PROBLEMÁTICA DE LA ACIDEZ DEL ACEITE DE PALMA 1.
DESARROLLO DE ACIDOS GRASOS LIBRES.
Los ácidos grasos libres (AGL) del aceite de palma se pueden formar por: La acción de la enzima lipolitica lipasa estando el aceite aún dentro del fruto.
Hidrólisis autocatalitica. Acción microbiana.
En la practica el mayor porcentaje de acidez se origina antes del procesamiento del fruto, debido a ciclos largos de cosecha, a demoras en el transporte del fruto del campo a la planta de beneficio primario o a la demora de procesamiento en la planta (caso de paradas por varadas). Desarrollo de la acidez antes de la esterilización
La lipasa efectúa el desdoblamiento de las moléculas de grasa (trigliceridos) en los respectivos ácidos grasos y glicerina; este proceso biológico se acentúa cuando la estructura celular del fruto se ha alterado. Fickendey hizo el experimento, cuantificando a continuación, de macerar frutos retirándoles la nuez; luego recuperó el aceite y evaluó su acidez; los resultados fueron: Prueba 1 2 3 4 5 6
% AGL 43.1 48.5 49.5 52.9 66.9 67.2
Los análisis se realizaron inmediatamente recuperó el aceite de los frutos del ensayo. Para efectos de comparación, Fickendey tomó otros frutos frescos, los calentó de 90°C – 100°C, los maceró, recuperó el aceite y evalúo su acidez; y los resultados fueron: Prueba 1 2
% AGL 2.40 1.10
3 4
0.80 2.30
En Palmas de Tumaco (Colombia), en febrero de 1983, se realizaron ensayos similares para verificar la anterior información. Para esto tomaron frutos de un racimo de la variedad tenera en un buen estado de maduración, con todos sus frutos sanos. Los resultados fueron: Aceite de frutos macerados, sin esterilizar: ENSAYO 1 2 3 4 5 6 7 8
Inmediatamente se maceró, se extrajo el aceite Inmediatamente se maceró, se extrajo el aceite Inmediatamente se maceró, se extrajo el aceite Se maceró y la masa permaneció al aire 1 hora Se maceró y la masa permaneció al aire 3 horas Se maceró y la masa permaneció al aire 6 horas Se maceró y la masa permaneció al aire 10 días Se maceró y la masa permaneció al aire 11 días
% AGL 26.0 29.2 27.1 30.3 30.6 37.7 54.9 63.8
Aceite proveniente de frutos esterilizados a 105°C y luego macerados (los frutos fueron tomados del mismo racimo del caso anterior). ENSAYO Tiempo esterilización Permanencia al aire libre % AGL 1 45 minutos inmediato 3.6 2 55 minutos Inmediato 1.3 3 65 minutos Inmediato 1.3 4 60 minutos 7 horas 1.6 5 60 minutos 48 horas 3.6
2. TEMPERATURA A LA QUE LA ACCION ENZIMATICA DE ACIDIFICACION CESA. La siguiente tabla muestra el desarrollo de la acidez en el aceite recuperado de muestras idénticas de fruto de palma, expuestas a tratamientos con calor y a temperaturas crecientes, antes de la maceración. °C
% AGL
45
11.60
50
2.70
55
1.10
60
1.10
65
1.05
De la anterior tabla se puede concluir que la actividad enzimática de
hidrólisis cesa a los 55 °C. 3. VELOCIDAD DEL PROCESO DE ACIDIFICACION Este es un parámetro difícil de evaluar con un grado de exactitud aceptable. Sin embargo, la siguiente tabla muestra el desarrollo de ácidos grasos en el aceite de frutos frescos macerados:
Momento de realizar la prueba
% AGL
Tan pronto como fue posible
22
Luego de 5 minutos
33
Luego de 15 minutos
39
Luego de 30 minutos
40
Luego de 60 minutos
42.5
4. EFECTO DE MICROORGANISMOS Si los racimos y el fruto suelto se dejan al aire libre, a menudo luego de lagunas horas presentan moho en aquellas partes donde el fruto se ha dañado o magullado. Se ha precisado que hay un incremento fuerte en la acidez, si el pericarpio está muy magullado, AUN DE FRUTOS ESTERILIZADOS, si estos contraen moho. Wilbaux describió que un hongo del tipo Osspora es capaz de elevar el porcentaje de ácidos grasos libres, en el aceite recuperado de frutos frescos, desde 0.1 % a 6.4 % en 60 horas.
