UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA...

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS

RECUPERACIÓN DE ACEITE DE FRITURA AL VACÍO

MEDIANTE LA APLICACIÓN DE TIERRA FILTRANTE

BENTONITA CÁLCICA

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERA EN ALIMENTOS

DIANA ESTEFANÍA REYES OSORIO

DIRECTOR: ING. MANUEL CORONEL

Quito, Junio 2014

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014

Reservados todos los derechos de reproducción

DECLARACIÓN

Yo DIANAESTEFANÍA REYES OSORIO, declaro que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para

ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias

bibliográficas que se incluyen en este documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

vigente.

__________________________

Diana Estefanía Reyes Osorio

C.I.: 1714211693

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Recuperación de

aceite de fritura al vacío mediante la aplicación de tierra filtrante

bentonita cálcica”, que, para aspirar al título de Ingeniera en Alimentos

fue desarrollado por Diana Estefanía Reyes Osorio, bajo mi dirección y

supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las

condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos

18 y 25.

___________________

Ing. Manuel Coronel

DIRECTOR DEL TRABAJO

C.I.: 1710625227

Este trabajo es parte del Proyecto de Investigación financiado por la V

Convocatoria de la Universidad Tecnológica Equinoccial, V.UIO.ALM.07:

”Efecto de las condiciones de fritura en las propiedades físico-

químicas del aceite”

DEDICATORIA

A Dios por darme la fuerza necesaria de salir y superarme cada día.

Con cariño y amor para las personas que hicieron lo posible para cumplir

mis sueños, por motivarme y apoyarme en cualquier instancia de mi vida.

A mis padres, hermanos y sobrina por ser el pilar fundamental de mi vida.

A ti negrito por siempre cuidarme y ayudarme a superar cada obstáculo

que se me presentó.

AGRADECIMIENTOS

A Dios, por llenar mi vida de bendiciones y ser la luz que guía mi camino.

A mis padres Marco y Martha, por el apoyo y amor que me han brindado

en cada etapa y momentos importantes de mi vida, porque han sabido

forjar en mí valores y no han escatimado esfuerzo alguno que permitan

cumplir mis sueños.

A mis hermanos Daniel y Paola, por ser un ejemplo, y quererme tal como

soy.

A Alex y su familia, por el apoyo brindado.

A los Ingenieros Rubén Amagua, Manuel Coronel, Juan Bravo y Juan

Coronel por guiarme en la ejecución de este trabajo, y dedicar parte de su

tiempo a la misma.

A mis mensitas Dayta, Naty y Tañis por su amistad y apoyo incondicional

en el transcurso de cada semestre.

Gracias a todas las personas que participaron directa o indirectamente en

este trabajo de titulación.

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN…………………………………………………………...... ix

ABSTRACT……………………………………………………………. x

1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………. 1

2. MARCO TEÓRICO.................................................................. 3

2.1. ACEITES…………………………………………………… 3

2.1.1. PRODUCCIÓN DE ACEITE EN EL ECUADOR.. 4

2.1.2. PROCESO DE REFINACIÓN……………………. 4

2.1.3. PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS…………… 7

2.2. PROCESO DE FRITURA………………………………… 12

2.2.1. FRITURA AL VACÍO……………………………… 14

2.2.2. REACCIONES DE DETERIORO DEL ACEITE

DE FRITURA…………………………………….... 15

2.3. PROCESO DE BLANQUEO DEL ACEITE…………….. 17

2.3.1. TIERRAS DE BLANQUEO………………………. 20

2.3.1.1. Bentonitas…………………………….. 21

2.3.1.2. Bentonita Cálcica…………………….. 22

2.4. MODELIZACIÓN MATEMÁTICA………………………… 22

2.4.1. REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE……………….. 23

3. METODOLOGÍA…………………………………………………… 25

3.1. MATERIA PRIMA………………………………………….. 25

ii

PÁGINA

3.2. MÉTODOS FÍSICO-QUÍMICOS DE ANÁLISIS DE

RESULTADOS…………………………………………….. 25

3.2.1. PORCENTAJE DE ÁCIDOS GRASOS LIBRES

(AGL)………………………………………………. 25

3.2.2. ÍNDICE DE PERÓXIDOS (IP)…………………… 25

3.2.3. COMPUESTOS POLARES (TPM)………………. 26

3.2.4. COLOR…………………………………………….. 26

3.3. RECUPERACIÓN DEL ACEITE CONT IERRA DE

BLANQUEO………………………………………………... 26

3.4. DISEÑO EXPERIMENTAL…...…………………………... 28

3.5. MODELIZACIÓN MATEMÁTICA………………………… 28

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS…………………………………… 29

4.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE LA

MATERIA PRIMA………………………………………….. 29

4.2. PORCENTAJE DE ÁCIDOS GRASOS LIBRES……….. 31

4.3. ÍNDICE DE PERÓXIDOS………………………………… 35

4.4. PORCENTAJE TOTAL DE COMPUESTOS

POLARES………………………………………………….. 39

4.5. COLOR……………………………………………………... 42

4.6. MODELIZACIÓN…………………………………............. 46

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………….. 49

5.1. CONCLUSIONES………………………………………….. 49

5.2. RECOMENDACIONES…………………………………… 50

iii

PÁGINA

BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………….. 51

ANEXOS……………………………………………………………….. 59

iv

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1. Requisitos del aceite comestible de palma

africana………………………………………………….. 7

Tabla 2. Relación del estado del aceite con el porcentaje

total de compuestos polares………………………….. 10

Tabla 3. Pigmentos y colores característicos en diferentes

aceites………………………………………………….. 11

Tabla 4. Deterioro de blanqueabilidad del aceite de palma… 20

Tabla 5. Propiedades importantes de la tierra de blanqueo… 21

Tabla 6. Condiciones del proceso de blanqueo……………….. 27

Tabla 7. Caracterización química de los aceites utilizados en

el proceso de fritura al vacío de cebolla paiteña y

piña, y del aceite fresco……………………………….. 29

Tabla 8. Color medido en los aceites en coordenadas CIE.. 30

Tabla 9. Color de los aceites en escala Lovibond…………… 31

Tabla 10. Porcentaje de ácidos grasos libres para cada

tratamiento aplicado en los aceites de fritura al

vacío (de cebolla paiteña y piña)……………………. 32

Tabla 11. Índice de peróxidos para cada tratamiento aplicado

en los aceites de fritura al vacío (de cebolla paiteña

y piña)……….………………………………………….. 36

v

PÁGINA

Tabla 12. Porcentaje de compuestos polares para cada

tratamiento aplicado en los aceites de fritura al

vacío (de cebolla paiteña y piña)………………….. 39

Tabla 13. Color de los aceites blanqueados en escala

Lovibond……………………………………………….... 45

Tabla 14. Constantes para el modelo matemático de %AGL

de los aceites tratados………………………………… 46

Tabla 15. Constantes para el modelo matemático de índice

de peróxidos de los aceites tratados………………… 47

Tabla 16. Constantes para el modelo matemático de %TPM

de los aceites tratados………………………………… 47

vi

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de obtención del

aceite de palma………………………………………… 6

Figura 2. Espacio de color CIE Lab……………………………… 12

Figura 3. Transferencia de calor y masa en el proceso de

fritura profunda…………………………………………. 13

Figura 4. Reacciones de deterioro en el aceite de fritura……. 17

Figura 5. Diagrama de flujo del proceso de blanqueo del

aceite…………………………………………………… 27

Figura 6. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente en los

ácidos grasos libres en el aceite de fritura al vacío

de cebolla paiteña blanqueado………………………. 33

Figura 7. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente en los

ácidos grasos libres en el aceite de fritura al vacío

de piña blanqueado………..………………………….. 34

Figura 8. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente sobre

el índice de peróxidos en el aceite de fritura al vacío

de cebolla paiteña blanqueado………………………. 37


el índice de peróxidos en el aceite de fritura al vacío

de piña blanqueado……………………………..……. 38


el porcentaje de compuestos polares en el aceite de

vii

PÁGINA

fritura al vacío de cebolla paiteña blanqueado… 40


el porcentaje de compuestos polares en el aceite de

fritura al vacío de piña blanqueado………………….. 41


la luminosidad en el aceite de fritura al vacío de

cebolla paiteña blanqueado………………………….. 43


la luminosidad en el aceite de fritura al vacío de piña

blanqueado…………………………………………….

44

viii

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO I

COLOR EN EL ACEITE DE FRITURA AL VACÍO DE CEBOLLA

PAITEÑA Y PIÑA EN COORDENADAS CIE (L*, a* y b*)……… 59

ANEXO II

ÁNGULO HUE Y CROMA DE LOS ACEITES UTILIZADOS EN

FRITURA AL VACÍO DE CEBOLLA PAITEÑA Y PIÑA………….. 60

ANEXO III

VARIACIÓN DEL COLOR EN EL ACEITE UTILIZADO EN

FRITURA AL VACÍO DE CEBOLLA PAITEÑA Y PIÑA………….... 61

ANEXO IV

TABLAS DE DATOS PARA DETERMINAR LAS ECUACIONES

DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS EN LOS ACEITES

TRATADOS……………………………………………………………. 62

ix

RESUMEN

El objetivo del presente trabajo fue recuperar los aceites de fritura al vacio

de cebolla paiteña y piña mediante un proceso de blanqueo y filtración con la

aplicación de la tierra adsorbente bentonita cálcica. Primero, se realizó la

caracterización físico-química porcentaje de ácidos grasos libres (%AGL),

índice de peróxidos (IP), porcentaje total de compuestos polares (%TPM),

color en escala Lovibond (rojo y amarillo) y Luminosidad (L*) de los aceites

antes de aplicar el blanqueo. Se sometió los aceites al proceso de blanqueo

donde se varió la temperatura y el porcentaje de tierra en relación al peso

del aceite; posteriormente, se caracterizó los aceites blanqueados con el fin

de determinar la mejor combinación de las variables del proceso. Los

resultados obtenidos para el aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña y

piña indican que con una combinación de 110 °C y 3.0 % de tierra, los

valores son menores, así se obtuvo 0.33 % para ácidos grasos libres, 0.33

mEq O2/kg en índice de peróxidos y 9.50 % de compuestos polares; para el

color en escala Lovibond, los resultados en los dos aceites presentaron

cambios significativos, al igual que en la luminosidad. Finalmente, se obtuvo

un modelo matemático para el porcentaje de ácidos grasos libres, índice de

peróxidos y compuestos polares de los dos aceites, teniendo así, para el

aceite de cebolla paiteña, el 99.51 %, 81.54 % y 85.55 % de confiabilidad

respectivamente; a diferencia del aceite de piña que se obtuvo el 75.32 %,

63.42 % y 90.18 % respectivamente.

x

ABSTRACT

The aim of this study was to recover oils paiteña vacuum frying onion and

pineapple through a bleaching process and filtration with the application of

calcium bentonite adsorbent earth. First, the physical-chemical

characterization percentage of free fatty acids (% AGL), peroxide (IP),

percentage of total polar compounds (% TPM), Lovibond color (red and

yellow) scale was performed and Brightness (L *) of the oils before applying

the bleach. Oils to the bleaching process where the temperature and the

percentage of land in relation to the weight of the oil was subjected varied;

subsequently bleached oils in order to determine the best combination of

process variables was analyzed. The results obtained for the vacuum frying

oil of onion and pineapple paiteña indicate that a combination of 110 ° C and

3.0 % of land values are lower and 0.33 % was obtained for free fatty acids,

0.33 mEq O2/kg in peroxide and 9.50 % of polar compounds; for Lovibond

color scale, the results in the two oils had significant changes, as in the light.

