Aceite de germen de maíz

El aceite de germen de maíz se obtiene a partir de las semillas de Zea mays L.

(Gramineae) mediante presión (aceite de germen de maíz prensado en frío) o por

extracción, y se refina posteriormente (aceite de germen de maíz refinado).

El cereal, el maíz, se originó entre México y Perú, aunque la forma más silvestre

no ha sido identificada, puesto que el maíz cultivado fue seleccionado a partir de

las variedades silvestres de maíz muy tempranamente. Se han encontrado restos

de variedades de maíz silvestre que ya habían sido utilizadas en el ámbito

doméstico en cuevas en el sur de México en el año 5000-3400 a.C. El maíz

también aparece en la mitología india y en la religión. Los habitantes de las islas

del Caribe lo denominaron mahiz y los españoles adoptaron este nombre cuando

trajeron el maíz a Europa, en 1500. Fue considerado como una novedad, pero no

fue cultivado en Europa hasta el siglo XVII. Se extendió por todo Italia, por los

Balcanes y por Rusia hasta la India y China. Desde la Segunda Guerra Mundial,

esta planta, que es en esencia tropical o subtropical, ha sido cultivada por todo el

mundo, aunque principalmente se utiliza como pienso animal en los EE.UU. y en

otros países industrializados, también como fuente de proteína (polenta, tortillas,

maíz, palomitas) y féculas (pudines, comida almidonada, galletas de calidad alta,

espesante para sopas y salsas -Maizena, Mondamin-, cereales...).

El maíz es poco importante como planta oleaginosa, aunque el aceite de germen

de maíz es muy preciado en términos fisiológicos nutricionales por su contenido en

ácido palmítico y, principalmente, por su contenido en ácido alto oleico y linoleico

(hay grandes variaciones de un área de cultivo a otra en el contenido de ácido

linoleico). El aceite (la planta de semillero tiene un contenido de aceite de

aproximadamente un 35%) se obtiene como un subproducto del proceso mediante

el cual el maíz es transformado en almidón; en primer lugar la fruta se empapa,

entonces el germen es molido en trozos grandes, se deja en remojo, se separa y

se lava. A continuación se elimina el agua y se seca el producto, que pasa

posteriormente por un proceso de presión o extracción. El aceite crudo se refina

posteriormente; el aceite de germen de maíz prensado en frío raramente se

comercializa. El aceite claro, de color amarillo dorado, que desprende un olor y

gusto débiles, es utilizado como aceite de mesa. En el sector alimentario, el aceite

de germen de maíz se utiliza en la producción de comestibles (margarina,

mayonesa, productos dietéticos, comida para bebés). En la industria cosmética, el

aceite de germen de maíz también se utiliza en la producción de jabones y

productos para el cuidado del cabello. El aceite de germen de maíz también se

utiliza como materia prima para lubricantes y productos para el cuidado del cuero

en industrias especializadas.

INDUSTRIALIZACION DEL MAIZ

PROCESO PARA LA OBTENCION DEL ACEITE DE MAIZ

1. Aspectos generales

2. Materia prima

3. Recepción de la materia prima

4. Inspección y Limpieza

La primera etapa del procedimiento es la inspección y limpieza, destinada a

eliminar los materiales extraños que acompañan al maíz.

5. Maceración

El cereal limpio se macera con agua a 50º C en tanques de acero inoxidable

durante 30 a 40 horas. En esta etapa la humedad se incrementa del 15 al 45 %.

Asimismo se debilitan los enlaces del gluten y se libera el almidón.

Este proceso se realiza en varias cubas en batería con circulación en

contracorriente del maíz y el agua de maceración. Esta última ablanda el grano y

ayuda a la separación de la cáscara, el germen y la fibra, como así también a

controlar el desarrollo de microorganismos.

El líquido de maceración se concentra y se mezcla con la fibra, el gluten y el

germen agotado. Luego del secado y triturado se destina a la alimentación animal.

6. Desodorización

La Desodorización consiste en la eliminación, atreves de vapor de agua a baja

presión de cuerpos volátiles, aldehídos, cetonas que son responsables del mal

gusto. En esta operación se debe evitar cuidadosamente la oxidación de los acido

grasos saturados

7. Molienda y Desgerminización

Después del acondicionamiento en la maceración, el grano de maíz hinchado sale

del silo, conteniendo cerca del 45% de agua, y se pasa por una criba que separa

el agua del maíz, para separar los componentes que constituyen el grano (la

cascara, el endospermo rico en almidón y el germen) se lleva a un Desgerminador

modelo DG 20, el cual desgermina el maíz reduciendo el grano en pedazos

medios y grandes, y simultáneamente separa el germen de los pedazos.

