grasas y aceites

ACEITE DE SOYA : SU USO EN LA FABRICACION DE ACEITES Y GRASAS COMESTIBLES

VI Congreso Regional de Químicos Farmacéuticos Biólogos Biblioteca Universitaria “Raúl Rangel Frías” 25 – 27 de Agosto de 2004

Ing. José Becerra Riqué jbrconsu@prodigy .net.mx

Asociación Americana de Soya, A.C.

¿Qué es el aceite de soya? El aceite de soya se obtiene del frijol soya. Las semillas de soya son originarias de China donde se han cultivado desde hace más de 3000 años. La composición de la semilla de soya en promedio es la siguiente:

SEMILLA ENTERA: ¾ CASCARILLA 7% ¾ ALMENDRA 93% SEMILLA DESCASCARILLADA: ¾ Proteína 44% ¾ Fibra 6% ¾ Aceite 23% ¾ Cenizas 6% ¾ Humedad 13% ¾ Extracto libre de Nitrógeno 10%

COMPOSICIÓN DEL FRIJOL DE SOYA 18 % ACEITE 15%

CARBOHIDRATOS SOLUBLES

Aceite RBD, Margarinas, Mantecas, diesel, tintas

HUMEDAD, CENIZAS, OTROS 14 %

36-38 % PROTEINA Alimentación Animal Alimentación Humana

15 % FIBRA

Aceite crudo de soya • El aceite extraído de la semilla se conoce como aceite crudo de soya. • El aceite crudo de soya se transporta en carros tanque de ferrocarril o en pipas a las refinerías para procesarlo y obtener aceites o mantecas terminadas para usarse en alimentos como los diferentes productos de la Industria panificadora (panes, galletas, pays, pasteles,etc.)

Procesamiento de soya con extracción por solventes SEMILLA DE SOYA CASCARILLA

GRANULOS DE SOYA

Molienda

Limpieza Quebrado Descascarado PASTA DE SOYA 44-48% PROTEINA

Molido y Tamizado

Melaza de Soya

PIEZAS DE SOYA

Acondicionamiento y Rolado

Escamas comestibles sin grasa

Eliminación de carbohidratos

Escamas con 100% grasas

Extracción por solventes

Eliminación de solvente

Extracción de proteínas

ACEITE CRUDO DE SOYA

ESTEROLES

ACEITE DEODORIZADO

TOCOFEROLES (VIT. E)

Desgomado

HARINA DE SOYA

Refinación

Precipitación de proteínas

Secado Molienda

ISOFLAVONAS DE SOYA

Refinación

Acondicionado

Enfriamiento

HARINA DE SOYA TEXTURIZADA

Blanqueo

Hidrogenación Hidrogenación

Texturizado Secado y tamizado

Deodorización

Secado

CONCENTRADO DE PROTEINA DE SOYA

LECITINAS AÍSLADO DE PROTEÍNA DE SOYA GRASA PARA ALIMENTO ANIMAL

MANTECAS Y MARGARINAS

Deodorización

¿QUIMICAMENTE QUE SON LAS GRASAS? • • • • • • • •

Triglicéridos de ácidos grasos Acidos grasos : Cadena líneal de carbonos Grupo -COOH Saturados Mono-insaturados Poli-insaturados Esenciales

Cuadro No. 1

FORMULA QUIMICA DE UN TRIGLICERIDO CH2-OOC-R1 CH--OOC-R2

R= radical de ácido graso

CH2-OOC-R3 Sí:

R1=R2=R3

triglicérido simple

Sí:

R1zR2zR3

triglicérido mixto

ACIDOS GRASOS SATURADOS CnH2n+2O2 MONO-INSATURADOS CnH2nO2 POLI-INSATURADOS CnH2n-xO2 x=2,4,6,8, etc

CADENA LINEAL: CH3 -CH2GRUPO INSATURADO: -CH=CHGRUPO FUNCIONAL —COOH

NOMENCLATURA QUIMICA ACIDOS GRASOS SATURADOS FORMULA QUIMICA CH3COOH C3H7COOH C5H11COOH C7H15COOH C9H19COOH C11H23COOH C13H27COOH C15H31COOH C17H35COOH C19H39COOH