Finally, a mathematical model for the percentage of free fatty acids, peroxide

and polar compounds of the two oils was obtained, thus having, for paiteña

oil onion, 99.51 %, 81.54 % and 85.55 % respectively of reliability; unlike the

pineapple oil 75.32 %, 63.42 % and 90.18 % respectively were obtained.

1. INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

El proceso de fritura es una de las técnicas más utilizadas en todo el mundo

para la cocción de alimentos, proporciona características organolépticas

únicas de aroma, sabor y textura; este proceso implica el contacto del aceite

con un alimento para la transferencia de energía. Durante la fritura los

aceites se degradan provocando cambios en sus características

organolépticas y nutricionales, las mismas que otorgan un aspecto diferente

al alimento procesado (Ravelli, Romero, Della, Ferreira, & Bismara, 2009).

La fritura al vacío utiliza condiciones, que permiten conservar el color y olor

propio del alimento procesado, y este a su vez absorbe menor cantidad de

aceite; en este proceso, ocurre una serie de cambios causados por el calor

transferido desde el aceite al alimento que dan origen a reacciones químicas

oxidativas (Garayo & Moreira, 2002; Velasco, Marmesat, & Dobarganes,

2009; Yagüe, 2003).

Durante el proceso de fritura se tiene varios cambios físicos, químicos y

nutricionales en el producto final; estos cambios dependen, de factores como

la humedad, tipo de alimento, calidad de aceite utilizado y de la temperatura

del proceso, así como del tiempo de residencia del producto en el aceite

caliente (Ziaiifar, 2008).

El consumo de los aceites deteriorados y reutilizados en el proceso de

fritura, el calentamiento o sobrecalentamiento y los residuos de alimentos

presentes en el mismo, con el tiempo pueden llegar a generar problemas de

salud (Navas, Tres, Bou, Codony, & Guardiola, 2007).

2

Se propone, con este trabajo recuperar aceites utilizados en procesos de

fritura al vacío; mediante la aplicación de la tierra filtrante natural Bentonita

cálcica, la misma que tiene la capacidad de adsorber compuestos como

pigmentos, productos derivados de la oxidación, gomas, humedad, metales y

lodos (Crown Iron Works Company, 2009; Ministerio de Salud Pública,

2011).

El blanqueo es un proceso donde se eliminan pigmentos y se reducen

compuestos indeseables; el mismo que utiliza agentes adsorbentes como

arcillas neutras, ácidas activadas o carbón activado (Badui, 2006).

Por ello, se propuso como objetivo general recuperar el aceite de fritura al

vacío mediante la aplicación de tierra filtrante Bentonita cálcica, y para

cumplir esto, se tiene los siguientes objetivos específicos:

- Evaluar las características físico-químicas del aceite usado (color,

compuestos polares, porcentaje de ácidos grasos libres e índice de

peróxidos).

- Aplicar tierra filtrante natural Bentonita cálcica para el proceso de

blanqueo.

- Evaluar las características físico-químicas del aceite tratado (color,

compuestos polares, porcentaje de ácidos grasos libres e índice de

peróxidos).

- Determinar un modelo matemático que describa el comportamiento del

porcentaje de ácidos grasos libres, índice de peróxidos y compuestos

polares.

2. MARCO TEÓRICO

3

2. MARCO TEÓRICO

2.1. ACEITES

Los aceites son materias grasas líquidas a temperatura ambiente que

constituyen la parte comestible de los lípidos; compuestos por una glicerina y

por triglicéridos, estos a su vez por ácidos grasos esenciales. El origen de

los aceites puede ser animal o vegetal, sin embargo, el más utilizado en el

sector alimentario es el de origen vegetal, que se obtiene a partir de semillas

o de frutos oleaginosos. Estos proporcionan nutrientes esenciales y son

fuente importante de calorías, las mismas que generan energía al organismo

del ser humano aportando alrededor de 9 Kcal/g (Giacopini, 2010; Inkanat,

2013).

Existen tres tipos de ácidos grasos en los aceites vegetales, de acuerdo al

número de dobles enlaces presentes en la cadena carbonada, los saturados,

monoinsaturados y poliinsaturados. Los saturados se caracterizan por tener

una cadena lineal de átomos de carbono unidos por enlaces simples y se

pueden encontrar en grandes cantidades en aceites vegetales de palmiste,

palma y coco; en los monoinsaturados se encuentra el de mayor importancia

nutricional que es el ácido oléico (omega 9) y finalmente, los poliinsaturados

se tiene el ácido linoleico (omega 6) y linolénico (omega 3); estos dos

últimos ácidos grasos presentan dobles enlaces en su cadena carbonatada

(Cantor, 2009; Velásquez, 2006).

El aceite comestible de mayor consumo tanto por su economía y

accesibilidad es elaborado a partir de palma africana (Elaeis guineensis), la

cual es una planta tropical cultivada en varias zonas cálidas del mundo,

originaria del occidente de áfrica perteneciente a las monocotiledóneas, la

cual tiene una vida productiva de más de 50 años, sin embargo empieza a

dar frutos en el año 2 o 3 (FAO, 2006).

4

2.1.1. PRODUCCIÓN DE ACEITE EN EL ECUADOR

Desde hace varias décadas la producción de aceite de palma ha sido

considerada una actividad agrícola, la misma que ha promovido la economía

y desarrollo de los sectores palmicultores; es así, que Ecuador ocupa el

segundo lugar en Latinoamérica en la producción de aceite crudo de palma y

el séptimo productor a nivel mundial; sin embargo, es el primero en exportar

mundialmente ya que Colombia ocupa su producción para consumo interno.

San Lorenzo, Quinindé, La Concordia, Santo Domingo y Quevedo son

lugares palmicultores del Ecuador. Las exportaciones de la palma aceitera

aportan al país con alrededor de 300 millones de dólares anuales. Por otro

lado, La Fabril, Danec y Epacem son las fábricas de aceites nacionales que

adquieren un gran porcentaje del fruto de palma para procesarlo (Andrade,

2011; Potter, 2012; Jácome, 2012; Salazar, 2013).

2.1.2. PROCESO DE REFINACIÓN

El aceite de palma tiene un alto rendimiento de producción por la alta

cantidad de aceite que estos frutos producen, a pesar de que atraviesan por

cierto número de procesos como se muestra en la Figura 1, que inician en el

pesado del fruto maduro cosechado para descargarlos en rampas donde se

lleva a cabo la esterilización de los racimos por medio de vapor de agua con

una presión de 3 a 4 atmosferas, a una temperatura de 121 °C y por un

tiempo de 45 minutos, con los objetivos de inactivar enzimas lipasas que

provocan el incremento de ácidos grasos libres, microorganismos, aflojar

células aceitosas y el fruto del raquis (Santacruz, Morales, & Palacio, 2000).

Para el desfrutado se utiliza un cilindro rotatorio el cual separa el fruto del

raquis, se los coloca en un digestor para el desprendimiento de las células

de aceite a lo cual se denomina proceso de macerado, posteriormente se

realiza el prensado que consiste en separar los componentes de la pulpa es

decir, el aceite y la fibra con el uso de agua a la salida del digestor, una vez

5

obtenido el aceite crudo de palma, se realiza control de calidad en cuanto a

acidez, impurezas y humedad de este, a este aceite se procede a clarificarlo

por una separación de fases por diferencia de densidades, al final de este

proceso se obtiene un aceite anaranjado por la presencia de carotenos; la

refinación se la realiza a este aceite para reducir la intensidad del color hasta

llegar al amarillo característico de los aceites y con el fin de reducir el % de

ácidos grasos libres; después de cada operación unitaria se realiza un

control de calidad en cuanto a peso, porcentaje de humedad, impurezas,

ácidos grasos libres, y prueba de jabón (FAO, 2006).

A nivel industrial el proceso de refinación más utilizado es el alcalino, el cual

permite que el aceite crudo sea comestible y consta de 4 etapas:

desgomado, neutralización, blanqueamiento y desodorización (Crown Iron

Works Company, 2009).

Durante el desgomado el aceite se mezcla con agua para hidratar los

fosfolípidos, con el fin de eliminar sustancias emulsivas como la lecitina, sin

embargo, para los fosfolípidos no hidratados es necesario utilizar pequeñas

cantidades de ácido fosfórico o cítrico para convertirlos en hidratables.

Posterior a esta etapa, se añade solución de hidróxido de sodio para

neutralizar los ácidos grasos libres y lavarlos con el fin de eliminar jabones, a

lo cual se denomina neutralización; al final de estas dos etapas se somete el

aceite a un secado al vacío (Dorsa, 2008; Foscarini & Pérez, 2000).

El aceite neutro y seco se lleva a la etapa de blanqueo, donde el aceite es

tratado con tierras activadas, vacío y temperatura, para retirar o eliminar

pigmentos, compuestos oxidantes como gomas, metales y jabones; al

concluir esta operación se tiene aceite neutro-blanqueado listo para

procesos posteriores. Finalmente, se tiene la desodorización, que se lleva a

cabo con una destilación a presiones bajas y temperaturas altas (210-270)

°C con el fin de eliminar compuestos volátiles y para evitar la hidrólisis de las

grasas y aceites (Metropolitana, 1998; Navas, 2011).

6

Durante el proceso de blanqueamiento el aceite de palma puede

deteriorarse ocasionando la pérdida de una de sus propiedades que

determina el grado de oxidación, debido al exceso de temperatura y oxígeno;

por lo cual un aceite oxidado es más complicado blanquearlo, ya que los

carotenos y tocoferoles están degradados y por consiguiente el aceite

cambia a un marrón opaco (Amado, 2010).

Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de obtención del aceite de palma.

Frutos

Maduros Esterilizar

Desfrutar

Macerar

Prensar

Tamizar

Clarificar

Refinar

Desgomar

Neutralizar

Blanquear

Desodorizar

Aceite crudo

de palma

7

2.1.3. PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

El aceite de palma debe cumplir con los parámetros de calidad, de la norma

técnica NTE INEN 1 640; que a 25 °C este debe tener un aspecto limpio, sin

impurezas y sustancias que puedan modificar sus características

organolépticas después de su refinación y las propiedades físico – químicas

como lo muestra la información contenida en la Tabla 1. El análisis con

estudios científicos realizados y las normas existentes han permitido

estandarizar valores aceptables para cada propiedad físico-química del

aceite; sin embargo, estos valores pueden cambiar para cada país y

variedad de producto (INEN, 2012; Graciani & Gómez, 2006).

Tabla 1. Requisitos del aceite comestible de palma africana

Requisito Unidad Mínimo Máximo

Densidad relativa, 25/25 ºC - 0.891 0.914

Índice de yodo cg/g 58.0 -

Acidez libre (como ácido oleico) % - 0.2

Perdida por calentamiento % - 0.05

Índice de saponificación mg/g 180 270

Materia insaponificable % 1.4630 1.0

Índice de refracción 25 ºC 1.4680

Índice de peróxido meqO2/kg 10.0

Punto de enturbiamiento ºC 10.0

(INEN, 2012)

Ácidos grasos libres: son estructuras mono y di-glicéridos en estado libre,

que constituyen impurezas para los aceites y que provienen de la hidrólisis

8

del mismo. Es decir, es el número de miligramos de hidróxido de potasio

utilizados para neutralizar los ácidos grasos libres (ácido palmítico en el

aceite de palma) en 1 gramo de aceite (INEN, 1973); tomando en cuenta la

ecuación 1 para calcular el % de ácidos grasos libres.

100*.

*% *

mp

mEqNVAGL NaOHNaOH

[1]

Donde:

VNaOH = Volumen gastado en ml de NaOH

N = Normalidad del NaOH

mEq = Miliequivalente del ácido graso de referencia

p.m = Peso de la muestra en gramos

Estudios comparativos donde se utilizó oleína de palma para freír papas a la

francesa por 8 horas y un periodo de 8 días realizado por Tiffany, Peitz,

Clark, Biller, & Kickle (2009) encontraron que el contenido de ácidos grasos

libres aumenta por: el tiempo y condiciones de almacenamiento, y por cada

fritura realizada en este.

Índice de peróxidos: según la norma técnica NTE INEN 1978 establece

que es el número de miliequivaletnes de oxígeno activado por kilogramo de

muestra, es decir, es la valoración del yodo liberado con tiosulfato de sodio

de una cantidad de muestra determinada; para lo cual se hace uso de la

fórmula citada en la misma norma técnica, la cual se presenta acontinuación

(INEN, 1978; Panreac. Química, 2010).

100*.

*

mp

NVIP

[2]

9

Donde:

IP = Índice de peróxidos en mEq O2/kg

V = Volumen de Tiosulfato de Sodio usado en la titulación en ml

N = Normalidad del Tiosulfato de Sodio

p.m = Peso de la muestra en gramos

Estudios realizados sobre el deterioro del aceite de soya y oleína de palma

durante el freído de papas a la francesa realizados por Fernández, Álvarez &

Morales (2012) demostraron que el índice de peróxidos aumenta de

acuerdo al tipo de aceite utilizado, el número de ciclos de fritura,

temperatura y tiempo de calentamiento del aceite. Sin embargo, después de

algunos ciclos de fritura el índice de peróxidos disminuye, ya que algunos

derivados químicos se transforman a carbonilos alifáticos (Rojas & Narváez,

2011). Según Oliveira, Arruda, Ogliari, Meineert, & Barrera (2005), existen

otros factores ajenos al proceso de fritura que también influyen en el

aumento de peróxidos, como las condiciones de almacenamiento del aceite

que alteran el olor y sabor del mismo.

Porcentaje Total de Compuestos polares: son los productos resultantes

de las reacciones secundarias (oxidación) que se llevan a cabo durante el

proceso de fritura, los cuales se caracterizan por tener un comportamiento

polar y por su afinidad a la fase acuosa del alimento (Suaterna, 2009).

Actualmente, es uno de los parámetros de calidad más utilizados a nivel

industrial por pequeñas y medianas empresas (Rojas & Narváez, 2011).

Existe un rango de porcentaje de compuestos polares que determina el

estado del aceite, tal como se indica en la Tabla 2; lo ideal de un aceite sin

utilizar es que su contenido de compuestos polares oscile entre valores de

0.2 a 5.0 %, sin embargo, durante el proceso de refinación del aceite en la

etapa de neutralización y deodorización se forman estos compuestos a

causa de las altas temperaturas del proceso, haciéndolo negativo para la

10

salud (Suaterna, y otros, 2012); ya que su alto contenido altera la

estabilidad, las características nutricionales y sensoriales del aceite.

Tabla 2. Relación del estado del aceite con el porcentaje total de

compuestos polares

Estado del aceite Compuestos polares (%)

Nuevo <12

Óptimo 12 – 15

Buen estado 15 – 20

Se recomienda cambiar 20 - 25

Cambio inmediato > 25

Los valores de la Tabla 2 dependen de las leyes de cada país, ya que estos

pueden variar entre valores de 24 y 30 %. Además, el valor de estos puede

ser diferente según el tipo de grasa y las condiciones de almacenamiento.

Color: es una percepción del ojo humano que determina la aceptabilidad de

un producto mediante la sensación de la luz visible, el cual se puede medir

mediante equipos denominados colorímetros, estos reportan resultados en

diferentes expresiones numéricas; sin embargo, el método más utilizado

para aceite es Lovibond y el de coordenadas CIELAB.

El color de los aceites permite valorar de forma organoléptica al producto,

pero a más de ser una cualidad, este parámetro es tomado en cuenta como

un indicador de calidad durante el proceso de refinación. Los pigmentos son

los principales compuestos que influyen en el color de los aceites, tal como

se muestra en la Tabla 3 (Pérez, Yebra, Melgos, Asselman, & Boucceta,

2003).

11

Tabla 3. Pigmentos y colores característicos en diferentes aceites

Pigmento Color Aceite

Carotenos Rojo Rojo de palma

Carotenoides Anaranjado Palmiste

Xantófilas Amarillo Girasol, maíz, soya

Clorofila Verde Oliva

El color tiene 3 atributos que permite identificarlos y medirlos; estos son

brillo, saturación y tono (Moreno, 2004)

- Brillo: se refiere a la cantidad de luz percibida o que refleja un color,

es decir, la medida de la luminosidad.

- Saturación: nivel de pureza o intensidad de un color.

- Tono: es el estado puro del color, que permite distinguir el color de

otro.

Anteriormente, se cito dos métodos comunes para la determinación del

color, Lovibond es el método oficial internacional para evaluar el color en

aceites y grasas vegetales y animales (INEN, 1980). Este método consiste

en comparar los aceites con patrones de color Lovibond, es decir, determina

el color por comparación entre el color de la luz transmitida a través de un

determinado espesor de grasa o aceite líquido (normalmente 5 1/4 pulgadas)

y el color de la luz originada por la misma fuente, transmitida a través de

estándares de vidrio coloreados. Las lecturas en escala Lovibond consisten

en un rojo, amarillo, azul y neutro, sin embargo, las medidas más utilizadas

son amarillas y rojas (Soto, 2010).

El otro método utilizado para medir el color en aceites es CIE, que está

dado en coordenadas de L*, a* y b*, tal como se muestra en la Figura 2 que

indica la distribución de los colores para cada coordenada donde: L

representa la luminosidad del color, el negro con valor 0 y blanco con 100;

en el eje de a* se encuentra en sus extremos el rojo (+) y verde (-),

12

finalmente, en el eje b* se tiene en los extremos amarillo (+) y azul (-) (X-

Rite, 2002).

Figura 2. Espacio de color CIE L* a* b*.

2.2. PROCESO DE FRITURA

Es un método de cocción de alimentos por inmersión de estos en aceite o

grasa por un periodo de tiempo determinado y bajo condiciones específicas

de acuerdo al tipo de fritura. El aceite actúa como medio para transferir calor

y masa (Rojas & Narváez, 2011).

El proceso de fritura es uno de los procesos físico-químicos más utilizados

para la preparación y cocción de alimentos por el olor, sabor, color y textura

que esta operación unitaria genera a los alimentos favoreciendo a la

palatabilidad. Según Vélez (1999), la fritura en sí es un proceso de cocción

complejo en el cual se introduce un alimento al aceite durante un

determinado tiempo a temperaturas altas que oscilan entre 150-180 °C; en la

13

cual el producto resultante depende de las condiciones del proceso (tiempo y

temperatura), del aceite y del alimento, ya que estos determinan los

diferentes cambios físico-químicos que pueden ocurrir durante el proceso,

por el calor que transfiere el aceite al alimento. El proceso de fritura involucra

un número considerable de variables como: pretratamientos aplicados al

alimento, tipo de alimento, calidad, composición y tipo de aceite, temperatura

y tiempo de duración del proceso, humedad y composición del alimento

(Moreira, 2001; Cocio, 2006).

Durante el proceso de fritura profunda se identifican dos fenómenos

importantes de transferencia de calor y de masa, provocados por la

diferencia de temperatura entre el alimento y el aceite como se muestra en la

Figura 3. Por conducción ocurre entre el aceite caliente desde la superficie al

interior del alimento, este fenómeno se da en el calentamiento inicial del

alimento; en cambio, por convección se da desde el aceite caliente a la

superficie del producto, en la cual la generación de burbujas contribuye a la

turbulencia del medio favoreciendo este fenómeno y disminuyendo la

velocidad de transferencia de calor (Aguilera, 1997; Jibaja, 2010).

Figura 3. Transferencia de calor y masa en el proceso de fritura profunda.

(Aguilera, 1997)

14

2.2.1. FRITURA AL VACÍO

Es una tecnología que permite obtener alimentos menos grasos, que se

efectúa bajo condiciones de temperatura y presión en un ambiente cerrado,

con el fin de disminuir el punto de ebullición del agua del alimento. Esta

técnica conserva las características organolépticas del alimento ya que

absorbe menos cantidad de aceite y las reacciones enzimáticas y oxidativas

disminuyen, permitiendo alargar la vida útil del aceite (Garayo & Moreira,

2002).

