OLEAGINOSAS
OLEAGINOSAS: Especies cultivadas que acumulan aceite como sustancia de reserva en semillas-frutos Lípidos: macromoléculas insolubles en agua que pueden extraerse de células y tejidos mediante solventes orgánicos. L. Complejos (Saponificables): tienen ácidos grasos que por hidrólisis alcalina producen jabones. Grasas Grasas -sólida -sólidas s a Tº ambien ambiente te Aceites Aceites -líquid -líquidos os a Tº ambient ambiente e Fosfolípidos Ceras L. Simples (No saponificables): no tienen ácidos grasos Terpenos Esteroides Los lípidos cumplen varias funciones: Componentes estructurales de membrana Energía de reserva Protec Protecció ción n - Inmun Inmunid idad ad
Los cultivos oleaginosos generan principalmente 2 productos de valor económico: Aceites y Harinas. Los granos oleaginosos con más aceite que proteína son netamente oleaginosos: girasol, colza/canola Los que tienen mayor concentración de proteína que aceite son proteaginosos: soja, lupino.
CULTIVO ACEITE (%) PROTEÍNA (%) GIRASOL 65 15 MANI 46 26 LINO 43 35 COLZA/CANOLA 42 40 SOJA 18 40 BASE: MATERIA SECA
Ciclo
Anuales : soja, girasol, maní, colza/canola, cártamo, lino o Perennes : palma, coco, ricino, olivo Uso
Aceites comestibles (alto contenido de ácidos oleico y linoleico): soja, cártamo, girasol, maní, canola, palma, coco). En industria alimenticia: frituras, margarinas Aceites no comestibles ó industriales: lino (ácido linolénico), colza (ácido erúcico), ricino (ácido ricinoleico). La producción de oleaginosas crece por el incremento de la población y el aumento del nivel de vida. Se cultivan en todo el mundo. La mayoría ha sido cultivada desde hace varios siglos. Otros son más recientes y algunos no están completamente domesticados. Hay unas 40 especies potencialmente utilizables para uso comestible o industrial, pero sólo un pequeño número es significativo en el suministro mundial de aceite.
Razones económicas y ecológicas para usar más especies: Sustentabilidad económica y ecológica Nuevos genotipos adaptados a situaciones donde no prosperan cultivos tradicionales Nuevos nichos comerciales IMPORTANCIA ECONÓMICA: Los seres humanos consumen lípidos de origen animal y vegetal. Las grasas vegetales han reemplazado paulatinamente a las grasas animales y hoy representan el 80 % del consumo total. La producción mundial de granos oleaginosos se estima en 800 millones de T, 130 millones de T de aceites y 230 millones de T de harinas.
CULTIVO ACEITE (T) GRANO/FRUTO(T) NUEZ DE PALMA 41.340.000 207.330.000 SOJA 36.125.000 222.270.000 COLZA/CANOLA 21.220.000 61.630.000 GIRASOL 13.060.000 32.000.000 MANI 5.300.000 35.520.000 ALMENDRA DE PALMA 5.700.000 11.930.000 ALGODON 4.760.000 40.870.000 NUEZ DE COCO 3.680.000 59.860.000 OLIVO 2.910.000 18.240.000 SESAMO 910.000 3.510.000 TOTAL MUNDO 135.005.000 693.160.000 NOTA: FUENTE FAOSTAT 2009. Maní en Caja
En Argentina, las Oleaginosas representan más del 55 % del área sembrada con granos. CULTIVO AREA SEMBRADA PRODUCCION RENDIMIENTO (has) (Toneladas) (Kg./Ha.) SOJA 18.130.000 52.680.000 2.900 GIRASOL 1.490.000 2.220.000 1.500 MANI 220.000 610.000 2.800 CARTAMO 79.000 56.000 700 COLZA 12.000 23.000 1.900 LINO 26.000 32.000 1.300 TOTAL 19.955.000 55.621.000 2.800
NOTA: FUENTE SAGPYA 2008. Principales áreas de Producción: Región Pampeana (Buenos Aires, Santa Fe, Córdoba: Soja, Girasol, Maní y Colza). NOA: soja, cártamo y maní. Chaco: Cártamo, Girasol y Soja. Entre Ríos: Lino. Misiones: Tung.
