GRASAS Y ACEITES COMESTIBLES - Programa Integración de...

GRASAS Y ACEITES

COMESTIBLES

Gilma Beatriz Medina Montoya


Departamento de Farmacia

Facultad de Química Farmacéutica

FUNCIÓN


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


ORIGEN

ANIMAL

Lardo

Grasa de cerdo

Dripping / sebo comestible de bovinos

Grasa de res

Grasa de leche

Aceites marinos


Cómo se utilizan en la

industria de los alimentos?

Margarinas, mantequillas,

mantecas, frituras, chocolates,

repostería, panadería, cremas,

salsas, mayonesas.



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.


Colesterol

Ácido Oléico

FRACCIÓN ―SAPONIFICABLE‖


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


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


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.



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


Estructura y nomenclatura de los ácidos

grasos:


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


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‖


http://fundacionspes.org/secciones/revista/cuerpo positivo 11/imagenes/4.jpg

Estructura de los Fosfolípidos


OH

CH2O OX

COCH2O R

COR

O

P

OCH

―X‖ Representa: La colina, etanolámina, serina, inositol, glicerol


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


Limpieza

Destilación

Harina DesolventizaciónDerivados

Proteínicos

Aceite Crudo

Extracción

Calentamiento

Trituración

Descascarillado

Recuperación con

Disolvente

REFINAMIENTO DE ACEITES


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


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.


Elimina AGL, reduce MG y fosfátidos residuales.

Los aceites bien neutralizados contienen menos de 0.1% AGL. Recomendable para procesos de

hidrogenación.


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.


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.


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


WINTERIZACION (HIBERNACIÓN)

TECNOLOGÍAS PARA MODICAR LAS

GRASAS


HIDROGENACIÓN

INTERESTERIFICACIÓN

FRACCIONAMIENTO

HIDROGENACIÓN


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


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:



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.


REACCIONES INVOLUCRADAS EN EL

DETERIORO DE LAS GRASAS

HIDRÓLISIS

ENRANCIAMIENTO


POLIMERIZACIÓN

HALOGENACIÓN

ISOMERIZACIÓN

Enlace “Ester” y en “insaturaciones de los AG”.


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.



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*


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.


ENRANCIAMIENTO


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.


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.


HALOGENACIÓN

Para encontrar la relación yodo/cloro, se

realizan dos determinaciones:

a. Determinación de yodo

b. Determinación de halógenos totales


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.


CARACTERIZACIÓN Y ANÁLISIS DE LAS

MATERIAS GRASAS


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)


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


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.


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


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


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


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


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


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)


Métodos de determinación de “CALIDAD”

Características organolépticas

Índice de Acidez

Prueba de rancidez

Índice de peróxido

Material insaponificable

Humedad

ÍNDICE DE ACIDEZ


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‖


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.


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.


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.


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.


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.

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