De otro lado, Loncin logró hidrolizar aceite de palma con hongos del mismo tipo. En palmar del Oriente (1989) rallaron la medición del % de AGL al aceite proveniente de frutos sueltos en el piso, magullados y con indicios de presencia de hongos (ciclo de cosecha en ese momento de 32 días), estos fueron los resultados: ENSAYO
% AGL
1
32.9
2
55.0
3
15.8
4
28.8
5
14.6
6
19
7
18.9
8
27
De lo anterior se puede concluir que el desarrollo de microorganismos en el fruto suelto y en los racimos que permanecen en el piso de los sitios de acopio en el campo y en algunos casos en el piso de las rampas de descargue de fruto en las plantas de beneficio primario, pueden causar un incremento en la acidez de su aceite; sin embargo, el efecto que sobre la acidez tiene la lipasa es muchismo mayor. CONCLUSIONES
a.
b. c.
d.
Los ácidos grasos se desarrollan principalmente durante el lapso transcurrido entre la cosecha del racimo y su esterilización; en otras palabras, entre la palma y la planta de beneficio primario. Frutos maduros y sanos conducirán a valores bajos de acidez. Mientras el fruto esté en el racimo, se protegerá mejor de magullones; solamente, parte de los frutos externos están expuestos al daño por magulladuras. El fruto suelto es más susceptible a daños mecánicos y por ende a producir aceite más ácido. Si se deja por largos periodos tirado en el piso, la probabilidad de que contraiga hongos es muy grande y por lo
tanto otro factor de deterioro. Los microorganismos, colaborarán al incremento de la acidez del aceite. e. El fruto maduro es muy fácil de desprender del racimo, luego tiene menos resistencia al manipuleo (se magulla fácilmente) que un fruto verde. Pero a su vez, este último contiene menos aceite, por cuanto la lipogénesis no ha sido completada. Por lo tanto, acideces muy bajas y porcentajes de extracción bajos, ponen de presente una posible alta proporción de racimos verdes. f. Los parámetros orientadores sobre incrementos en la acidez del aceite de palma son: Cantidad de fruto magullado Grado de magullamiento Proporción de fruto suelto Tipo de sistema de transporte del fruto hacia la planta de beneficio primario Sistema de recepción en la planta de beneficio primario Tiempo transcurrido entre la cosecha y su esterilización Estado de limpieza de los equipos de la planta de beneficio primario Ciclos de cosecha
5. INCREMENTO EN LA ACIDEZ DESPUES DE LA ESTERILIZACION, DURANTE LA EXTRACCION Y EN EL ALMACENAMIENTO DEL ACEITE. Anteriormente se mencionó el trabajo de Loncin referente al deterioro del aceite de palma por hidrólisis autocatalitica durante el período de su recuperación o de su almacenamiento. La presencia de cierta cantidad de humedad en el aceite, es la condición necesaria para que se produzca la hidrólisis enzimática. A continuación se muestran algunos ensayos realizados por Loncin: % AGL inicial
% Humedad
% AGL final
7.30
0.08
7.35
7.30
0.60
8.85
7.30
20.0
10.60
Aceite almacenado
durante 30 días
a una temperatura de 60°C
Adicionalmente, la hidrólisis enzimática se activa con la temperatura. En resumen; si se quiere evitar el incremento de acidez por efecto del fenómeno de hidrólisis enzimática, el aceite se debe almacenar con el menor contenido posible de humedad, muy limpio y a temperatura ambiente; solo cuando se programen despachos, se calienta con el fin de disminuir su viscosidad. Pero almacenar aceite de palma a una relativa baja temperatura (ambiente), tiene sus inconvenientes también, porque estas bajas temperaturas favorecen la posibilidad de acidificación por efecto de microorganismos. Se ha podido comprobar que la acidez de un aceite ha subido del 6% al 21 % en 21 días, cuando se almacena húmedo y con impurezas altas (medio de cultivo de microorganismos) y además una temperatura por debajo de 50 °C. Por consiguiente, al final de cuentas, almacenar el aceite crudo de palma a una temperatura entre 50°C – 55°C y recomendable la instalación de válvulas termostáticas de vapor , en los tanques de almacenamiento, para garantizar una temperatura constante (no olvidemos que la calidad cuesta $$). Por años sé ha almacenado el aceite crudo de palma, a la temperatura con que sale del equipo secador de aceite al vacío (82°C a 85°C), que va en contravia de la premisa, almacenamiento a 55°C; Así que es necesario después de secado el aceite, enfriarlo mediante un intercambiador de calor , para bajar su temperatura a los 55°C y almacenarlo sin que se produzca ningún deterioro (por ejemplo la oxidación). La oxidación es el origen del fenómeno de la rancidez. La velocidad a la cual el oxigeno se absorbe por el aceite, se acelera mediante el calor y por la presencia de elementos pro-oxidantes como son las trazas de metal contenidas en el aceite por acción de los ácidos grasos sobre la maquinaria, las tuberías y los tanques de almacenamiento.
