MANUFACTURA DE GRASAS Y ACEITES Las grasas y los aceites provienen de diversas fuentes vegetales y animales; sin embargo, la soya es la oleaginosa que suministra la mayor cantidad de aceite en el mundo, seguida de la palma y de la canola y, en menor grado, de la aceituna, el ajonjolí, el algodón, el cacahuate, el cacao, el cártamo, el coco, el girasol, el maíz y el palmiste. Por su parte, de origen animal, la manteca de cerdo ocupa el primer lugar, después el sebo de res y el aceite de pescado. Aceites como el de pepita de uva y otros, se producen en mínima cantidad para mercados muy selectos. La soya tuvo un auge muy importante en la década de 1960 durante la Revolución Verde, y continúa su tendencia creciente con sus derivados genéticamente modificados, como el aceite con bajo linolénico y alto oleico y las plantas resistentes resistentes a plagas. El tejido adiposo de los animales sacrificados se somete a un proceso térmico para romper las células y liberar su contenido graso; por su parte, los aceites vegetales se extraen de las semillas oleaginosas, por prensado o con c on disolventes . La primera extracción de ambas fuentes, animal y vegetal, v egetal, produce grasas y aceites llamados crudos que contienen impurezas que se deben eliminar, como ácidos grasos libres, proteínas, pigmentos, hidratos de carbono, agua, a gua, fosfátid os, etcétera, que contrib uyen al color, co lor, sabor, o lor, inestabilidad, inestabilidad, espumado y otras características características indeseables. Sin embargo, algunas de estas sustancias son deseables, como la lecitina y los tocoferoles, que pueden recuperarse parcialmente parcialmente en la refinación. En el caso de la soya (figura 4.5), la semilla triturada se usa para formar hojuelas (para aumentar el área superficial) que se alimentan al extractor continuo por percolación, por inmersión o por una combinación de ambas. El hexano es el disolvente más común, su uso implica precauciones ya que es muy volátil y produce mezclas explosivas con el aire. Cabe indicar que una vez triturada la semilla s emilla debe someterse de inmediato a la refinación, para evitar la actividad de las lipasas que producen muchos ácidos grasos libres. Después de la extracción, la harina residual se utiliza para la alimentación animal y en la obtención de concentrados y aislados, productos ricos en proteínas. La mezcla aceite-disolvente, conocida como “miscela”, se somete a destilación para separar el aceite aceite crudo y el hexano que se emplea nuevamente. La refinación, constituida por diversas etapas (desgomado, neutralización, decoloración y desodorización), que a continuación se describen, provoca grandes cambios en la composición del aceite crudo al eliminar o reducir impurezas (cuadro 4.10).
1. Desgomado Es la extracción acuosa de compuestos hidrosolubles, como proteínas, hidratos de carbono, agua y fosfátidos, que se separan al establecer una fase inmiscible con el aceite. Los fosfátidos en bajas concentraciones, provocan problemas en la refinación, además de que son muy sensibles a la oxidación y producen produce n espuma en el producto terminado. terminado . No todos los aceites se someten al desgomado. desgoma do. Al aceite crudo se le añade un 2-3% de agua, se calienta a 50-60ºC y la fracción acuosa se separa por centrifugación; los fosfátidos se hidratan, esponjan y precipitan, sobre todo si se incrementa la temperatura, se recuperan y se deshidratan. Al producto resultante se le llama “lecitina”, aunque en realidad contiene una baja proporción de ésta; su valor depende del fósforo, elemento que en promedio equivale a casi 4% de un fosfolípido puro.
Esquema: Obtención industrial del aceite de soya y sus derivados.
2. Neutralización Este tratamiento elimina ácidos grasos libres y monoacilglicéridos y los fosfolípidos residuales del desgomado. Entre mayor sea la cantidad de ácidos grasos libres, menor será el rendimiento de la refinación. La neutralización es una saponificación con NaOH al 10-15%, en la cantidad precisa para que sólo reaccione con ácidos libres, cuya concentración se determina previamente; un exceso de sosa saponificaría los triacilglicéridos, con lo que se perdería aceite. La neutralización se efectúa en forma continua o en sistemas discontinuos; la mezcla aceite/sosa se calienta a 60-70ºC para acelerar la reacción y se produce una pasta jabonosa (soap stock) que se separa por una primera centrifugación y que se emplea en la fabricación de jabones, en la obtención de ácidos grasos y en la elaboración de alimento para ganado, después de neutralizarla con H2SO4. Así, el aceite todavía contiene algo de jabones que se eliminan con un lavado subsiguiente al mezclarlo con agua caliente y someterlo a una segunda centrifugación. Cuando la cantidad de ácidos grasos libres es grande (p. ej., >2.5%) se forman pastas jabonosas muy densas que resultan difíciles de separar por centrifugación; para esto, en lugar de neutralizar, se usa la llamada refinación física que consiste en destilar estos ácidos por arrastre con vapor a vacío y a 250260ºC, lo que se lleva a cabo en el desodorizador. También se eliminan, además de dichos ácidos, otras sustancias de peso molecular bajo que imparten olores indeseables. Los aceites bien neutralizados contienen menos del 0.1% de ácidos grasos libres (como índice de acidez en términos del oleico); es muy importante mantener esta baja concentración, sobre todo si el aceite se destina a la hidrogenación, proceso en el cual es suficiente una pequeña cantidad de ellos para envenenar el catalizador.