El mecanismo de transferencia de calor en el proceso de fritura al vacio es

similar al de fritura profunda, sin embargo, la diferencia que existe entre

estos dos procesos es la temperatura del aceite, ya que en la fritura al vacío

está es más baja debido a la presión subatmosférica del proceso (Garayo &

Moreira, 2002). Sin embargo, hay dos factores que afectan la humedad del

producto, que es el nivel de vacío y temperatura de fritura; es decir, mientras

mayor es el nivel de vacío la velocidad de evaporación y secado aumenta; a

diferencia de la temperatura, que la velocidad de secado aumenta y

disminuye el tiempo de fritura (Villamizar, Quiceno, & Giraldo, 2012).

Sin importar el tipo de fritura, el aceite atraviesa por diferentes etapas.

Según Blumenthal (1991), afirma que el aceite pasa por cinco fases durante

su periodo de utilización en cuanto a calidad del producto frito:

- Fase 1, aceite inicial: el aceite es nuevo y no presenta degradación ni

compuestos contaminantes. Es poco viscoso.

- Fase 2, aceite fresco: existen ácidos grasos libres por procesos de

hidrólisis de la anterior fritura, que aumentan la acidez; el aceite

presenta aromas típicos de fritura y los compuestos polares

aumentan.

15

- Fase 3, aceite óptimo: la cantidad de sustancias emulsionantes es

adecuada para el contacto entre el aceite y el producto, existe una

buena absorción de aceite, pero empieza a formarse espuma lo cual

origina la oxidación.

- Fase 4, aceite degradado: se originan sustancias contaminantes y los

niveles de hidrólisis y oxidación son altos. El aceite toma un color

oscuro, su sabor es rancio y los niveles de sus propiedades físico-

químicas aumenta.

- Fase 5, aceite muy degradado: aparecen sabores y olores extraños y

disminuye el punto de humo, este aceite no es apto para ser utilizado

en procesos de fritura.

2.2.2. REACCIONES DE DETERIORO DEL ACEITE DE FRITURA

Los aceites utilizados en el proceso de fritura, de acuerdo a su composición

química y su forma de manejo, se degradan o dañan por diferentes factores

como el calor, agua y luz. Cuando el aceite se negrea, forma espuma o

desprende humo significa que algo extraño ocurre en el mismo, lo que

produce una alteración en las características fisicoquímicas, sensoriales

(sabor y olor) y el aparecimiento de sustancias perjudiciales para la salud

(Vega, 2004). Las principales situaciones que originan este deterioro son el

exceso de temperatura durante el proceso y el abuso en el tiempo de

utilización del aceite.

El deterioro del aceite se ve afectado principalmente por 3 reacciones;

hidrólisis (agua), oxidación (aire) y polimerización (calor), como se indica en

la Figura 4 (Pelayo, 2010; Suaterna, 2009).

HIDRÓLISIS: reacción que se produce por la humedad del alimento y del

ambiente, lo cual provoca un aumento de los acidos grasos libres, los

mismos que son responsables del grado de acidez del aceite, disminuye el

16

punto de humo y los olores y sabores son desagradables (Pelayo, 2010;

Yagué, 2003).

OXIDACIÓN: es la primera reacción de degradación del aceite y la más

frecuente, tambien conocida como enranciamiento; el oxígeno del aire

provoca el envejecimiento del aceite, debido a la formación de compuestos

inestables y estos a su vez hacen que los aspectos beneficiosos del aceite

se pierdan. En esta reacción se llevan a cabo varias reacciones químicas

que originan compuestos y radicales libres que terminan degradando el

aceite. Además, condiciones de fritura como la temperatura pueden influir

para que esta reacción se retrase, sin emabrgo, esta afirmación dependera

del tipo de aceite que se utilice. Esta reacción se ve potenciada por la

incidencia de la luz y temperatura (Viera, 2005; Infoalimentación, 2003).

POLIMERIZACIÓN: es el resultado de la reacción de hidrólisis y oxidación,

donde los radicales libres junto con otros compuestos aumentan la

viscosidad del aceite, provocan la formación de espuma y el cambio de color

(Licatta, 2012). Además, por el calentamiento que se somete al aceite se

originan compuestos cíclicos que forman una capa de consistencia plástica

en la superficie del aceite, la misma que es difícil de eliminar (Yagué, 2003;

Suaterna, 2009).

17

Figura 4. Reacciones de deterioro en el aceite de fritura.

(Pelayo, 2010)

Las tres reacciones tienen como consecuencia el cambio de color, sabor

rancio, mayor viscocidad, formación de espuma, reducción del punto de

humo y el desarrollo de compuestos tóxicos; pero estos a su vez, provocan

baja calidad del producto frito por su inocuidad y su aspecto sensorial y

reducen el tiempo de uso del aceite (Gil & Astarloa, 2010; Juárez & Sammán,

2007).

2.3. PROCESO DE BLANQUEO DEL ACEITE

El blanqueo es un tratamiento, donde se reducen pigmentos y compuestos

polares que se encuentran disueltos o suspendidos en el aceite, que a su

18

vez determinan las propiedades físico-químicas del mismo. Se basa en un

proceso de adsorción que utiliza diversos agentes adsorbentes, como:

arcillas neutras, arcillas ácidas activadas o carbón activado. El blanqueo es

una de las operaciones más importantes de la refinación de un aceite, ya

que remueve varios tipos de impurezas las mismas que influyen en la vida

útil de estos (Badui, 1990). Esta operación unitaria se la realiza después de

la neutralización y seguida del desgomado, mediante el uso de tierras

adsorbentes, las cuales después de ser utilizadas quedan como residuo

(González, 2006).

Durante el blanqueo, el aceite es calentado a una temperatura de 90 – 110

°C, después se agrega el agente adsorbente el mismo que se dispersa en el

aceite para desgasificar la mezcla y eliminar humedad, tomando en cuenta

los niveles recomendables, para las tierras de blanqueo que es de 0.25 - 3.0

% (Bengochea, 2004). Esta operación involucra procesos físicos y químicos,

por lo cual es necesario conocer las propiedades de las tierras adsorbentes

utilizadas y de igual forma el tipo se impurezas presentes en el aceite

(Szchau, 2000; González, 2006).

Para el proceso de adsorción durante el blanqueo, algunas investigaciones

realizadas sobre el tema, han permitido obtener adsorbentes mejorados,

como arcillas decolorantes y desarrollo de materiales sintéticos. Se ha

determinado el efecto de las condiciones del blanqueo sobre la adsorción de

los productos primarios de oxidación y la calidad nutricional del aceite

(Gonzáles, Noriega, Ortega, & col, 2005).

El tiempo, temperatura del proceso, cantidad de tierras, vacío y la humedad,

son parámetros que deben ser controlados y manejados adecuadamente

durante el blanqueo (González, 2006). Hernández, Mieres, Niño y Pérez

(2007), concluyeron que el tiempo, temperatura, humedad y presión influyen

en las propiedades físico-químicas del aceite tratado.

19

Tiempo: este depende de la calidad de las tierras y la temperatura de

blanqueo, estudios han demostrado que la decoloración óptima se lleva a

cabo a partir de los 35 minutos a una temperatura de 105 °C. Sin embargo,

el tiempo de contacto óptimo de los aceites es de 20 – 30 minutos a una

temperatura entre 90 – 100 °C. Estos deben ser cortos a temperaturas altas,

ya que disminuyen la estabilidad oxidativa o la calidad del aceite terminado.

Temperatura: normalmente están en un intervalo de 90 -110 °C, sin

embargo, existen aceites difíciles de blanquear que requieren temperaturas

superiores a los 120 °C. Lo adecuado es realizar este proceso a

temperaturas bajas, caso contrario el aceite disminuye su viscosidad

favoreciendo a las reacciones de oxidación y de fijación de color.

Humedad: la cantidad de agua presente en el aceite debe ser menor al 0,2

%, para que el mismo no se hidrolice, esta variable normalmente cataliza los

ácidos grasos por la presencia de las tierras de blanqueo. Sin embargo, las

tierras deben tener una humedad de 5 - 10 % para asegurar su eficiencia.

Presión: en la antigüedad el blanqueo era realizado bajo condiciones

atmosféricas, la cual tiene efecto sobre el valor de peróxidos y el color,

causando un incremento en ambos parámetros. Cuando el aceite es

procesado en ausencia de oxigeno no presenta sabor, tiene estabilidad

oxidativa y mayor vida de anaquel.

Para poder blanquear un aceite es necesario conocer el deterioro de la

blanqueabilidad más conocido como DOBI, el cual es una propiedad que

determina el grado de oxidación de un aceite debido al exceso de

temperatura y oxígeno; ya que los aceites oxidados son difíciles de

blanquear o no pueden ser blanqueados dependiendo el estado de la

oxidación, esto se debe a que los carotenos y tocoferoles se han degradado,

por esta razón el aceite toma un color marrón. DOBI se define como el radio

20

de absorbancia entre 445 nm y 268 nm. En la Tabla 4 se muestra los rangos

de DOBI para el aceite de palma (Hernández & Torres, 2012)

Tabla 4. Deterioro de blanqueabilidad del aceite de palma.

DOBI BLANQUEABILIDAD

3-4 Aceites fácilmente blanqueados, de buen color

1-2 Aceites de calidad pobre

<1 Aceites de uso industrial

2.3.1. TIERRAS DE BLANQUEO

Las tierras de blanqueo tienen como principal función la adsorción de los

diferentes pigmentos como carotenos y las clorofilas presentes en el aceite,

y de otros compuestos químicos resultantes de las reacciones de deterioro

de este (González, 2006). Son utilizadas en la refinación de aceites y tienen

tres objetivos diferentes: adsorción de pigmentos, acción iónico y un efecto

catalizador (Ortega, y otros, 2009). Para remover esas impurezas, los

aceites se ponen en contacto con tierras de blanqueo activadas con ácido,

generalmente son bentonitas por su alta efectividad. Normalmente, a este

tipo de tierras se las activa con ácido sulfúrico o clorhídrico con el fin de

aumentar su poder blanqueador (Pagano, Sergio, Montenegro, Diano, &

Grompone, 1998).

Por la importancia que tiene el proceso de blanqueo en la refinación de

aceites, en la Tabla 5 se enumeran las propiedades de las tierras de

blanqueo, las cuales se pueden modificar durante la activación de las

mismas. Estas tierras tienen diferentes propiedades de superficie y son de

gran importancia en el proceso de adsorción, es decir, existen tierras que

adsorben ciertos tipos de compuestos y otras no lo hacen; sin embargo,

durante el blanqueo también se ven afectados los tocoferoles los cuales es

21

preferible evitar eliminarlos ya que ayudan a la estabilidad oxidativa

(González, 2006).