Se debe evitar el contacto entre el aceite crudo de palma y el cobre y sus aleaciones (bronce); por cuanto se contamina el aceite con el mismo. Aunque las válvulas de bronce son más económicas, debe abolirse por completo su uso; haciendo caso a esta recomendación se logra bajar el contenido de cobre en el aceite a niveles inferiores a 0.2 p.p.m. Si se mantienen los AGL bajos en el aceite producido, se puede lograr un contenido de hierro inferior a 5 p.p.m. Un adecuado almacenamiento y transporte de aceite de palma, no es posible sobre la base de un producto de insuficiente calidad inicial, es decir, con alto contenido de acidez, de humedad o de impurezas. Los siguientes son algunos aspectos, a tener en cuenta, para evitar el incremento de la acidez durante las etapas de producción y almacenamiento: Periodos de retención o residencia cortos. Temperaturas de proceso altas (sin exceder de 90°C, por deterioro del aceite por oxidación y peróxidos) para evitar el desarrollo de microorganismos. Humedad final del aceite por debajo de 0.10 %. Temperatura de almacenamiento cercana a 55°C, más o menos 5°C. Usar válvulas termostaticas para control de temperatura. Limpieza periódica de los diferentes tanques de proceso y almacenamiento e igualmente de los equipos del proceso en general. Evitar la aireación del aceite durante la clarificación, despacho hacia los tanques de almacenamiento y durante la recirculación en los mismos tanques (recordar que esta solo se hace cuando se programen despachos). Evitar en lo posible el contacto del aceite con superficies metálicas en estado de corrosión. Sería ideal el uso de acero INOX o de recubrimientos epoxicos al interior de los tanques de almacenamiento (costoso).
ASPECTOS ECONOMICOS DE LA ACIDEZ
Todos los anteriores conceptos no tienen otro objeto que procurar extraer un aceite con el más bajo contenido de acidez, o lo que es lo mismo, con un bajo contenido de ácidos grasos libres (AGL). La acidez deteriora en forma dramática el precio del aceite crudo. Actualmente los clientes del aceite crudo de palma, pagan bonificaciones sobre el precio base del mismo, aplicando tablas donde se involucran la acidez, la humedad y las impurezas; de tal forma que valores bajos en estos parámetros generan valores altos de bonificación sobre el precio base; valores altos en dichos parámetros, acarrean castigos sobre el precio base del mismo. Dicho en otras palabras: Precio final aceite = Precio base + Bonificación (aceite de buena calidad) Precio final aceite = Precio base – Castigo (aceite de mala calidad). Por lo tanto, cualquier factor que afecte la calidad del aceite durante la cosecha, es de importancia económica y requiere ser considerado cuando se haga la evaluación del sistema de cosecha. Es de considerar, que en algún momento, es preferible sacrificar parte de la extracción de aceite y obtener una mejor calidad del mismo, por cuanto la retribución económica es bastante significativa; adicionalmente los costos de la cosecha, en el campo se reducen por no tener que recoger tanto fruto suelto y además se evitan pérdidas mayores, de los mismos. Con el siguiente ejemplo, ilustramos el enunciado anterior: Si tenemos una agroindustria de palma, que procesa 50.000 toneladas de fruta anualmente, con 21 % de extracción de aceite, obtenemos 10.500 toneladas de aceite; con ajustes en su cosecha logra obtener un aceite de menos de 2% de AGL y con ello gana una bonificación, de aproximadamente el 8% sobre el precio base del aceite. Lo cual significa que obtiene 840 toneladas equivalentes de aceite (10.500 x 8%), que a un precio base de $800.000 / ton, equivalen a $672.000.000 / año. Suponiendo que por mejorar la calidad del aceite, estamos sacrificando 0.5 % de la extracción, o sea 250 toneladas de aceite / año. Equivalentes a $200.000.000 / año; podemos estar hablando de un beneficio anual, entonces de $472.000.000 / año ($672.000.000 - $200.000.000), que
prácticamente es más del doble de lo que se obtendría anualmente con una extracción de 21 % pero con una regular calidad de aceite. En el siguiente cuadro, se muestra el anterior análisis para diferentes volúmenes de fruta procesada; observando como a mediada que este crece, crece en mayor proporción el beneficio de la calidad del aceite.
