eliminadas para mejores
propiedades organolépticas, liberándolos de
fosfátidos, AGL, pigmentos y otros que produzcan
mal olor y sabor.
FLUJOGRAMA PROCESO DE
REFINACIÓN
Gilma Beatriz Medina Montoya
Aceite refinado
Winterización
Desodorización
Decoloración
NeutralizaciónPastas jabonosas
Lecitina
Aceite crudo
Desgomado
Sedimentación
Hidrogenación
SEDIMENTACIÓN Y DESGOMADO
Hidratación y precipitación de los fosfátidos.
Centrifugaciòn para separar fosfátidos. (lecitinas)
Sin este refinamiento, las grasas se alteran con
mayor facilidad y adquieren sabores y olores
desagradables.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Elimina AGL, reduce MG y fosfátidos residuales.
Los aceites bien neutralizados contienen menos de 0.1% AGL. Recomendable para procesos de
hidrogenación.
Gilma Beatriz Medina Montoya
NEUTRALIZACIÓN
DECOLORACIÓN(BLANQUEO)
Adición de tierras adsorbentes (arcilla o silíce) y
mezclas con carbón activado.
El color de los aceites disminuye
considerablemente durante la hidrogenación, debido a la desaparición de grupos cromóforos.
Gilma Beatriz Medina Montoya
DESODORIZACIÓN
Con vacío elevado (Evitar contacto con oxigeno) y T de 150-
160ºC, mientras pasa una corriente de vapor directo
(desaireado), dejando el aceite libre de olores y sabores.
A veces se añaden secuestradores (esteres de ácido cítrico)
para impedir la acción catalítica de los iones metálicos.
Se destruyen también peróxidos.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Depositar glicéridos de pf altos en forma de cristales,
cuando se mantienen a T bajas.
El aceite de mesa debe mantenerse claro y brillante sin
enturbiarse o solidificarse a T de refrigeración.
Las grasas de pf alto retiradas, se utilizan en otros
productos
Gilma Beatriz Medina Montoya
WINTERIZACION (HIBERNACIÓN)
TECNOLOGÍAS PARA MODICAR LAS
GRASAS
Gilma Beatriz Medina Montoya
HIDROGENACIÓN
INTERESTERIFICACIÓN
FRACCIONAMIENTO
HIDROGENACIÓN
Gilma Beatriz Medina Montoya
Saturación con H de enlaces dobles de AGI,elevando pf y disminuyendo ―ÍY‖.
Reacción selectiva y los AG más insaturadostienen tendencia a reaccionar primero.
Pueden formarse isómeros trans por la accióndel catalizador.
El IR depende del IY y del PM medio de losglicéridos.
Se modifica comportamiento físico de grasaslíquidas para transformarlas en plásticas,(margarinas).
Proceso de Hidrogenación
Gilma Beatriz Medina Montoya
ACEITE Gas HidrogenoCatalizador
Níquel, Platino, Paladio
Estos catalizadores vienen
soportados en una base
de sílice. Dosificación:
0.1% al peso.
El proceso se realiza en autoclave
en las siguientes condiciones:
P:
5bar
T:
110-210°C
H3CCOOH
CH2
CH2
CH2CH2
CH2
CH2
CH CH CH CH
CH2CH2
H H
CH2
Reacción:
INTERESTERIFICACIÓN
Gilma Beatriz Medina Montoya
Cambia posición de AG dentro de la molécula del TG,cambiando su pf y propiedades de cristalización.
Tecnología para producir grasas con cero TRANS, mantiene laconfiguración CIS natural.
Se obtienen cocientes P/S superiores a 1.2 mínimorecomendado por la Asociación americana del Corazón.
Se mantiene el IY.
Se mezclan grasas en un ambiente de N a T por debajo de 100◦C, usando catalizadores como metóxido de sodio.
FRACCIONAMIENTO
Las G y A son mezclas de TG con diferentes pf.
Esta característica se explota para los propósitos
de separación.
Las G y A se fraccionan para aumentar su valor
comercial, o hacer productos especiales.
Proceso físico guiado por pf o, por la solubilidad.
Gilma Beatriz Medina Montoya
REACCIONES INVOLUCRADAS EN EL
DETERIORO DE LAS GRASAS
HIDRÓLISIS
ENRANCIAMIENTO
INTERESTERIFICACIÓN
POLIMERIZACIÓN
HALOGENACIÓN
ISOMERIZACIÓN
Enlace “Ester” y en “insaturaciones de los AG”.
Gilma Beatriz Medina Montoya
HIDRÓLISIS
En presencia de agua, calor, lipasas y microorganismos.
Ruptura del enlace Ester descomponiéndose en MG, DG
y AGL y pequeñas cantidades de metilcetonas y lactonas.
Aumenta acidez, incidiendo en el olor y sabor, y decrece el
punto de humo.