NOMENCLATURA QUIMICA Etanóico Butanóico Hexanóico Octanóico Decanóico Dodecanóico Tetradecanóico Hexadecanóico Octadecanóico Eicosanóico

NOMBRE COMUN Acético Butírico Capróico Caprílico Cáprico Laúrico Mirístico Palmítico Esteárico Araquídico

ACIDOS GRASOS INSATURADOS Mono-insaturados: ácido oléico C17H33COOH (ácido octadecenóico)

Poli-insaturados esenciales:  linoléico (octadecadienóico): C17H31COOH Ȧ-6  linolénico (octadecatrienóico): C17H29COOH Ȧ-3  EPA: (eicosapentaenóico): C 19H31COOH ȦCOOH Ȧ-3 docosahexaenóico): C21H34COOH Ȧ-3 dónico:(eicosatetraenóico)C19H29COOH Ȧ-6

ISOMEROS - CIS (preponderantemente naturales) ESTRUCTURA QUIMICA H H C=C R R / TRANS (preponderantemente artificiales) ESTRUCTURA QUIMICA: R H C=C H R

Millones de toneladas 10

0 M. Cerdo

Sebo comestible

Mantequilla

Ac. Pescado

Palmiste

Coco

Olivo

Cacahuate

Maíz

Canola

20

Algodón

5 Girasol

15

Palma

30

Soya

35 PRODUCCION MUNDIAL DE ACEITES Y GRASAS

25

Aceites y grasas

Composición de Acidos Grasos de Aceites y Grasas Cártamo

7

Cártamo alto oléico

8

Canola Girasol

15 80

6 11 13

Olivo

14

Soya

15

Algodón

12

58

Maíz

Cacahuate

77

36

20

69 62

25 77 24

9 61

18

48 27

34

19

54

51

Palma

39 86

Palmiste

92

Coco

% Saturados

% Mono-insaturados

10 12

2 6

2

% Poli-insaturados

VENTAJAS IMPORTANTES DEL ACEITE DE SOYA

Contiene ácidos grasos esenciales omega 3 y omega 6. Las técnicas modernas de procesamiento y aseguramiento de control de calidad permiten producir un aceite de alta calidad para aplicaciones en alimentos. El aceite de soya deodorizado contiene tocoferoles en promedio aproximado de 100 mg/100g, que le confieren estabilidad al aceite o a los alimentos en que se utilice.

PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS DE ACEITES Y GRASAS • Los aceites y grasas forman parte de la familia de los lípidos que cubre un grupo heterógeneo de substancias que son insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos.

PROPIEDADES FISICAS DE ACEITES Y GRASAS • • • • • • •

Viscosidad Densidad Puntos de fusión Contenido de sólidos Presiones de vapor Puntos de humeo, flama e ignición Propiedades ópticas

DENSIDAD, VISCOSIDAD, ESTADO FISICO • Densidad: menor de 1.0 • Viscosidad: 30-50 centistokes 37.8°C (rango normal) • Estado físico: Líquido (20°C), normalmente aceite de ….. Semi-sólido: (20°C), manteca, grasa, estado plástico (combinación de sólidos/líquidos) • Sólido: (20°C) aceites totalmente hidrogenados, triglicéridos puros.

PUNTO DE FUSION, SOLIDOS • TEMPERATURA A QUE UNA GRASA SE FUNDE (0% Sólidos) • METODOS DIFERENTES: capilar cerrado, capilar abierto, punto de goteo, Wiley

• CURVAS DE SOLIDOS a) sólidos dilatométricos b) contenido real de sólidosRNM

PRESIONES DE VAPOR • Los triglicéridos de ácidos grasos de cadena larga tienen presiones de vapor muy bajas y sólo pueden ser destilados molécularmente. • Los ácidos grasos son más volátiles y pueden destilarse a una presión absoluta reducida (base de proceso de deodorización. • La presión de vapor de ácidos grasos sigue la ecuación: log.p= - 8358.9 + 70.1442 - 19.20 log T T

PROPIEDADES OPTICAS • El índice de refracción de los aceites y grasas es una importante característica por la facilidad y exactitud con que puede ser determinado. OBJETIVOS IMPORTANTES:

1. 2. 3.