Argentina 8º productor y 5º exportador mundial de alimentos. Principales productos aceites, harinas y granos soja y girasol. Primer exportador mundial de aceite y harina de soja MOLIENDA Y PRODUCCION DE ACEITES Y SUBPRODUCTOS (2007) (miles de Toneladas):
CULTIVO MOLIENDA ACEITES HARINAS SOJA 36.270 6.963 28.086 GIRASOL 3.060 1.225 1.316 MANI 97 39 56 ALGODÓN 53 12 25 CARTAMO 40 15 24 LINO 16 5 9 COLZA 16 4 7 TOTAL 39.535 8.256 29.520
INDUSTRIA ACEITERA ARGENTINA
PROVINCIA PLANTAS Molienda Molienda T T/dia SANTA FE 23 121.500 30.131.000 BUENOS 18 15.200 3.400.000 AIRES CORDOBA 5 10.720 2.950.000 ENTRE RIOS 3 1.000 130.000 SAN LUIS 1 400 -LA PAMPA 1 300 -MISIONES 1 149 -SALTA 1 40 -TOTAL PAIS 53 150.000 39.540.000
Exportaciones Argentinas de productos oleaginosos, 2007.
CULTIVO SOJA GIRASOL MANI LINO MEZCLAS OTROS TOTAL
ACEITES HARINAS GRANOS 6.388.000 27.860.000 12.030.000 853.000 834.000 60.000 44.000 15.000 185.000 7.000 2.000 26.000 169.000 ----57.000 38.000 37.000 7.590.000 28.849.000 12.338.000
NOTA: Otros incluye maíz, oliva, tung, etc. Debe agregarse 100.000 T de soja desactivada y 11.000 T de derivados industriales (aceites hidrogenados, glicerina y margarina).
Exportaciones Productos Oleaginosos 2007 (Millones U$S):
CULTIVO ACEITES HARINAS GRANOS TOTAL SOJA 4.407 5.737 3.427 13.571 GIRASOL 630 86 48 764 MANI 51 3 170 224 LINO 4 0 7 11 MEZCLAS 162 ----162 OTROS 110 5 10 125 TOTAL 5.365 5.861 3.663 14.889 PRODUCTOS: El 86 % de los granos oleaginosos se procesa industrialmente, sólo un 8 % se usa directamente en alimentación humana y 6 % animal. El procesamiento origina dos productos: líquido (aceite) y sólido (proteína y fibra). Los usos y calidad son distintos.
ACEITES tri-ésteres de glicerol (glicerina) con ácidos grasos de cadena larga. Calidad: composición química de ácidos grasos y presencia de sustancias antioxidantes. Acidos grasos cadenas hidrocarbonadas lineales: En el extremo C Alfa tienen un grupo carboxílico esterificación con el glicerol. En el extremo C Omega tienen un grupo metílico. Los ácidos grasos difieren entre sí por: Largo de la cadena (generalmente 16-18 átomos de C), Grado de insaturación (cantidad y posición de dobles enlaces) y Estructura geométrica de dobles enlaces (cis y trans).
Ácidos Grasos Saturados : no poseen ningún doble enlace
Acido Palmítico C16:0 Precursores de la síntesis del colesterol y aumentan riesgo de enfermedades coronarias. Semisólidos a Tº ambiente.
Ácidos Grasos Monoinsaturados : Tienen un doble enlace
Acido Oleico C18:1 y Erúcico C22:1 Ácidos Grasos Poliinsaturados : Tienen 2 o más dobles enlaces
Acido Linoleico C18:2 y Linolénico C18:3 No pueden ser sintetizados por los animales ó el hombre y deben ser suministrados en la dieta:
Ácidos Grasos Esenciales.