Medida preventiva: conservar a bajas T y evitar contacto
con agua.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Gilma Beatriz Medina Montoya
HIDRÓLISIS
C2
C1
C3
H
H
H
H
H
O
Glicerol
H OH C CCC C
O
O
O
H2O
C CCC C
O
Monoglicérido
C CCC C
O
C CCC C
O
Diglicérido
Triglicérido
ENRANCIAMIENTO
OXIDATIVA O AUTO OXIDACIÓN
Cambian propiedades organolépticas
Pérdida de calidad
Disminuye su valor nutritivo al destruirse AGE y afectarse estructuras insaturadas de vitaminas.
Mecanismos de reacción:
1. Período de iniciación:
Agentes pro-oxidantes (calor, radiaciones, iones metálicos, etc.) originan RL muy reactivos.
RH ---------------------------> R* + H*
Gilma Beatriz Medina Montoya
2. Período de propagación:
R* + O2 (aire) ------------------> R-O-O* (hidroperóxidos)
R-O-O* + RH ------------------> R-OOH + R*
Los propios peróxidos pueden suministrar RL aldescomponerse, originando compuestos secundarios(aldehídos, cetonas, entre otros).
Son reacciones en cadena, cuyos límites son:
Ausencia de oxígeno.Reacción entre radicales libres.
Gilma Beatriz Medina Montoya
ENRANCIAMIENTO
Gilma Beatriz Medina Montoya
3. Período de terminación.
R* + R* ------------------> R-R (dímeros)
R* + R-O-O* --------------> R-O-O-R
Desaparece el AG original, y como productos finales se pueden
encontrar:
- Polímeros diversos.
- Hidroperóxidos R-OOH
- Dímeros con puente de oxígeno R-O-O-R.
Evitar propagación con antioxidantes: tocoferoles y vitamina E
(naturales) y otros artificiales derivados del ácido gálico y del
anisol (BHA, BHT, TBHQ).
ENRANCIAMIENTO
ENRANCIAMIENTO
Oxidación por lipoxidasa
Presentes en vegetales y carnes.
Cataliza la oxidación de AGI específicos
(sistema 1,4-pentadieno cis-cis), como el
linoleico, linolénico y araquidónico.
Se inicia el proceso con la formación de RL en
presencia de oxígeno.
Gilma Beatriz Medina Montoya
POLIMERIZACIÓN
RL que se combinan entre sí o con los AG
formando polímeros lineales (con diferente grado
de longitud y ramificación) o cíclicos (en
presencia de dobles enlaces).
Compuestos de mayor tamaño y PM, tienden a
aumentar viscosidad, formar espuma y una capa
de consistencia plástica en la superficie del aceite
y en el recipiente.
Gilma Beatriz Medina Montoya
HALOGENACIÓN
Para encontrar la relación yodo/cloro, se
realizan dos determinaciones:
a. Determinación de yodo
b. Determinación de halógenos totales
Gilma Beatriz Medina Montoya
ISOMERIZACIÓN
Parámetro sensible para detectar cambios
químicos resultantes de unas condiciones de
elaboración severas:
Isomerización cis-trans, especialmente en el ácido linoleico).
Altos contenidos de AGI, evitan formación de
isómeros trans a T controladas.
Gilma Beatriz Medina Montoya
CARACTERIZACIÓN Y ANÁLISIS DE LAS
MATERIAS GRASAS
Gilma Beatriz Medina Montoya
Objetivos:
Identificar atributos físicos y químicos
Control de criterios de calidad, pureza,
adulteraciones y falsificaciones
Caracterizar su calidad frente a las
normas
Caracterizar valor nutricional.
Control de procesos tecnológicos.
MÉTODOS CLÁSICOS DE ANÁLISIS
(Métodos Oficiales)
Gilma Beatriz Medina Montoya
Métodos de “IDENTIFICACIÓN”
Punto de fusión Punto de humo
Prueba de frío Densidad Índice de refracción
Índice de yodoÍndice de
SaponificaciónMaterial
insaponificable
Métodos de identificación
Gilma Beatriz Medina Montoya
Punto de humo
Prueba de frio
Punto de fusión
Control de procesos donde se utilizan T
altas.
T a la cual se encuentran en equilibrio
fases sólida y líquida, a 1 Atm. de presión.
Control de hidrogenación. Por su
correlación con la consistencia de la
grasa plastificada.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Densidad o gravedad específica
No varía mucho para aceite puro y fresco.
NTC: 336
Se determina con picnómetro a diferentes T:
(grasa líquida o sólida).
Índice de refracción
Gilma Beatriz Medina Montoya
Se mide con refractómetro de ABBE
T = 25 °C para aceites
T = 40 °C grasa parcialmente hidrogenadas
T = 60 °C grasas hidrogenadas
T = 80 °C Ceras
Valor promedio para G y A:
1.4400-1.4800
Aumenta con el PM y con la T.
ÍNDICE DE YODO
Gilma Beatriz Medina Montoya
Mide el grado de insaturación (dobles enlaces no conjugados).
Se define como los g de yodo que se adicionan al doble enlace en 100 g de grasa.
METODOS:
Reactivo de Wijs Mezclas Interhalógenos con baja
Reactivo de Hannus reactividad y alta selectividad.