IDENTIFICACION DE GRASAS CONTROL DE PROCESO MEDICION DE INSATURACION

PROPIEDADES NUTRICIONALES DE ACEITES Y GRASAS

• Nutriente esencial • 9 K-calorías/gramo • Transporta vitaminas (A, D, E y K) y otros elementos oleosolubles • Dá sabor a los alimentos • Contribuye a la sensación de saciedad • Deben de contribuír a la ingesta de 30% calorías

OTROS ASPECTOS NUTRICIONALES • COLESTEROL: LOS ACEITES VEGETALES NO LO CONTIENEN • LOS ACIDOS GRASOS SATURADOS DE 12-16 ATOMOS DE CARBONO LO INCREMENTAN • LOS ACIDOS GRASOS POLI-INSATURADOS REDUCEN EL COLESTEROL TOTAL • LOS ACIDOS GRASOS MONO-INSATURADOS TAMBIEN REDUCEN EL COLESTEROL TOTAL • UNA DIETA BALANCEADA DEBE INCLUIR: • 10 % MAXIMO ACIDOS GRASOS SATURADOS • 10-15% ACIDOS GRASOS MONO-INSATURADOS •

10% MAX. ACIDOS GRASOS POLI-INSATURADOS

PROPIEDADES QUIMICAS • Reacciones Importantes de las grasas: y ácidos grasos: • Hidrólisis • Saponificación • Esterificacion • Interesterificación • Hidrogenación • Oxidación • Halogenación

HIDRÓLISIS Y SAPONIFICACION • Hidrólisis:GRASA + AGUAĺGLICERINA + ACIDOS GRASOS C3H5(OOCR)3 + H2OoC3H5(OH)3 + 3HOOCR

Saponificación:Grasa + NaOHoJabón + Agua C3H5(OOCR)3 +3 NaOHo3R-COONa + H2 O

ESTERIFICACION E INTERESTERIFICACION • ESTERIFICACIÓN: Glicerina* + ácidos grasosograsa + agua

* o algún otro alcohol poli-funcional. Productos: grasas especiales, emulsificantes, ésteres de diversos materiales (alcoholes, glicoles,azúcares, almidones) • INTERESTERIFICACION: Redistribución de los ácidos grasos dentro de las moléculas de triglicéridos: • OBJETIVO: PRODUCTOS DE CARACTERISTICAS FISICAS DIFERENTES. • REACCION: CATALIZADOR, TEMPERATURA, VACIO • REACTANTES: 2 O MAS TIPOS DE GRASAS

HIDROGENACION • OBJETIVO: SATURACION DE ENLACES INSATURADOS: -CH=CH- + H2 o -CH2-CH2RESULTADOS: • Mayor punto de fusión • Mejor estabilidad oxidativa • Mejores propiedades funcionales para diferentes aplicaciones

Reacción de Oxidación en grasas RH

R*

Temp., Luz

O2

ROO* + RH

R*

ROO* ROOH+ R* Aldehidos,

ROOH Descomposición

cetonas, ácidos orgánicos, etc

HALOGENACION • Los halógenos cloro, bromo y yodo reaccionan con los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados con facilidad, aunque en forma cuantitativa sólo bajo condiciones especiales : H

H H

H

—C—C C—C— H

H

H H

H

H

+ I2o —C—C—C—C— H

I

I

H

Esta reacción es la base de una importante característica de aceites y grasas que es el índice de yodo y que mide su insaturación.

