Hispanopedia WikiEl refinado de aceite comestible es un conjunto de procesos o tratamientos necesarios para convertir el aceite vegetal crudo en aceite comestible .
El aceite vegetal crudo, obtenido de las semillas mediante prensado y extracción con solventes , contiene ácidos grasos libres y otros componentes como fosfolípidos , ceras , peróxidos , aldehídos y cetonas , que contribuyen a un sabor, olor y apariencia indeseables; [ 1 ] por estas razones, todo el aceite debe ser refinado. [ 2 ]
Pasos
Desgomado
El aceite vegetal contiene lecitinas , fosfolípidos y metales , que generalmente se denominan, debido a su apariencia, gomas mucilaginosas o simplemente goma . El proceso de eliminación de las gomas se llama desgomado. Estas gomas son emulsionantes naturales que pueden causar un aumento de la viscosidad , un parámetro importante para el producto final. [ 1 ] Debido a este problema físico, es importante realizar este primer paso, ya que la alta viscosidad podría generar dificultades durante las etapas de filtración posteriores. [ 2 ]
Dependiendo del aceite crudo, estas sustancias son más o menos comunes, por lo que el desgomado no es un paso obligatorio: depende mucho del valor de las lecitinas de la fuente y de la concentración de gomas en el aceite crudo. Por ejemplo, este paso es más común en los aceites de soja y colza , que contienen muchas más gomas, que en el aceite de girasol . [ 3 ] Por ello, se han desarrollado diferentes procesos de desgomado.
desgomado en seco
Este proceso se utiliza generalmente cuando el contenido de fosfolípidos es bajo, como en el aceite de coco y de palma . El aceite crudo se mezcla con una solución de ácido cítrico para coordinar los metales y los fosfolípidos. Habitualmente, la mezcla se envía directamente al tratamiento de blanqueo. [ 3 ]
Desgomado suave
En este proceso, el aceite crudo se trata con una solución acuosa de un agente quelante . De forma similar al tratamiento anterior, la solución coordina metales y fosfolípidos; sin embargo, el agente quelante utilizado, como el EDTA , es capaz de eliminar más del 90 % del contenido de fósforo en la matriz, como en el caso del aceite de colza. [ 3 ]
Proceso de desgomado total
También abreviado como TOD, este es el proceso tradicional donde el aceite crudo se trata con agua ácida y luego se trata con una base , ya sea en este paso o durante la neutralización. [ 3 ] [ 4 ]
desgomado de membrana
En este proceso, se aprovecha la capacidad de las gomas para formar micelas , las cuales se separan mediante un proceso similar a la ultrafiltración . Utilizando este principio, es posible separar no solo las gomas, sino también otras impurezas, como los ácidos grasos, para limitar los procesos posteriores del aceite y reducir los residuos y el consumo de energía para su purificación. Sin embargo, se requiere el uso de hexano para la formación de las micelas, y en los procesos en los que es posible evitarlo, el flujo es bajo, por lo que no resulta viable a escala industrial. [ 3 ]
desgomado enzimático
En este proceso , se añaden al aceite crudo enzimas capaces de hidrolizar fosfolípidos. Con este método es posible evitar el uso de altas temperaturas y agentes ácidos . Sin embargo, el coste de las enzimas y la necesidad de diferentes métodos de separación representan grandes inconvenientes del proceso. [ 2 ] [ 1 ]
Neutralización
La neutralización consiste en la eliminación de ácidos grasos libres , que provienen de la hidrólisis natural parcial de los triglicéridos. En el caso de ácidos grasos cortos, esto se hace mediante destilación con vapor , como en el aceite de palma o de coco . [ 4 ] De lo contrario, el pH se aumenta agregando una solución diluida de hidróxido de sodio o cal . Los ácidos grasos se transforman en jabones , que se separan de la fase acuosa básica y se someten a un segundo tratamiento con agua caliente a 65-90 °C. [ 3 ] [ 1 ] El subproducto de este paso se llama pasta de jabón .
Procesos alternativos
Para minimizar el consumo de jabón, energía y la base utilizada en el proceso, se realizaron diversos experimentos con el fin de optimizarlo. Por ejemplo, se demostró que es posible separar algunos ácidos grasos libres mediante desgomado por membrana.
Otra tecnología ha evaluado la esterificación de ácidos grasos libres con glicerol para recuperar aceite vegetal, tanto con catálisis metálica como mediante el uso de microorganismos . Sin embargo, todos estos intentos resultaron menos convenientes que el proceso de neutralización original. [ 3 ]
Preparación para el invierno o desparafinado
La winterización o desparafinación es un proceso en el que el aceite se separa de las ceras , los tocoferoles y los fosfolípidos residuales , que pueden causar problemas de turbidez en el aceite si permanecen en el producto final. En un proceso estándar, el aceite a temperatura ambiente se agita suavemente mientras se enfría lentamente para cristalizar todas las sustancias de alto punto de fusión . Los sólidos se separan luego mediante decantación , filtración , centrifugación u otras técnicas de separación sólido-líquido. [ 5 ]
Dado que la cristalización es un proceso difícil y los aceites naturales presentan diferente composición y origen botánico, se desarrollaron diferentes variantes, en las que se utilizan diferentes temperaturas, tiempos de residencia y se emplean la presencia o introducción de tensioactivos , fosfolípidos o disolventes orgánicos para optimizar la separación. [ 5 ] [ 3 ]
Blanqueo y filtración
El aceite crudo contiene diversos pigmentos como clorofilas , carotenoides , xantofilas , etc., que pueden causar problemas en tratamientos posteriores o teñir el producto final durante su almacenamiento. Este proceso busca eliminarlos mediante tierra decolorante , un tipo de arcilla ácida capaz de absorber los pigmentos del aceite y también metales. Este proceso puede realizarse antes o después de la winterización.
