Download aceite de soya y su uso en la fabricacion de aceites y grasas

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