Propiedad química relacionada con el IR.
Determina si las G/A están mezclados con otros aceites.
ÍNDICE DE SAPONIFICACIÓN
Gilma Beatriz Medina Montoya
Se define: mg de KOH necesarios para saponificar 1 gde G.
El Índice de Saponificación es 1/ PM de los AG.
Acido graso # de C IS
Butírico 4 C 556.6
Láurico 12 C 263.4
Palmítico 16 C 208.5
Esteárico 18 C 188.5
—
PM = PM KOH
IS
Gilma Beatriz Medina Montoya
CH
H
O
CH O
CH O
H
CH
H
OH
CH OH
CH OH
H
C
O
C
O
C
O
3NaOH
Calor
NaOOC
NaOOC
NaOOC
Triglicérido Glicerol Jabón
Reacción:
Índice de saponificación
MATERIAL INSAPONIFICABLE
Gilma Beatriz Medina Montoya
Se determina saponificando la grasa y separando el insaponificable con
éter.
CONTENIDO INSAPONIFICABLE DE GRASAS Y ACEITES
ACEITE O GRASA M. INSAPONIFICABLE %
Manteca de cacao 0.2 – 1.0
Coco < 0.5
Bacalao 3.3 – 4.7
Hígado de tiburón 13.0 – 20.0
Oliva 0.7 – 1.1
Palma 0.3 – 1.0
Maíz 0.8 – 2.0
Semillas de algodón < 1.5
Cacahuetes 0.2 – 0.8
Manteca de cerdo < 0.8
Semillas de mostaza 0.7 – 1.5
MÉTODOS CLÁSICOS DE ANÁLISIS
(Métodos Oficiales)
Gilma Beatriz Medina Montoya
Métodos de determinación de “CALIDAD”
Características organolépticas
Índice de Acidez
Prueba de rancidez
Índice de peróxido
Material insaponificable
Humedad
ÍNDICE DE ACIDEZ
Gilma Beatriz Medina Montoya
Se define : mg de KOH necesarios para neutralizar los AGL contenidos en 1.0 g de G/A.
El resultado se expresa en % de ácido oleico.
REACCIÓN O PRUEBA DE KREIS
―Determinación de rancidez‖
Gilma Beatriz Medina Montoya
Método cualitativo.
Reacción entre la
floroglucina y un constituyente
de la grasa.
Color rojo, indica el grado
de rancidez (comparado frente
a una muestra estándar).
ÍNDICE DE PERÓXIDO
Mili-equi. de O activo contenidos en 1 Kg de G,
calculados a partir del I liberado del KI, en
condiciones exigidas por el método analítico.
Las G y A empiezan a descomponerse cuando son
aislados de su ambiente natural sabor y olor
desagradable.
IP hasta 5 Aceite fresco
IP en fábrica 0 peróxido
A ↑ Insaturación, ↑ IY, ↑ RANCIDEZ.
Gilma Beatriz Medina Montoya
ADULTERACIONES MÁS FRECUENTES
Adición de aceites de pescado a
aceites vegetales.
Adición de aceites livianos de petróleo.
Adición de aceite de algodón y
ajonjolí a otros aceites.
Mezclas de aceites saturados en insaturados.
Reutilización de aceites.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Técnicas instrumentales aplicadas al
análisis de compuestos lipídicos
Espectroscopia IR y cromatografía de gases: (AGT)
Cromatografía en capa fina, columna, HPLC, CLAE
Métodos espectrofotométricos: UV-visible y
fluorescencia.
Análisis de ácidos grasos, mono-, di- y triglicéridos.
Análisis estructural de triglicéridos
Análisis de vitamina E, esteroles y fosfolípidos.
Técnicas modernas de análisis de aceites
comestibles.
Gilma Beatriz Medina Montoya
Análisis de componentes minoritarios y
contaminantes mediante cromatografía de gases
y líquida
Detección de aceites refinados y
de otros aceites vegetales en
aceite de oliva.
Análisis de compuestos fenólicos,
vitaminas y aditivos.
Detección de residuos de
plaguicidas, contaminantes, y
otros agentes indeseables.
Gilma Beatriz Medina Montoya
BIBLIOGRAFÍA
DESROSIER, N.W. "Elementos de tecnología de alimentos" Ed. Continental.
11ª Reimpresión, México 1996, pags. 210-211
BRENNAN, J.G. "Las operaciones de la ingeniería de los alimentos" Ed.
Acribia,
3ª Edición, España 1998, pags. 257-258
PRIMO, Y.E. "Química de los alimentos", Ed. Síntesis. España 1998, pags.
186-195
BADUI, S. D. "Química de los alimentos" Ed. Pearson Education. 3ª Edición.
México 1999, pags. 233-241
Excerpted with permission from The National Cottonseed Products
Association Guide to Edible Oils.
http://oregonstate.edu/instruct/nfm236/lipids/index.cfm
"Manual de practicas de tecnología de granos II", Universidad de Sonora,
México 1995, pags. 18-20.