Tabla 5. Propiedades importantes de la tierra de blanqueo

Propiedades Características

Adsorción

Área superficial

Centros activos en la superficie

Tamaño del poro

Otros Acidez

Contenido de humedad

Filtrabilidad Tamaño de partícula

Retención de aceite Tamaño de partícula

González, (2006).

2.3.1.1. Bentonitas

Las bentonitas son un mineral de grupo de las arcillas provenientes de

transformaciones naturales de las cenizas volcánicas y constituidas por un

70 %, como mínimo, del mineral del tipo montmorillonitas. Son rocas

encontradas en la naturaleza constituidas predominantemente de minerales

arcillosos, pudiendo poseer otros constituyentes: minerales no arcillosos,

sustancias orgánicas e inorgánicas, cationes adsorbidos y sustancias

solubles (Bendezú, Fuentes, Rosado, Veli, & Aguilar, 2013). Las bentonitas

son arcillas coloidales naturales, que tiene la propiedad de hincharse en

contacto con el agua dando lugar a un gel denso. Pertenecen al grupo de las

Montmorillonitas, contienen iones intercambiables y su carga es negativa

(Vialatte, 2000). Las propiedades de las tierras de blanqueo están

relacionadas con sus características estructurales. Las bentonitas se

clasifican de acuerdo a su comportamiento y propiedades fisicoquímicas, de

las cuales se tiene: bentonitas altamente hinchables o sódicas, poco

hinchables o cálcicas y moderadamente hinchables o intermedias (González,

2006).

22

Las aplicaciones industriales de las bentonitas radican en sus propiedades

físico-químicas, las mismas que derivan de la capacidad de intercambio

cationico, superficie específica o área superficial y capacidad de adsorción

(González, 2006). Desde el punto de vista químico, son silicatos de aluminio

y magnesio hierro, con un contenido variable de metales alcalinos y alcalino-

térreos (Pagano, Sergio, Montenegro, Diano, & Grompone, 1998).

2.3.1.2. Bentonita Cálcica

Es una tierra natural que tiene la propiedad de decolorar varios tipos de

aceites, grasas u otros líquidos en su estado natural. Están constituidas por

montmorillonitas que contiene iones intercambiables de calcio, tiene menor

capacidad de hinchamiento que las variedades sódicas pero tiene

propiedades adsorbentes (González, 2006).

La bentonita cálcica es útil en aplicaciones donde no se requiere viscosidad

ni la capacidad de hinchamiento. Constituyen la materia prima fundamental

para la obtención de tierras activadas, utilizadas en la refinación de aceites,

también puede ser una arcilla activada, que en un principio no muestra

ningún poder de adsorción, hasta que se activa con un tratamiento de ácido

sulfúrico o clorhídrico, solo puede ser activada una vez . Adsorbe gran

cantidad de moléculas de soluciones acuosas y de iones en solución

(Dirección general de desarrollo minero, 2013).

2.4. MODELIZACIÓN MATEMÁTICA

Un modelo matemático es la representación de un sistema o proceso real

mediante una formulación o ecuación que expresa las características

fundamentales de estos. Los modelos permiten demostrar mediante cálculos

o simulaciones el comportamiento de un fenómeno, bajo determinadas

23

condiciones que relacionan al mismo. Además, los resultados matemáticos

obtenidos facilitan la evaluación e interpretación de un fenómeno real

(Gómez, 2011).

Los modelos matemáticos se utilizan en el diseño y optimización de

procesos para su comprensión y a su vez encontrar los puntos óptimos de

eficiencia y productividad. Para aplicar modelos matemáticos, es necesario

conocer el fenómeno o proceso real, identificar las variables independientes

que intervienen en el mismo y que influyen en las variables de respuesta o

dependientes, y finalmente, analizar los resultados obtenidos y ver cómo

influyen los factores en el fenómeno analizado (Banga, Balsa-Canto, Moles,

& Alonso, 2003).

2.4.1. REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE

La regresión se refiere al proceso general de ajustar una ecuación a datos

experimentales existentes de un fenómeno. Los modelos de regresión o

también conocidos como predictivos representan la relación entre dos o más

variables a través de una ecuación, la misma que resume la relación entre

aquellas que describen un proceso y permite predecir los valores de las

variables de respuesta a partir de los valores de otras (Siqueiros, 2004)

El modelo de regresión lineal múltiple predice valores de una variable

cuantitativa o de respuesta a partir de los valores de otras variables

conocidas como variables explicativas; además, cuando se tiene más de una

variable explicativa se utilizan subíndices para cada una de ellas (Losilla,

Navarro, Palmer, Rodrigo, & Alto, 2005). Este tipo de regresión se presenta

cuando dos o más variables independientes influyen sobre una variable

dependiente.

24

Para la interpretación de los resultados obtenidos de un modelo matemático

aplicado a un fenómeno se utiliza el coeficiente de determinación (r2), el

mismo que mide la variación de la variable dependiente explicada en la

variable independiente; es decir, indica el porcentaje de ajuste que se ha

conseguido con el modelo, a mayor porcentaje mejor es el modelo para

predecir el comportamiento de la variable de respuesta. Este coeficiente no

depende de las unidades de medición. El r2 siempre tomará valores

comprendidos entre 0 y 1, ya que es una medida de proximidad o de ajuste

de la recta (Molina & Rodrigo, 2010; Vila, Sedano, López, & Juan, s.f.).

3. METODOLOGÍA

25

3. METODOLOGÍA

3.1. MATERIA PRIMA

Para el presente trabajo se utilizó aceite fresco (AF) y aceite utilizado en

procesos de fritura al vacío (APF) de cebolla paiteña y de piña, de los

proyectos desarrollados en la Universidad Tecnológica Equinoccial.

Se realizó la caracterización físico-química del aceite fresco y del utilizado en

fritura: porcentaje de ácidos grasos libres, índice de peróxidos, compuestos

polares y variación del color en escala CIE y Lovibond.

3.2. MÉTODOS FÍSICO-QUÍMICOS DE ANÁLISIS DE

RESULTADOS

3.2.1. PORCENTAJE DE ÁCIDOS GRASOS LIBRES (AGL)

El porcentaje de AGL se determinó con el método descrito por el Instituto

Ecuatoriano de Normalización, según la NTE INEN 38 (INEN, 1973). Los

resultados se expresaron como porcentaje de ácido mediante la ecuación 1.

3.2.2. ÍNDICE DE PERÓXIDOS (IP)

En la determinación de este índice se utilizó el método descrito en la norma

NTE INEN 277; para calcular el índice de peróxidos se utilizó la ecuación 2 y

los resultados se expresaron en mEq O2/kg (INEN, 1978).

26

3.2.3. COMPUESTOS POLARES (TPM)

Los compuestos polares se determinaron mediante equipo Testo 270 Deep-

frying Oil Tester. Se introdujo el sensor en el aceite y se registró la lectura

del porcentaje de compuestos polares y la temperatura del aceite. Los

resultados se expresaron como %TPM (por sus siglas en inglés Total Polar

Material).

3.2.4. COLOR

Se determinó el color de cada aceite recuperado con un colorímetro

triestímulo Konica Minolta Chroma Meter CR-400, mediante el sistema de

coordenadas CIE L*a*b; que determinan los parámetros de color:

componente de color que varía del tono blanco al negro conocido como

luminosidad (L*), componente de color que varía de rojo a verde (a*) y

componente de color que varía de amarillo al azul (b*).

Además, se midió el color mediante el método Lovibond rojo y amarillo con

celda de 5¼ pulgadas, en los laboratorios de la empresa DANEC S.A.

3.3. RECUPERACIÓN DEL ACEITE CON TIERRA DE

BLANQUEO

Para recuperar el aceite se aplicó un proceso de calentamiento y filtración, el

mismo que se detalla en la Figura 5 con la aplicación de la tierra de

blanqueo Bentonita cálcica marca Tonsyl. El porcentaje de tierra adsorbente

o de blanqueo, se calculó en base al peso del aceite.

27

Figura 5. Diagrama de flujo del proceso de blanqueo del aceite

Durante el proceso de blanqueo se controlaron diferentes condiciones, tanto

de temperatura del proceso como del porcentaje de tierra adsorbente, como

se muestra en la Tabla 6.

Tabla 6. Condiciones del proceso de blanqueo.

FACTORES NIVELES

A= Temperatura de

blanqueo (°C) 90 100 110

B= Tierra adsorbente (%) 2.0 2.5 3.0

Después de realizar el blanqueo del aceite, se efectuaron los mismos

análisis físico-químicos, con el fin de comparar la calidad del mismo.

Filtración

Enfriamiento

Calentamiento

Mezcla

Calentamiento

Pesaje

Recepción de la materia prima

28

3.4. DISEÑO EXPERIMENTAL

Se realizó un diseño experimental multifactorial AxB, del cual se analizó dos

variables independientes: temperatura de blanqueo y % de tierra

adsorbente, en relación a la cantidad de aceite que se usó, con el fin de

conocer antes y después del proceso de blanqueo el índice de peróxidos, el

porcentaje de ácidos grasos libres, los compuestos polares y la variación del

color presentes en los aceites, las mismas que se identifican como variables

dependientes, como se citó en la Tabla 6. Por tanto, se aplicó 9 tratamientos

y cada tratamiento se realizó por triplicado, con un total de 27 experimentos;

los resultados se procesaron mediante un análisis de varianza multifactorial

y las medias comparadas con la prueba de significancia Tukey con un 95.0%

de nivel de confianza, mediante el software InfoStat versión 2013.

3.5. MODELIZACIÓN MATEMÁTICA

Se aplicó el método de regresión lineal múltiple para determinar las 3

ecuaciones que relacionan las variables de respuesta (porcentaje de AGL

(X), índice de peróxidos (Y) y compuestos polares (Z)), con las variables

independientes (% de tierra (Co) y temperatura (T)); las mismas que se

muestran a continuación:

A partir de las variables mencionadas, se determinó los valores de las

constantes para cada ecuación y se calculó el coeficiente de determinación

(r2). Además, los datos y cálculos se procesaron en el programa Microsoft

Office Excel 2007 ®.

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

29

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUIMICA DE LA

MATERIA PRIMA

Los aceites utilizados en el proceso de fritura al vacío de cebolla paiteña y

piña fueron analizados mediante pruebas físico-químicas (porcentaje de

ácidos grasos libres, índice de peróxidos, compuestos polares y color) que

permitieron conocer la calidad y estado inicial de los mismos, tal como se

citó en la metodología.