El endospermo sometido a molienda, genera los grits de diferentes grados de

granulometría 4, 16 y 80, originando también las hojuelas (flakes). Por lo cual este

puede ser vendido a otras industrias.

Del germen y la concha (material extraíble), se genera el aceite crudo y las tortas

desgrasadas. El aceite crudo extraído posteriormente se somete al proceso de

refinación, donde se separan los ácidos grasos y las lecitinas, continuando el

proceso de refinación.

8. Lavado y secado del germen

El germen recuperado se lava para quitarle el almidón adherido y se deseca se

envía a un sistema de cribas de barras, estas tienen forma triangular, tienen una

distancia bien definida entre una y otra.

El proceso de separación del germen del líquido que está llevando lo fino

(almidón, proteína) se realiza en 2 o 3 etapas y en contracorriente, es decir, a la

última criba se le agrega agua limpia, que se va re inyectando mediante bombas.

Se obtiene de estas cribas de barras el germen lavado, el cual se seca.

Ya seco se envía a extracción obteniéndose por un lado el aceite y por

el otro el germeal (torta) que se le puede peletizar.

9. Extracción

Después del secado, el germen molido húmedo contiene entre 2-4% de humedad,

con un contenido de aceite del 44-50%. Este se somete a un sistema de

extracción por prensado en frio para aprovechar al cien por cien sus propiedades

nutricionales y la torta o expeler resultante que queda se aprovecha ya que es una

fuente de proteínas e hidratos de carbono para la alimentación animal.

10.1. Prensado

La extracción por presión se llevará a cabo por prensas continuas, el germen

molido se calienta en recipientes calentadores de doble fondo a temperaturas no

mayores de 60 ºC para asegurar la estabilidad molecular de los ácidos grasos poli

insaturados (evitar la degradación del aceite); el calentamiento busca eliminar el

exceso de humedad de la harina, con lo cual se aumenta el rendimiento al

lograrse mayores presiones y facilitarse la fluidez del material trabajado. La prensa

en su interior posee un tornillo sin fin en el cual, el número de espiras y el diámetro

aumenta de un extremo al otro, viéndose el material obligado a pasar por espacios

cada vez más reducidos, donde es comprimido y de esta manera lograr extraer el

aceite el cual fluye a través de los orificios de la prensa y este es dirigido a un

proceso de filtrado posterior, quedando como subproducto el expeler (torta) el cual

posee entre el 6-8 % de aceite.

10.2. Extracción por solventes

10.3. Destilación de micelas

10. Filtración

Posteriormente por un proceso de filtración se elimina del aceite extraído todo lo

que no sea materia grasa (resto de expeller, harina de molienda, materias

mucilaginosas, etc.). Para ello se lo pasa a través de filtros, formados por placas

perforadas recubiertas por un paño filtrante.

El aceite crudo se envía a presión y, al atravesar los paños deja las partículas

sólidas que lo impurifican y el aceite ya purificado se recolecta en el fondo del

filtro.

Se obtiene de esta manera el aceite crudo, el cual se vierte a tanques de

sedimentación.

El aceite de maíz crudo contiene componentes indeseables o impurezas. Son

ácidos grasos libres (FFA), fosfolípidos, mucílagos, carbohidratos, ceras e

insolubles los cuales pueden dañar la salud humana.

Puede contener además productos de oxidación, mico toxinas y residuos de

plaguicidas e insecticidas. Estas impurezas se eliminan mediante el proceso de

refinación, cuyo resultado final es un aceite comestible, estable, de color claro y de

un agradable sabor.

11. Desgomado

Es la separación de sustancias proteicas, coloides o partículas pequeñas en

emulsión, fosfolípidos, ceras mucilaginosas, gomas, sustancias resinoides, etc.

que con el tiempo pueden polimerizar y precipitar.

12.4. Eliminación de las gomas por medio de ácidos:

Consiste en aplicar pequeñas cantidades de ácido sulfú

rico a temperatura baja o moderada.

El ácido hace que carbonice y precipiten las proteínas, gomas, pigmentos, sin

embargo también pueden atacar a lo glicéridos y producir una ligera sulfatación de

los mismo, esto debe evitarse pues esto significa la aparición a menudo de un

color rojizo que ya no puede eliminarse.