La posición de la doble ligadura es importante por las propiedades nutricionales y farmacéuticas del ácido graso. La posición del primer doble enlace se cuenta a partir del C Omega: C18:3 (n-3) Acido Linolénico Omega-3 C18:3 (n-6) Acido Linolénico Omega-6 Estructura geométrica: orientación de los grupos alrededor del eje del doble enlace. Si los grupos están del mismo lado, la posición es cis, Si están en lados opuestos, la posición es trans. Tienen propiedades carcinogénicas.
Cada especie oleaginosa genera un tipo de aceite con distinta concentración y calidad de ácidos grasos. El contenido de aceite y la composición acídica varía según genotipos y condiciones ambientales. Las preferencias del consumidor y la industria han modificado la demanda de aceites: Comestibles mayor demanda de aceites con ácidos grasos de la familia Omega. No comestibles para distintos productos industriales: lubricantes, jabones, cosméticos, textiles, plásticos, adhesivos, insecticidas, pinturas, tintas, etc.
Contenido de Aceite y Principales Ácidos Grasos en Oleaginosas:
CULTIVO GIRASOL GIRASOL A.O. MANI LINO COLZA CANOLA SOJA
ACEITE Oleico Linoleico Linolénico Erúcico 60 20 68 0 0 60 80 10 0 0 46 37 41 0 1 43 17 14 60 0 42 16 14 10 49 42 64 19 9 0 18 22 53 8 0
El aceite de lino, rico en Acido Linolénico tiene buena adhesión superficial y rápido poder secante (pinturas, barnices). Los dobles enlaces también reaccionan fácilmente con ácido sulfúrico y se emplea para fabricar detergentes.
Los aceites vegetales tienen además otras sustancias liposolubles: Antioxidantes naturales (tocoferoles, esteroles, fenoles y carotenoides) que inhiben la oxidación de ácidos grasos. En el aceite, la oxidación produce enranciamiento y degradación de las propiedades nutricionales y funcionales disminuyendo la calidad alimenticia. Esto ocurre durante el almacenamiento. En los seres vivos, la oxidación produce radicales libres que dañan el ADN lípidos y proteínas. Los aceites vegetales son la fuente más importante de antioxidantes naturales, que son beneficiosos para la salud.
HARINAS: Es la fracción o residuo sólido que queda luego de la extracción de aceite. Son ricas en proteínas y se utilizan casi exclusivamente en la elaboración de alimentos balanceados para producción animal. La composición química varía según el cultivo y puede ser alterada por calidad del grano y técnica de extracción. Para ser de alto valor, la Harina debe tener: Alto contenido de proteínas Ausencia de compuestos tóxicos y antinutricionales Bajo contenido de fibra cruda
Proteínas: son polímeros de aminoácidos. Constituyen entre 20-50 % del peso seco. En las plantas cumplen 3 funciones: 1) Almacenaje, 2) Estructural y 3) Enzimas. Son más abundantes las de almacenaje. La calidad está dada por la composición de amino ácidos. Algunos son considerados esenciales porque no pueden ser metabolizados por los humanos y deben ser incorporados en los alimentos. La mayoría de las harinas oleaginosas son deficientes en algún amino ácido. La harina de soja es deficiente en aminoácidos azufrados (metionina y cistina) pero tiene alto contenido de lisina (que es deficiente en harinas de cereales). Las harinas de lino y girasol son altamente digestibles y de alto valor biológico pero son bajas en lisina.