En la Tabla 7 se presentan los resultados obtenidos de los análisis químicos

de cada aceite, antes de aplicar el método de blanqueo en los aceites de

fritura al vacío y del aceite fresco.

Tabla 7. Caracterización química de los aceites utilizados en el proceso de

fritura al vacío de cebolla paiteña y piña, y del aceite fresco.

Aceite utilizado en

fritura al vacío

Análisis químicos

AGL (%) IP (mEq O2/kg) Compuestos

polares (%)

Cebolla paiteña 0.16 ± 0.01 17.28 ± 0.35 9.50 ± 0.00

Piña 0.10 ± 0.00 15.58 ± 0.12 9.50 ± 0.00

Aceite fresco 0.05 ± 0.00 2.14 ± 0.02 9.00 ± 0.00

Media ± desviación estándar (n=3)

En base a los resultados presentados en la Tabla 7 se determinó que el

aceite utilizado en la fritura de cebolla paiteña presentaba mayor deterioro

que el de piña, ya que el porcentaje de ácidos grasos libres y el índice de

peróxidos eran mayores con un valor de 0.16 % y 17.28 mEq O2/kg en

30

relación al de piña que presentó 0.10 % y 15.58 mEq O2/kg respectivamente.

Sin embargo, en el porcentaje total de compuestos polares los resultados

fueron idénticos con un valor de 9.50 %. Es decir, según el aceite fresco,

ambos aceites están deteriorados, ya que los valores de la misma son

inferiores, teniendo 0.05 % de ácidos grasos libres, 2.14 mEq O2/kg para el

índice de peróxidos y 9.00 % para compuestos polares, como se presentó en

la Tabla 7.

Para el análisis físico de los aceites utilizados en el proceso de fritura al

vacío de cebolla paiteña y piña, y del aceite fresco, se determinó la variación

del color mediante el sistema de coordenadas CIE L*a*b y escala Lovibond;

como se muestra en la Tabla 8 y Tabla 9.

Tabla 8. Color medido en los aceites en coordenadas CIE

Aceites Coordenadas CIE

L* a* b*

Cebolla paiteña 37.39 ± 0.01 - 0.72 ± 0.01 3.66 ± 0.01

Piña 37.27 ± 0.01 - 0.94 ± 0.01 3.99 ± 0.01

Aceite fresco 39.74 ± 0.06 - 0.32 ± 0.01 2.13 ± 0.01

Media ± Desviación estándar (n=3)

Se registraron los parámetros de Luminosidad (L), donde un valor de L igual

a 100 es blanco y 0 es negro, un valor positivo de a (+ a) es rojo y negativo

(- a) es verde, mientras que + b es amarillo y – b es azul.

El valor de L* obtenido en el aceite fresco, determinó que existe un cambio

en la luminosidad con respecto al aceite utilizado en fritura al vacío de

cebolla paiteña y de piña; así el de cebolla paiteña es más luminoso que el

de piña, y menor con respecto a la muestra en blanco.

En cuanto al parámetro a*, los tres aceites presentaron una tendencia a la

tonalidad verde, y en b* a la tonalidad amarilla; siendo así el aceite utilizado

31

en fritura al vacío de cebolla paiteña el de mayor tonalidad en a* con - 0.72 y

el de piña en b* con 3.99.

El color en escala Lovibond según la norma venezolana Covenin 30:1997,

establece que para aceites refinados el color en rojo debe tener un máximo

de 3.00 y para amarillo 30.00 (COVENIN, 1997), de tal forma que el aceite

fresco cumple con este parámetro de calidad; sin embargo, en relación a los

otros dos aceites, el utilizado en fritura al vacío de piña es el más cercano a

estos requisitos con valores de 15.00 y 3.20 unidades para amarillo y rojo

respectivamente.

Tabla 9. Color de los aceites en escala Lovibond

Aceites Lovibond

Amarillo Rojo

Cebolla paiteña 70.00 11.50

Piña 15.00 3.20

Aceite fresco 18.00 1.50

4.2. PORCENTAJE DE ÁCIDOS GRASOS LIBRES

Los resultados del porcentaje de ácidos grasos libres para cada tratamiento

aplicado a los aceites utilizados en fritura al vacío de cebolla paiteña y piña

se presentan en la Tabla 10.

32

Tabla 10. Porcentaje de ácidos grasos libres para cada tratamiento aplicado

en los aceites de fritura al vacío (de cebolla paiteña y piña).

Temp. de blanqueo

(°C)

Tierra adsorbente

(%)

Aceite de fritura al vacío de cebolla

paiteña blanqueado

Aceite de fritura al vacío de piña blanqueado

AGL (%) Análisis

estadístico AGL (%)

Análisis estadístico

90

2.0 0.03 ± 0.00 d 0.03 ± 0.00 d

2.5 0.08 ± 0.01 b 0.08 ± 0.00 b

3.0 0.05 ± 0.00 c 0.05 ± 0.00 c

100

2.0 0.08 ± 0.00 b 0.10 ± 0.00 a

2.5 0.20 ± 0.00 a 0.09 ± 0.01 b

3.0 0.05 ± 0.00 c 0.05 ± 0.00 c

110

2.0 0.08 ± 0.01 b 0.10 ± 0.00 a

2.5 0.05 ± 0.00 c 0.05 ± 0.00 c

3.0 0.03 ± 0.00 d 0.03 ± 0.00 d


La temperatura de blanqueo y la cantidad de tierra adsorbente presentaron

diferencias significativas sobre el porcentaje de ácidos grasos libres en el

aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña; de tal forma que a 90 °C con 2.0

% y a 110 °C con 3.0 % los resultados presentaron menores valores (0.03 %

en los dos casos), tal como se observa en la Figura 6.

33

Aceite fresco (AF). Aceite post fritura sin blanqueo (APF)

Letras diferentes denotan diferencia significativa (p<0.05)

Figura 6. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente en los ácidos graso

libres en el aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña blanqueado.

En el aceite de fritura al vacío de piña la temperatura y la cantidad de tierra

adsorbente presentaron diferencias significativas en el porcentaje de ácidos

grasos libres; siendo a 90 °C con 2.0 % y a 110 °C con 3.0 % los resultados

con menores valores (0.03 % en los dos casos), como se observa en la

Figura 7.

d

b b b

a

c c c

d

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

AF APF 90 100 110

Ác

ido

s g

ras

os

lib

res

(%

)

Temperatura (°C)

2.0

2.5

3.0

Sin blanqueo

Tierra adsorbente

(%)

34



Figura 7. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente sobre los ácidos

graso libres en el aceite de fritura al vacío de piña blanqueado.

Los valores obtenidos para el porcentaje de ácidos grasos libres del aceite

utilizado en fritura al vacío de cebolla paiteña y de piña concuerdan con los

reportados por algunos autores que analizan el deterioro y calidad del aceite

de fritura profunda para diversos alimentos; tal es el caso del estudio

realizado por Tiffany et al. (2009), donde se utilizó oleína de palma para freír

papas a la Francesa por 8 horas seguidas y por un periodo de 8 días, en el

mismo que se observó que el porcentaje de ácidos grasos libres aumento

con el tiempo de freído desde 0.06 % a 1.30 % para el último día. En otro

estudio comparativo realizado sobre la estabilidad de diferentes aceites

vegetales en fritura, se observó la misma tendencia de los resultados para

los 4 aceites analizados, donde el aceite puro de oliva obtuvo a los 39 ciclos

de fritura 1.89 %, el de girasol convencional a los 35 ciclos presento 1.22 %,

d

a a

b

b

c c c

d

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

AF APF 90 100 110

Ác

ido

s g

ras

os

lib

res

(%

)

Temperatura (°C)

2.0

2.5

3.0

Sin blanqueo

Tierra adsorbente

(%)

35

el aceite de girasol de alto oleico después de los 46 ciclos de fritura tuvo

0.60 % y el aceite parcialmente hidrogenado en sus 38 ciclos tuvo 0.67 %

(Valenzuela, Sanhueza, Susana, Gabriela, & Tavella, 2003). Los valores

encontrados por Fernández, Cadena, Yáñez & Sosa (2010), en el estudio de

deterioro de aceite de soya y oleína de palma durante el freído de papas a la

francesa, es similar a los anteriores y a los obtenidos en este estudio con

0.02 % y 0.06 % en aceite fresco de soya y oleína de palma

respectivamente, y para después del proceso de fritura se obtuvo 0.21 % y

0.28 %.

El comportamiento de los ácidos grasos libres de esta investigación fue de

0.16 % y de 0.10 %, para el aceite utilizado en fritura al vacío de cebolla

paiteña después de los 20 ciclos y para el de piña después de los 25 ciclos,

respectivamente.

Hasta el momento no se han realizado estudios de recuperación de aceite

utilizado en fritura al vacío, sin embargo, la Norma INEN 2 678, establece

que el límite máximo para este parámetro de calidad es de 3.00 %; por lo

tanto los dos aceites recuperados cumplen con este requisito,

independientemente de los tratamientos aplicados, ya que como valor

máximos se obtuvo 0.20 % para el aceite de fritura al vacío de cebolla

paiteña y 0.10 % para el de fritura al vacío de piña; es decir, los dos aceites

están en condiciones de ser reutilizados (INEN, 2013).

4.3. ÍNDICE DE PERÓXIDOS

Los aceites de fritura al vacío de cebolla paiteña y de piña arrojaron los

siguientes resultados, como se indica en la Tabla 11.

36

Tabla 11. Índice de peróxidos para cada tratamiento aplicado en los aceites

de fritura al vacío (de cebolla paiteña y piña).

Temp. de blanqueo

(°C)

Tierra adsorbente

(%)

Aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña

blanqueado


Índice de peróxidos

(mEq O2/kg)


Índice de peróxidos

(mEq O2/kg)


90

2.0 1.63 ± 0.01 a 0.66 ± 0.01 c

2.5 0.65 ± 0.01 e 0.64 ± 0.01 c

3.0 0.80 ± 0.01 d 0.76 ± 0.10 c

100

2.0 1.46 ± 0.04 b 1.47 ± 0.02 a

2.5 0.64 ± 0.02 e 1.07 ± 0.17 b

3.0 0.50 ± 0.00 f 0.38 ± 0.10 d

110

2.0 1.32 ± 0.01 c 0.66 ± 0.00 c

2.5 0.81 ± 0.01 d 0.32 ± 0.00 d

3.0 0.33 ± 0.00 g 0.33 ± 0.00 d


En la Figura 8 se muestra que la interacción de la temperatura del proceso

de blanqueo y el porcentaje de tierra adsorbente reduce el índice de

peróxidos en el aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña, siendo a 110 °C

con 3.0 % el tratamiento con menores resultados (0.33 mEq O2/kg); con

respecto a los otras combinación las diferencias fueron significativas.