La concentración del ácido no debe ser demasiado elevada y la temperatura no

debe exceder de los 25- 30ºC. Habitualmente se emplea ácido sulfúrico de 66ºBe.

12.5. Eliminación de gomas por hidratación:

Los fosfolípidos, proteínas y otras impureza coloidales que están disueltas en el

aceite o forman una firme dispersión coloidal cuando este está seco, cuando se

les agrega agua, se hinchan considerablemente hidratándose y forman geles de

menor peso especifico que se separan del aceite en forma de partículas

floculentas, si se deja en reposo, van cayendo gradualmente al fondo del

recipiente.

Los aceites brutos extraídos con solvente reciben con frecuencia un tratamiento de

hidratación para eliminar residuos del solvente, se hace pasar corriente de vapor

para recuperar la lecitina que en el aceite de soja está presente en un 1.5 - 3%,

por su aprovechamiento económico

12. Neutralización

Es la primera etapa del proceso de refinación también llamado proceso de

neutralización por álcali. Aquí se elimina la acidez libre, provocada por los ácidos

grasos libres, mediante el agregado de una solució

n de álcali que puede ser hidróxido de sodio o carbonato de sodio. La proporción y

concentración de álcali a utilizar depende de la acidez que presente el aceite (al

aceite de maíz se le agrega 7 gramos de carbonato de sodio por litro), también se

eliminan partes de las sustancias colorantes y oloríferas, adsorbidas en los

jabones.

Aceite +acidez libre + hidróxido de sodio = aceite neutro + jabón

13.6. Proceso discontinuo:

Durante este proceso el aceite crudo se calienta en el desgrasador y se rocía con

el álcali elegido, generalmente hidróxido de sodio, se agita para hacer una

dispersión obteniéndose el FFA en forma de pasta oleosa que puede usarse en la

preparación de jabón, esto tiene que estar bien regulado para que no se forme

mucha espuma con el agua y para evitar la saponificación de los triglicéridos, por

eso se trabaja en 2 etapas:

* Primera etapa: se agrega una cantidad de álcali suficiente para neutralizar el 90-

95 % de los ácidos grasos libres, se decantan y se separan los jabones y se lava

con agua.

* Segunda etapa. Se agrega la cantidad de álcali restante para neutralizar el 5- 10

% de acidez. esta etapa tiene la ventaja de que se trabaja con un menor volumen

de solución que en la primer etapa y se tiene menos perdida de aceite por

saponificación( se agrega un exceso de solución de álcali)

13.7. Proceso continuo, combinación de neutralización- Desmucilaginacion.

Cuando

la producción es de grandes volúmenes de aceite se realiza un proceso continuo,

en la cual se combinan las etapas de neutralización con el desgomado.

Se parte de un tanque pulmón de aceite que lo envío por bombeo a un recipiente

donde se dosifica un deshidratante para desmucilaginarlo (desgomarlo), es una

cantidad regulada por una bomba.

El deshidratante generalmente es ácido fosfórico concentrado que no es corrosivo,

no carboniza las sustancias orgánicas.

En el recipiente se mezcla y de ahí se lleva a una centrifuga que separa la fase

ácida de los mucilagos.

Luego se agrega hidróxido de sodio para neutralizar la acidez del ácido fosfórico

mas la que haya quedado de los ácidos grasos libres.

Se obtienen jabones que se separan por centrifugación y a los remanentes en el

aceite se los separa con un lavado con agua y se vuelve a centrifugar.

Posteriormente se realiza una segunda neutralización con hidróxido de sodio, se

centrifuga y se hacen 2 etapas más de lavado semejante a las anteriores.

Como en el aceite queda una cierta cantidad de agua, se separan por

calentamiento con vacío o inyección de vapor vivo.

El aceite ingresa precalentada a temperaturas mayores que la de vacío de manera

que cuando ingrese en el equipo se evapore rápidamente el agua sin alterar el

aceite.

13. Decoloración

Se realiza luego de la neutralización, en caso que el aceite quede con un color

verdoso o anaranjado.

Para ello se usan

sustancias adsorbentes que poseen puntos activos en su superficie exterior

(reaccionan con los orbitales des-localizados, hay superposición de orbitales con

las sustancias colorantes).

Se trata de arcillas, carbón activo, tierras activadas que poseen un alto nivel de

porosidad, al ponerlos en contacto con el aceite y agitar los pigmentos contenidos

en este son adsorbidos por estas tierras.