3. Decoloración Este tratamiento se da a los aceites neutralizados y sirve para eliminar pigmentos (carotenoides, clorofila, y xantofilas), aunque en los pasos anteriores se extraen muchos de ellos. Es una adsorción que utiliza agentes adsorbentes, como tierra de diatomeas, arcillas neutras derivadas de la bentonita, arcillas ácidas activadas o carbón activado. Este último es el más efectivo, pero es muy caro y, al retener mucho aceite, aumenta las mermas; para lograr mejores resultados se mezclan arcillas neutras con 5-10% de carbón activado. El poder decolorante de estos materiales depende de su forma microcristalina y de sus impurezas. Las tierras ácidas deben lavarse, ya que confieren acidez al aceite y provocan su hidrólisis y la liberación de ácidos grasos. La mezcla aceite/adsorbente se calienta a 80-90ºC por 15/20 min para eliminar humedad y activar el material; posteriormente se envía a un filtro prensa y se obtiene, por un lado, el aceite y por el otro, el adsorbente que puede regenerarse. En forma ideal, este proceso debe efectuarse a vacío para evitar la acción del oxígeno, ya que los lípidos oxidados reducen la eficiencia. Los aceites ya decolorados pueden desarrollar algunos colores indeseables en el almacenamiento debido a reacciones de oxidación y de polimerización de los ácidos grasos insaturados.
4. Desodorización Hasta este punto, al aceite crudo ya se le eliminaron ácidos grasos libres, fosfolípidos, agua, proteínas, hidratos de carbono, pigmentos y otros compuestos de alto peso molecular. Sin embargo, todavía contiene bajas concentraciones de sustancias volátiles provenientes de la oxidación y responsables de olores indeseables, como cetonas o aldehídos y, en ciertos aceites, ácidos grasos libres de menos de 12 átomos de carbono. El proceso consiste en calentar el aceite a 230-260ºC y hacerle circular una corriente de vapor desaireado que arrastre los compuestos volátiles; esto es posible ya que existe una gran diferencia entre la volatilidad de estos últimos y la de los triacilglicéridos. El proceso se efectúa a presión reducida (aproximadamente 5 mm de Hg) para evitar el deterioro del aceite, aunque en ocasiones se añaden antioxidantes o agentes secuestradores, como el ácido cítrico para eliminar la acción catalizadora de los metales en la oxidación. Cabe indicar que el material recuperado de la desodorización contiene, además de las sustancias oloríficas, otras de importancia comercial, como son los tocoferoles, tocotrienoles, fitosteroles y ácidos grasos libres; éstas se recuperan mediante reacciones de esterificación con un alcohol, por saponificación, cristalización, destilación o por extracción fraccionada. En este punto, la mayoría de los aceites quedan listos para su envasado y distribución, como el que se compra para uso doméstico; sin embargo, algunos todavía se someten a un último paso que es la hibernación.
5. Hibernación Este proceso, también conocido como winterización (anglicismo), es opcional y sólo se usa en algunos aceites; es una forma de cristalización fraccionada, o fraccionamiento en seco, para eliminar triacilglicéridos saturados de alto punto de fusión, como los del algodón y de la soya, y para evitar que el aceite se enturbie al enfriarse. Las fracciones con ácidos grasos saturados y algunas otras que llegan a cristalizar en la refrigeración, como las ceras de los aceites de maíz y de girasol, causan una apariencia indeseable en alimentos almacenados a baja temperatura. Debido a que la porción separada contiene una gran cantidad de ácido esteárico, se le conoce como estearina. El aceite de soya para mayonesas requiere pasar una prueba del frío de 5.5 horas, para evitar los cristales grasos que pueden romper la emulsión en la refrigeración. En el mercado existen otros sistemas para determinar la eficiencia de la hibernación, con equipos costosos, basados en la identificación de los cristales mediante rayos láser. Fuente: Química de los Alimentos, Salvador Badui. 2006