37



Figura 8. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente sobre el índice de

peróxidos en el aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña blanqueado.

La combinación de temperatura de blanqueo y el porcentaje de tierra

adsorbente presentaron diferencias significativas sobre el índice de

peróxidos del aceite de fritura al vacío de piña, favoreciendo en la

disminución de los resultados; de tal forma que a 100 °C con 3.0 %, 110 °C

con 2.5 % y 110 °C con 3.0 % fueron los tratamientos que arrojaron menores

valores de 0.38, 0.32 y 0.33 mEq O2/kg respectivamente, como su muestra

en la Figura 9.

a

b

c e e d d f g

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

AF APF 90 100 110

Índ

ice

de

pe

róx

ido

s

(mE

q O

2/k

g)

Temperatura (°C)

2.0

2.5

3.0

Sin blanqueo

Tierra adsorbente

(%)

38



Figura 9. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente sobre el índice de

peróxidos en el aceite de fritura al vacío de piña blanqueado.

Los valores obtenidos fueron comparados con los resultados reportados por

Fernández et al. (2010), donde el comportamiento del índice de peróxidos en

el aceite de soya y oleína de palma después de freír papas a la Francesa

arrojaron 15.00 mEq O2/kg y 5.00 mEq O2/kg respectivamente para cada

aceite; de tal forma que en relación al estado del aceite utilizado en fritura al

vacío de cebolla paiteña y piña presentan la misma tendencia de los datos,

pues para el primer aceite se obtuvo 17.28 mEq O2/kg y para el segundo

15.58 mEq O2/kg. En comparación con la norma ecuatoriana INEN 1 640 los

dos aceites superan el límite permitido que es de 10.00 mEq O2/kg. Sin

embargo, los valores obtenidos para el índice de peróxidos en los aceites

blanqueados se encuentran dentro del límite máximo permitido, de tal forma

que, para el aceite utilizado en fritura al vacío de cebolla paiteña se obtuvo

c a

c c b

d

c d

d

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

AF APF 90 100 110

Índ

ice

de

pe

róx

ido

s

(mE

q O

2/k

g)

Temperatura (°C)

2.0

2.5

3.0

Sin blanqueo

Tierra adsorbente

(%)

39

1.63 mEq O2/kg y para piña 1.47 mEq O2/kg, es decir, que el proceso de

blanqueo disminuye este índice, haciéndolos susceptibles de reutilización.

4.4. PORCENTAJE TOTAL DE COMPUESTOS POLARES

Los valores para el porcentaje de compuestos polares en los dos aceites de

fritura al vacío y la temperatura a la que se midió, se muestran en la Tabla

12. En los dos casos el contenido de compuestos polares se mantuvo dentro

de un rango de 9.50 % a 10.33 %.

Tabla 12. Porcentaje de compuestos polares para cada tratamiento aplicado

en los aceites de fritura al vacío (de cebolla paiteña y piña).

Temp. de blanqueo

(°C)

Tierra (%)

Aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña blanqueado


Temperatura (°C)

Compuestos polares (%)


Temperatura (°C)

Compuestos polares (%)


90

2.0 115.00 9.67 ± 0.29 b 120.00 9.67 ± 0.29 bc

2.5 119.00 9.50 ± 0.00 b 115.00 10.00 ± 0.00 ab

3.0 117.00 9.83 ± 0.29 ab 117.00 9.50 ± 0.00 c

100

2.0 115.00 9.50 ± 0.00 b 118.00 10.00 ± 0.00 ab

2.5 116.00 9.50 ± 0.00 b 118.00 9.50 ± 0.00 c

3.0 118.00 9.50 ± 0.00 b 116.00 10.17 ± 0.29 ab

110

2.0 119.00 9.83 ± 0.29 ab 119.00 9.83 ± 0.29 abc

2.5 119.00 10.33 ± 0.29 ab 118.00 9.50 ± 0.00 c

3.0 114.00 9.83 ± 0.29 ab

117.00 10.00 ± 0.00 ab


La temperatura de blanqueo y el porcentaje de tierra adsorbente no

presentaron diferencias significativas sobre los compuestos polares del

aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña, de tal forma que resulta lo

mismo trabajar con los 9 tratamientos, ya que los compuestos polares se

mantuvieron en un rango del 9.50 a 10.33 %, como se observa en la Figura

40

10; sin embargo, a 110 °C con 2.5 % es el tratamiento donde se obtiene

resultados más altos de 10.33 %.



Figura 10. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente sobre el porcentaje

de compuestos polares en el aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña

blanqueado.


de blanqueo y el porcentaje de tierra adsorbente no influyen para la

disminución de los compuestos polares en el aceite de fritura al vacío de

piña, ya que los tratamientos no presentaron diferencias significativas; sin

embargo, a 90 °C con 3.0 %, 100 °C con 2.5 % y 110 °C con 2.5 % es donde

los resultados arrojaron menor valor de 9.50 % de compuestos polares para

los 3 casos.

b

b ab

b

b

ab ab

b ab

8.4

8.6

8.8

9

9.2

9.4

9.6

9.8

10

10.2

10.4

AF APF 90 100 110

Co

mp

ue

sto

s p

ola

res

(%

)

Temperatura (°C)

2.0

2.5

3.0

Sin blanqueo

Tierra adsorbente

(%)

41

Aceite fresco (AF). Aceite post fritura sin blanqueo (APF


Figura 11. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente sobre el porcentaje

de compuestos polares en el aceite de fritura al vacío de piña blanqueado.

Los valores de la Tabla 12 son menores a los encontrados por Vives (2004),

ya que después de los 15 ciclos de fritura de papas a la francesa el aceite

alcanza entre 7.00 a 12.00 % de compuestos polares, a diferencia de los

valores obtenidos en este estudio, donde el aceite de fritura al vacío de

cebolla paiteña se obtuvo 9.53 % y el mismo proceso para piña 9.55 %,

después de 20 y 25 ciclos de fritura respectivamente. Otro estudio del

contenido de compuestos polares totales en aceites frescos de cocina más

vendidos en Medellín (Colombia) presentó resultados bajos para el

contenido de estos, ya que para el aceite de canola se tuvo 1.22 %, el de

girasol 1.96 % el de oliva 3.29 % y la mezcla de estos 4.69 %; es decir, que

bc

ab abc

ab

c c c

ab

ab

8.4

8.6

8.8

9

9.2

9.4

9.6

9.8

10

10.2

10.4

AF APF 90 100 110

Co

mp

ue

sto

s p

ola

res

(%

)

Temperatura (°C)

2.0

2.5

3.0

Sin blanqueo

Tierra adsorbente

(%)

42

los compuestos polares dependen del tipo de aceite utilizado. Para el aceite

de palma fresco es mayor con un 9.00 % (Ramírez, y otros, 2012).

El comportamiento de los compuestos polares en los aceites tratados no

presentaron cambio significativo, ya que estos se mantuvieron en un rango

de 9.50 % a 10.33% para los dos aceites, en comparación con los aceites de

fritura al vacío sin recuperar que presentaron un valor de 9.50%.

De acuerdo a la norma INEN 2 678 el valor máximo para compuestos

polares en aceites reutilizados es del 24.00 %, por lo tanto los aceites de

fritura al vacío antes y después de aplicar el proceso de blanqueo se

encuentran dentro del límite máximo; es decir, que son aptos para ser

reutilizados (INEN, 2013).

4.5. COLOR

Los resultados obtenidos del color en coordenadas CIELab de los aceites de

fritura al vacío de cebolla paiteña y piña, se adjuntan en el Anexo I. Las

coordenadas a* y b* presentaron valores relativamente bajos, por esta

razón, el ángulo Hue y el valor de croma no se toman en cuenta para

discusiones posteriores; sin embargo, se adjuntan en el Anexo II.

Sin importar el tratamiento aplicado, el aceite utilizado en fritura al vacío de

cebolla paiteña presentó valores para el parámetro L* (Luminosidad) dentro

de un rango de 44.03 a 45.92; para la coordenada a* un rango de - 0.69 a -

0.31 y finalmente para b* de 1.49 a 2.86. En cuanto al aceite de fritura al

vacío de piña los valores fueron para L* de 44.00 a 45.45, para a* de - 0.78 a

- 0.31 y para b* de 1.20 a 1.64. Es decir, que para ambos aceites los datos

tienden al color rojo y amarillo.

43

La temperatura de blanqueo y la cantidad de tierra adsorbente presentaron

diferencias significativas sobre la luminosidad en el aceite de fritura al vacío

de cebolla paiteña; de tal forma que a 90 °C con 2.5 % se obtuvo el

resultado más alto de 45.92, lo cual favorece al aumento de la luminosidad,

tal como se observa en la Figura 12.



Figura 12. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente sobre la luminosidad

en el aceite de fritura al vacío de cebolla paiteña blanqueado.


de blanqueo y el porcentaje de tierra adsorbente favorece para aumentar la

luminosidad en el aceite de fritura al vacío de piña, ya que los tratamientos

presentaron diferencias significativas; siendo así, a 90 °C con 3.0 % y 100

°C con 2.5 % donde se obtuvieron los resultados más altos de 45.45 y 45.18

respectivamente.

d d f a bc c b

ef e

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

AF APF 90 100 110

Lu

min

os

ida

d

Temperatura (°C)

2.0

2.5

3.0

Sin blanqueo

Tierra adsorbente

(%)

44



Figura 13. Efecto de la temperatura y tierra adsorbente sobre la luminosidad

en el aceite de fritura al vacío de piña blanqueado.