PROCESAMIENTO DEL ACEITE DE SOYA • El aceite de soya crudo se procesa en las plantas conocidas como refinerías para obtener aceites y mantecas terminados para uso en el hogar y en la Industria Alimentaria. Los procesos a que se somete el aceite son: • Desgomado (para obtener lecitina de soya) • Neutralización • Lavado • Blanqueo • Hidrogenación (para obtener mantecas y margarinas) • Deodorización (para obtener un producto puro, sin olor o sabor) • Envase

DESCRIPCION GENERAL DE REFINACION DE ACEITES VEGETALES REFINACION QUIMICA ACEITE CRUDO

NEUTRALIZACION

REFINACION FISICA ACEITE CRUDO

SOSA CAUSTICA JABON GOMAS

DESGOMADO

LAVADO BLANQUEO

HIBERNACION O DESENCERADO

BLANQUEO

DEODORIZACION

DEODORIZACION

ENVASE

ENVASE ACEITE EMBOTELLADO ACEITE EN TINAS O LATAS ACEITE A GRANEL

MODIFICACION DE ACEITES Y GRASAS • LOS ACEITES Y GRASAS TIENEN APLICACIONES LIMITADAS EN SU ESTADO NATURAL. POR LO TANTO REQUIEREN MODIFICARSE PARA ALTERAR, MEJORAR Y ADAPTAR SUS CARACTERISTICAS FISICO-QUIMICAS A LOS PARAMETROS REQUERIDOS PARA SU UTILIZACION EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Y EN OTRAS APLICACIONES INDUSTRIALES

METODOS DE MODIFICACION DE GRASAS • HIDROGENACION • INTERESTERIFICACION • CRISTALIZACION FRACCIONADA

MODIFICACION DE GRASAS Aceite blanqueado o deodorizado

Interesterificación (Proceso químico o Enzimático)

Hidrogenación (Proceso químico) Saturación/Isomerización

Cristalización Fraccionada (Proceso físico)

(Redistribución de Ácidos grasos)

Post-tratamiento

Post-blanqueo

DEODORIZACION

PRODUCTO MODIFICADO

Filtración

DESCRIPCION GENERAL DE FABRICACION DE MANTECAS VEGETALES Y BASES PARA MARGARINA ACEITE BLANQUEADO

HIDROGENO

CATALIZADOR

HIDROGENACION

CATALIZADOR USADO

FILTRACION

TIERRA DE BLANQUEO

TIERRA USADA POST-BLANQUEO

BASES HIDROGENADAS

FORMULACION

FILTRACION

DEODORIZACION

ENVASE

MANTECAS, BASES PARA MARGARINA PAQUETES, CAJAS, GRANEL

APLICACIONES DE ACEITES Y GRASAS • Medio para freír y hornear (hogar, industria) • Industria Panificadora • Industria Galletera • Margarinas, cremas, quesos, helados • Alimentos preparados y enlatados • Aderezos y mayonesas • Coberturas sabor chocolate

TIPOS DE FREIDO Doméstico ¾ sartén ¾ plancha)

Comercial ¾ por inmersión ¾ plancha

Industrial ¾ Por cargas ¾ Continuo, por inmersión

FUNCIONES DE LOS ACEITES Y GRASAS EN EL FREIDO Lubricante Medio de transferencia de calor Se absorben en el alimento frito Mejoran el sabor y la textura del alimento Mejoran la apariencia del alimento Forman la costra por interacción química con el alimento Por su baja presión de vapor no son volátiles

CARACTERISTICAS DE MANTECAS • Productos semi-sólidos (plásticos). • Venta normal en paquetes de 1 kg o en cajas de 25 kg. para uso industrial. • Punto de fusión mayor de 32°C. • Mezcla de líquidos y sólidos a una temperatura dada. • Sabor/Olor neutro y suave - No tienen. • Más estables física y químicamente que los aceites . • Producción por mezcla de aceites y grasas, por hidrogenación o por una combinación de métodos. • Sus características son esenciales para diversas aplicaciones en la Industria Alimentaria.