* Proceso discontinuo: se mezcla el aceite caliente con el carbón activado al que

previamente se le hizo vacío para eliminar el aire de los poros, para que el aceite

pueda difundir por ellos.

La mezcla se agita y se calienta y se da un tiempo para que el carbón cumpla su

función y tenga lugar el proceso difusivo. Todo el proceso se debe controlar para

que la reacción no se revierta.

* Proceso continuo: las arcillas comunes son silicatos tratadas con ácidos para

activarlas y aumentar la porosidad, el carbón activo es muy selectivo, por eso es

muy común usar una mezcla de ambos que se añade en forma permanente al

aceite( por medio de un tornillo transportador) se realiza una mezcla en frío y

luego se calienta hasta 90- 100ºC en que dicha mezcla ingresa a una cámara de

vacío, el vacío acelera la velocidad de difusión de los pigmentos y al mismo tiempo

evita la presencia de aire en el medio, no se corre el riesgo de que el aceite se

oxide.

No más de 90- 100ºC porque las tierras activadas tienen en su estructura H y O, si

lo pierden no trabajan porque se deshidrata y se modifica su estructura cristalina

pierden poros

En el interior de la cámara se continua agitando y parte de la mezcla se saca por

un costado se la calienta hasta unos 105- 115ºC y se la re-inyecta, la temperatura

ayuda a la difusión y desciende la viscosidad.

Se necesitan unos 15- 40 minutos para que se dé el proceso difusivo.

Por último se obtiene una suspensión de las tierras mas carbón activado con el

aceite que se separa en un filtro prensa.

Normalmente los equipos para el proceso continuo trabajan solos se los auto

regula en todos los parámetros, temperatura, presión, vacío, etc.

Si se recuperan las tierras activadas y los carbonos activados una vez usados, ya

que queda aceite retenido en los poros así que el proceso apuntara a rescatar esa

materia prima, recurriendo a la extracción con solvente hexano.

14. Descerado

15. Desodorización

En el proceso de descoloración, se eliminó el color. Después de esto, viene el

proceso final de Desodorización. El propósito principal de este proceso es eliminar

las sustancias (aldehídos, cetonas) que son responsables del mal sabor y olor del

aceite.

La mayoría de los gustos de desodorizado o, finalmente, refinado de aceite serán

automáticamente destruidos con la eliminación de olores, estos tienen una presión

de vapor alta (son volátiles) y por eso lo podemos oler.

16. Envasado

17. Aceite Refinado de Maíz

Campaña 2002 / 03

Area Sembrada, miles de ha. 3.090

Producción, miles de tn 15.000

Area Cosechada, miles de ha. 2.300

Rendimiento, kg/ha 6.520

37% aumentó en el 2011 la producción nacional de maíz.

- 500 mil colombianos reciben empleo de la producción del cereal y su agroindustria.

- 39 mil toneladas de maíz han ingresado a la fecha bajo el amparo del TLC: 20 mil

toneladas de maíz amarillo y 19 mil en blanco.

- 29% aumentó en Colombia el área de maíz tecnificado el año pasado.

- 605 mil 700 hectáreas fue el área total de maíz en el año 2011 y la producción de

1.715.000 toneladas. En ese año las importaciones de maíz ascendieron a dos

millones 800 mil toneladas con un valor de 927 millones de dólares.

- 4 millones de toneladas fue el consumo total de maíz en Colombia en el último año,

con valor de mil 400 millones de dólares.

- 29% de la producción nacional sirvió para atender el consumo interno en el 2011,

ocho puntos porcentuales menos al 21 por ciento del 2010.

- 250 municipios del país tienen áreas sembradas de este cereal. El maíz es el primer

cultivo de ciclo corto. Concentra el 13 por ciento del área agrícola y aporta el siete por

ciento a la producción nacional. Las zonas productoras dependen en más de un 60%

de esta actividad agrícola.

- 4 departamentos concentran el 65% de las áreas sembradas de maíz en el país:

Tolima, Córdoba, Meta y Valle del Cauca. El valor de la producción agrícola alcanza el

billón de pesos

- 34,4% del PIB agrícola del país lo aporta el maíz, según la última medición del

DANE a marzo 30 de 2012.

- 80% de la producción nacional se orienta al consumo humano y un 20% para la

industria de alimentos balanceados.

- 23% del área de maíz sembrada en el país se hizo con transgénicos, permitiendo

una reducción de costos. En la actualidad, se cuenta con una oferta de 11 variedades

de semillas genéticamente modificadas.

– 70% de las semillas utilizadas en cultivos de maíz son certificadas.