En el Anexo I se muestran los valores de las coordenadas de color

determinados en este estudio, que si tienen la misma tendencia en relación

al estudio del efecto del blanqueo y refinación física en los componentes de

color en aceite de palma, realizado por Rossi, Giannza, Alamprese & Stanga

(2001), quienes encontraron que la luminosidad varía de acuerdo a cada

tierra utilizada en el proceso de blanqueo; para la tierra activada (C1) se tuvo

L* 98.35, para la tierra activada (C2) L* 97.84, y finalmente para la tierra

natural (C3) : L* 97.74; la relación de tierra fue del 1% en base al peso del

aceite, además se añadió 0.125 % de sílice sintética a cada tierra, lo cual en

este estudio se trabajó con porcentajes de tierra (Bentonita cálcica) de 2.0,

2.5, 3.0 %. El tipo y cantidad de tierra, así como las condiciones de blanqueo

pueden influir sobre los resultados, por tal motivo no existe concordancia en

los datos.

de e cd de cd bc a ab e

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

AF APF 90 100 110

Lu

min

os

ida

d

Temperatura (°C)

2.0

2.5

3.0

Sin blanqueo

Tierra adsorbente

(%)

45

Para la escala de color en Lovibond, los datos obtenidos tanto en amarillo y

en rojo de los aceites se presentan en la Tabla 13. Estos, según la norma

venezolana Covenin 30:1997, para colores amarillo y rojo solo aceptable en

el aceite de fritura al vacío de piña blanqueado, ya que los valores obtenidos

oscilan en un rango de 2.00 a 2.90, y 27.00 a 39.00 para rojo y amarillo

respectivamente; a diferencia de los valores reportados para el aceite

utilizando en fritura al vacío de cebolla paiteña que se mantienen en un

rango de 4.20 a 4.70, y 63.00 a 70.00 unidades, superando el límite

permitido. La variación del color se puede apreciar en las fotografías de los

aceites que se muestran en el Anexo III.

Tabla 13. Color de los aceites tratados en escala Lovibond

Temp. de blanqueo (°C)

Tierra adsorbente

(%)

Lovibond

Aceite de fritura al vacío de cebolla

paiteña blanqueado


Amarillo Rojo Amarillo Rojo

90

2.0 63.00 4.60 34.00 2.70

2.5 63.00 4.40 28.00 2.00

3.0 69.00 4.20 27.00 2.00

100

2.0 69.00 4.40 34.00 2.60

2.5 70.00 4.70 35.00 2.30

3.0 70.00 4.70 27.00 2.00

110

2.0 70.00 4.70 39.00 2.90

2.5 69.00 4.10 29.00 2.50

3.0 70.00 4.50 27.00 2.20

Según el estudio realizado por Wel-Lin, Yew-Al y Thin Sue (1996), quienes

realizaron la refinación del aceite de palma con sílice, determinaron que las

condiciones óptimas del blanqueamiento son de 95 – 100 °C por un tiempo

de 30 a 40 minutos y con un porcentaje de Trisyl de 0.12 % con 0.40 % de

arcilla blanqueadora; ya que a estas condiciones el comportamiento del color

mejora con un valor de 1,70 unidades en rojo Lovibond y para amarillo

46

Lovibond 20.00 unidades; sin embargo, en todos los tratamientos aplicados

se obtienen valores dentro de lo establecido por la norma venezolana. A

diferencia de los datos obtenidos en este estudio, los mismos que no reflejan

la misma tendencia que los establecidos en el estudio anterior (Wel-Lin,

Yew-Al, & Thin Sue, 1996), en el estudio realizado por Rossi, et al.(2001),

encontraron que el color del aceite de palma RBD (refinado, blanqueado y

deodorizado) en escala Lovibond se mantiene en un rango de 2.00 a 2.20 y

20.00 unidades para rojo y amarillo respectivamente; sin embargo, en este

estudio el aceite utilizado en fritura al vacío de piña es el aceite que tiene la

misma tendencia de los resultados ya que el aceite de cebolla paiteña

presentó valores más altos para cada color.

4.6. MODELIZACIÓN

Se aplicaron las ecuaciones generales para determinar los parámetros de

calidad %AGL (X), índice de peróxidos (Y) y %TPM (Z), mencionadas

anteriormente. En la Tabla 14 se observan los valores para las constantes

de las ecuaciones del porcentaje de ácidos grasos libres con su respectivo

coeficiente de determinación (r2).

Tabla 14. Constantes para el modelo matemático de %AGL de los aceites

tratados

Aceites utilizados en fritura al vacío

Constantes Coeficiente de determinación

(r2) a0 a1 a2

Cebolla paiteña 0.11339 -1.64915 -0.00002 0.9951

Piña 0.10488 -3.36239 0.00042 0.7532

Los valores de las constantes y el coeficiente de determinación para las

ecuaciones de índice de peróxidos se muestran en la Tabla 15.

47

Tabla 15. Constantes para el modelo matemático de índice de peróxidos de

los aceites tratados



(r2) b0 b1 b2

Cebolla paiteña 4.25557 -92.76755 -0.01031 0.8154

Piña 3.04999 -44.05998 -0.01249 0.6342

La Tabla 16 contiene los valores de las constantes de la ecuación para el

porcentaje total de compuestos polares de los dos aceites tratados y el valor

del coeficiente de determinación (r2) para cada una respectivamente.

Tabla 16. Constantes para el modelo matemático de %TPM de los aceites

tratados



(r2) c0 c1 c2

Cebolla paiteña 7.91667 5.55556 0.01667 0.8555

Piña 9.37963 5.55556 0.00278 0.9018

Estos modelos matemáticos permiten simular el comportamiento de los

ácidos grasos libres, índice de peróxidos y compuestos polares bajo

condiciones de la temperatura del proceso de blanqueo y porcentaje de

tierra (en relación al peso del aceite). El Anexo IV muestra las tablas de los

datos que permitieron obtener las constantes para cada modelo matemático

y el coeficiente de determinación (r2).

Los modelos matemáticos aplicados al porcentaje de ácidos grasos libres,

índice de peróxidos y compuestos polares para el aceite utilizado en fritura al

vacío de cebolla paiteña presentaron un 99.51%, 81.54% y 85.55%

respectivamente de confiabilidad; por otro lado, los resultados obtenidos

para el aceite utilizado en fritura al vacío de piña indican que el 75.32%,

63.42% y 90.18% de la incertidumbre original se explican con el modelo

matemático respectivamente.

48

Para el color en Lovibond y la luminosidad de los aceites no se aplicó

modelos matemáticos, ya que los valores de este parámetro dependen de

las condiciones de almacenamiento y es considerado como una cualidad del

producto.

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

49

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

En la caracterización físico-química inicial de la materia prima (aceites

utilizados en fritura al vacío de cebolla paiteña y de piña) se observó

que las dos muestras presentaron diferencia en los parámetros de

calidad analizados, comparadas con el aceite sin utilizar.

El proceso de blanqueo aplicado a los aceites, influyó favorablemente

para mejorar su calidad en cuanto a porcentaje de ácidos grasos

libres, índice de peróxidos, color en LOVIBOND y luminosidad; el

porcentaje total de compuestos polares presentó variaciones

relativamente pequeñas.

Con altas temperaturas del proceso de blanqueo y altos porcentajes

de tierra adsorbente los resultados disminuyen; sin embargo, este

proceso de blanqueo no reduce el porcentaje de compuestos polares,

ya que la temperatura incrementa el valor de estos.

El color de los aceites tratados tanto en escala Lovibond como en CIE

Lab presentan un cambio significativo para recuperar el color original

del aceite después de aplicar el proceso de blanqueo propuesto.

Los modelos matemáticos aplicados al porcentaje de ácidos grasos

libres, índice de peróxidos y compuestos polares para el aceite

utilizado en fritura al vacío de cebolla paiteña y piña permiten

demostrar que el proceso de blanqueo aplicado a los aceites es

favorable y existe concordancia con los datos experimentales y los

simulados por las ecuaciones encontradas. Además, es factible

modelizar el proceso de blanqueo ya que los r2 presentaron

resultados altos.

50

5.2. RECOMENDACIONES

Estudiar el perfil sensorial y cinética de degradación del aceite de

fritura al vacío tratado.

Aplicar el proceso de deodorización al aceite recuperado con el fin de

que se eliminen los olores extraños adquiridos de los diferentes

alimentos procesados.

Modificar las variables del proceso tomando en cuenta blanqueo con

vacío, de manera que se pueda aumentar el rendimiento y mejorar las

propiedades físico-químicas del aceite tratado.

Aplicar cromatografía de gases a los aceites tratados para determinar

el perfil lipídico (ácidos grasos) de los mismos.

Combinar tierras de blanqueo artificiales y naturales para aplicar

diferentes aceites con el fin de identificar además, si hay efecto

sinérgico de las tierras.

BIBLIOGRAFÍA

51

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ANEXOS

59

ANEXO I

COLOR EN LOS ACEITES DE FRITURA AL VACÍO DE

CEBOLLA PAITEÑA Y PIÑA EN COORDENADAS CIE

(L*, a* y b*)

60

ANEXO II

ÁNGULO HUE Y CROMA DE LOS ACEITES

UTILIZADOS EN FRITURA AL VACÍO DE CEBOLLA

PAITEÑA Y PIÑA

Temp. de blanqueo

(°C)

Tierra adsorbente

(%)

Aceite de fritura al vacío de cebolla Paiteña

blanqueado


Ángulo Hue Croma Ángulo Hue Croma

90

2.0 -1.39 2.73 -1.20 1.30

2.5 -1.36 2.53 -1.29 1.51

3.0 -1.27 2.36 -1.03 1.52

100

2.0 -1.29 2.17 -1.36 1.50

2.5 -1.25 2.16 -1.25 1.73

3.0 -1.37 2.92 -1.24 1.28

110

2.0 -1.35 2.37 -1.24 1.27

2.5 -1.37 1.52 -1.19 1.44

3.0 -1.38 2.26 -1.38 1.62


61

ANEXO III

VARIACIÓN DEL COLOR EN EL ACEITE UTILIZADO

EN FRITURA AL VACÍO DE CEBOLLA PAITEÑA

Aceite de fritura al vacío de cebolla Paiteña sin blanquear (A), aceite tratado a:

90°C con “% de tierra (B), a 90°C con 2.5% de tierra (C), a 110°C con 2% de tierra

(D), a 110°C con 2.5% de tierra (E) y a 110°C con 3% de tierra (F)

VARIACIÓN DEL COLOR EN EL ACEITE UTILIZADO

EN FRITURA AL VACÍO DE PIÑA

Aceite de fritura al vacío de piña sin blanquear (A), aceites tratados a: 90°C con 3%

de tierra (B), 100°C con 3% de tierra (C), 100°C con 2% de tierra (D) y 110°C con

2.5% de tierra (E).

62

ANEXO IV

TABLAS DE DATOS PARA DETERMINAR LAS

ECUACIONES DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS EN

LOS ACEITES TRATADOS

ACEITE DE FRITURA AL VACÍO DE CEBOLLA

PAITEÑA BLANQUEADO

ÁCIDOS GRASOS LIBRES:

ÍNDICE DE PERÓXIDOS:

63

COMPUESTOS POLARES:

ACEITE DE FRITURA AL VACÍO DE PIÑA

BLANQUEADO

ÁCIDOS GRASOS LIBRES:

ÍNDICE DE PERÓXIDOS:

64

COMPUESTOS POLARES:

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