Compuestos tóxicos y antinutricionales : Afectan la palatabilidad y/o digestibilidad. Son sustancias producidas naturalmente por la planta o inducidas por plagas o patógenos. Algunos compuestos están ampliamente distribuidos (fenoles, fitatos) y otros son específicos. Pueden eliminarse con procesamiento o mejora genética. La harina de colza contiene Glucosinolatos (alcaloides azufrados) y produce desórdenes fisiológicos que afectan el hígado y la tiroides. La mejora genética desarrolló cultivares con bajo nivel de glucosinolatos lo que permite el uso en alimentación animal. La harina de lupino contiene alcaloides que le dan características anti nutricionales y sabor amargo. La genética desarrolló lupinos dulces con muy bajo nivel de alcaloides. La harina de soja contiene inhibidores de la tripsina. Se eliminan con desactivado (calor). La harina de maní contiene aflatoxinas.
Fibras: Están asociadas con la cáscara del grano. Formadas por celulosa, hemicelulosa, pectinas, gomas, mucílagos, lignina. En algunos casos se hace descascarado para que la harina sea útil como suplemento proteico (girasol, maní).
PROCESOS INDUSTRIALES: - RECEPCION, ACONDICIONAMIENTO Y ALMACENAMIENTO: A granel en camiones o vagones. Limpieza restos vegetales, tierra, semilla de malezas. Por corriente de aire o separadores magnéticos. Instalaciones de secado por riesgos de fermentación. - PREPARACIÓN DEL GRANO: Semilla (soja) no hace falta descascarar. En otros casos no es fácil de realizar (colza, cártamo). En maní y girasol máquinas descascaradoras que separan el pericarpio de la semilla. La cáscara se emplea como combustible. ventajas: reduce el consumo de solvente (hexano), mejora la calidad de la harina (más proteína, menos fibra) y reduce coloreado del aceite. - TRATAMIENTO DEL GRANO: Trituración, calentamiento y laminado para facilitar la extracción de aceite.
- EXTRACCION DE ACEITE: por presión, por solventes (hexano) o combinado. Prensado a Tº ambiente o en calor (65-72ºC). En frío se obtiene menos aceite pero más puro. En caliente se liberan otros compuestos liposolubles. En la extracción por solvente, la masa pasa por una cinta transportadora y es rociada por el solvente. El método depende de la concentración de aceite: El sistema por solvente es más eficiente pero más costoso. En granos con alta concentración de aceite se usa el sistema combinado En granos con baja concentración de aceite se usa solvente. En granos de bajo precio se extrae por prensa.
- REFINADO: aceite en bruto se refina para hacerlo comestible. Acidos grasos libres se neutralizan con NaOH: jabón. Mucílagos y gomas (fosfolípidos) se tratan con agua caliente o ácidos: lecitina. Pigmentos se decoloran y blanquean con C activado o bentonita. Aldehidos y cetonas se eliminan con destilación por arrastre de vapor. Lípidos adicionales y ceras se eliminan con frío y filtrado Las harinas que se obtienen se clasifican según el proceso: tortas (prensa no continua), expeller (prensa continua), harina (solvente). Los pellets son comprimidos hechos con cualquiera de los tres. Las tortas y expellers tienen 2-4 % de aceite, las harinas 1 %.
OLEOQUIMICA (TRANSFORMACIÓN INDUSTRIAL): Hidrólisis: se obtiene glicerol (glicerina) y ácidos grasos; mono y diglicéridos. Hidrogenación: Se obtiene margarina (sólido) y se convierten los isómeros cis en trans. Oxidación: las dos reacciones más importantes son: Ozonólisis: se obtienen ácidos grasos de cadena más corta para producir polímeros, plastificantes y lubricantes (Acido Erúcico). Epoxidación: convierte aceites en plastificantes y estabilizantes de plásticos (Acido Oleico). Bioenergía: se puede obtener biodiesel de los aceites de cualquier oleaginosa. El proceso se denomina transesterificación. Se obtiene metil éster o etil éster y glicerina. Es un sustituto del diesel renovable y biodegradable, balance energético positivo e impacto sobre el efecto invernadero tres veces menor (balance de emisiones más favorable)