Margarinas • Se puede definir a las margarinas como alimentos formados por la emulsión de tipo agua en aceite y que se elabora por la combinación de una fase grasa compuesta por uno o más componentes y de una fase acuosa compuesta por agua y/o leche y con la adición de ingredientes oleosolubles e hidrosolubles con funciones específicas como emulsificantes, colorantes. saborizantes, sal, acidulantes, sólidos no grasos de leche, preservativos, vitaminas y otros permitidos por la Ley General de Salud y sus reglamentos

Clasificación de margarinas y productos untables según diversos criterios (1) • a) b) • a) b) c) • a) b) • a) b) c) d) e)

Por tipo de uso final: Consumidor directo (uso doméstico) Industrial (uso para fabricar otros alimentos) Por contenido de grasa: Para mesa (80%) Industriales ” 78% Untables o minarinas ” 39% Por contenido de sal: Sin sal: (” 0.5%) Saladas: (> 0.5%) Por forma de empaque: Barras envueltas en papel o aluminio Tinas de plástico Botellas de plástico Cajas de cartón con bolsa interior de polietileno Aerosol

Clasificación de margarinas y productos untables según diversos criterios ( 2 ) • Por consistencia: a) Plásticas (semi-sólidas) b) Plásticas suaves(untables a temperatura de refrigeración c) Fluídas (líquidas) • Por características nutricionales: a) Fase grasa convencional (trans • 10.0%) b) Bajo contenido trans (< 10.0% ) c) Cero contenido trans (< 1.0% ) d) Adición de ácidos grasos esenciales e) Fortificadas con nutrientes o ingredientes especiales

MARBASES • La grasa o combinación de grasas usadas en las margarinas (marbase), es de fundamental importacia en las características de una margarina. • El aceite de soya y el aceite de soya parcialmente hidrogenado son componentes básicos en la formulación de diferentes marbases para la producción de todos los tipos de margarinas para consumo directo o para aplicaciones industriales • • • • • •

Características físico-químicas importantes: Curva de sólidos Punto de fusión AGL Sabor/olor No. de peróxido y establidad

ALIMENTOS PREPARADOS • El aceite deodorizado de soya y las mantecas o margarinas fabricadas con bases hidrogenadas de aceite de soya se utilizan para la preparación de muchos alimentos que se venden en latas, frascos o envases de plástico. Entre esta variedad de alimentos están: • Frijoles refritos • Moles • Sopas • Guisados diversos • Tamales • Cualquier alimento que requiera grasa en su preparación

MAYONESAS Producto alimenticio semi-sólido formado por la emulsión de un aceite vegetal comestible con yema de huevo, vinagres, sal, azúcar, especias y otros ingredientes y aditivos permitidos en la Ley General de Salud y sus reglamentos. El contenido mínimo de aceite vegetal debe de ser de 65% .

ADEREZOS PARA ENSALADA SEMI-SOLIDOS

• Alimentos emulsionados semi-sólidos que contienen aceite vegetal comestible, pasta de almidón, ingredientes acidificantes como vinagres, ácido cítrico y jugo de limón, yema de huevo o huevo entero, sal, edulcorantes, estabilizadores, espesantes, secuestrantes, especias y saborizantes y otros aditivos alimentarios permitidos por la Ley General de Salud y sus reglamentos. El contenido de aceite vegetal comestible debe de ser mínimo 30%.

ADEREZOS PARA ENSALADAS VERTIBLES Alimentos emulsionados o en fases separadas, que contienen aceite vegetal comestible, ingredientes acidificantes como vinagres, ácido cítrico, jugo de limón solos o mezclados con agua; sal, edulcorantes, especies o saborizantes naturales, pasta de tomate, realzadores de sabor, saborizantes artificiales, emulsificantes, estabilizadores y espesantes, y otros aditivos permitidos por la Ley General de Salud y sus reglamentos.

CONCLUSIONES • El aceite de soya es el aceite de mayor producción a nivel mundial y tiene excelentes características técnicas y nutricionales que lo hacen el de mayor preferencia para usos domésticos e industriales. • El aceite de soya se utiliza para la fabricación de aceites comestibles, mantecas y bases para margarina que cubren toda la gama de necesidades del consumidor y de los fabricantes de alimentos. • LA MEJOR OPCION EN ACEITES Y GRASAS

ACEITE DE SOYA