El aceite se mezcla con esta tierra en una proporción de 0,2-2% en peso, luego se aplica vacío y la suspensión se calienta a 70-140 °C para mejorar tanto la descomposición de los peróxidos de ácidos grasos como la absorción del pigmento. [ 3 ] [ 4 ] Después, el aceite se pasa a través de una prensa de filtro . [ 6 ] También es posible tratar el aceite con sílice para mejorar la purificación y la eliminación de metales. [ 4 ]
Desodorización
Durante las etapas finales del proceso de refinación, el aceite se somete a un proceso de destilación con vapor a alta temperatura para eliminar los olores y sabores indeseables restantes. Este paso elimina los ácidos grasos residuales , los esteroles y otras sustancias insaponificables. Generalmente, se utiliza vapor a 270 °C, pero se podría aplicar una temperatura inferior si el aceite tiene un bajo contenido de olor y si se aplica vacío. Actualmente no se consideran procesos alternativos. [ 3 ] [ 4 ]
Pulido
Como paso final antes de la conservación, se realiza otra filtración, similar a la que se realiza en el vino . Esto se hace para eliminar las impurezas residuales finales en el aceite y mejorar su aspecto final. [ 7 ]
Valorización de residuos
Durante la última década, los avances en química orgánica , catálisis enzimática , organometálica y organocatálisis han permitido no solo mejorar el proceso, sino también recuperar parte de los residuos para implementar un proceso de economía circular y desarrollar nuevas reacciones químicas para la biorrefinería .
Cena
Las gomas que salen del proceso de desgomado suelen purificarse y utilizarse como emulsionantes . [ 4 ] Si las lecitinas no son valiosas, pueden eliminarse mediante un proceso de biodigestión .
En un trabajo reciente se demostró que es posible aislar y caracterizar los diferentes fosfolípidos presentes en los desechos de goma. A partir de la mezcla se pudo obtener ácido fosfatídico , mediante catálisis enzimática , y fermentar otros ésteres fosfatídicos interesantes. [ 8 ]
Jabón
El jabón líquido proviene de la etapa de neutralización y contiene agua alcalina, sales sódicas de ácidos grasos , triglicéridos , diglicéridos y monoglicéridos residuales , y otros componentes menores. Representa el 6% del volumen de la masa original. Generalmente, se neutraliza, se separa para obtener oleínas y se envía a un biodigestor para recuperar energía. [ 1 ]
Recientemente, el ácido oleico , recuperado del jabón de aceite de girasol con alto contenido de ácido oleico mediante tratamiento enzimático, fue sometido a una escisión oxidativa quimioenzimática para producir ácido pelargónico y ácido azelaico . [ 9 ]
En otra aplicación fue posible recuperar ácido oleico , ácido linoleico y ácido linolénico y fermentarlos, utilizando un probiótico seguro para el consumo Lacticaseibacillus rhamnosus , para obtener ácido (R)-10-hidroxiesteárico, ácido (S)-(12Z)-10-hidroxioctadecenoico y ácido (S)-(12Z,15Z)-10-hidroxioctadecadienoico, respectivamente; estos compuestos pueden utilizarse como compuestos intermedios para producir sabor . [ 10 ]
sorbentes agotados
Las tierras de blanqueo agotadas son el residuo del proceso de blanqueo. Están constituidas por la tierra y el aceite residual, que representan entre el 30 y el 40 % del peso del residuo. Se consideran peligrosas porque pueden incendiarse espontáneamente. Debido a este riesgo, normalmente este residuo debe tratarse adecuadamente antes de su eliminación en vertederos. Sin embargo, esto representa un problema ambiental. Por lo tanto, se están realizando esfuerzos para regenerar la tierra [ 6 ] y reutilizar el aceite restante para la síntesis de biodiésel [ 11 ] .
torta de aceite de winterización
El residuo sólido resultante de la winterización se suele denominar torta de aceite de winterización o simplemente torta de filtración . Está compuesto por un 50-60% de aceite y el resto por ceras sólidas . En el aceite de girasol , por ejemplo, la composición de las ceras varía de C36 a C60. [ 5 ] La torta residual generalmente se desecha. Sin embargo, recientemente se ha demostrado que las ceras pueden someterse a fermentación en estado sólido , utilizando Starmerella bombicola en combinación con fuentes de azúcar, como la melaza de remolacha , y pueden aprovecharse para producir tensioactivos . [ 12 ]
Referencias
- 1 2 3 4 5 Davide Tessaro; Fabio Parmeggiani; Beatrice Casali; Elisabetta Brenna; Francesca Tentori (3 de febrero de 2021), Métodos enzimáticos para la manipulación y valorización de residuos de jabón procedentes de procesos de refinación de aceite vegetal , doi : 10.3390/SUSCHEM2010006 , Wikidata Q112790819
- 1 2 3 Wim De Greyt (4 de junio de 2013), Refinación de aceite comestible: tecnologías actuales y futuras , Wiley-Blackwell , págs. 127–151 , doi : 10.1002/9781118535202.CH5 , Wikidata Q112793141
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sook Chin Chew; Kar Lin Nyam (2020). "Refinación de aceites comestibles". Libro : 213–241 . doi : 10.1016/B978-0-12-817105-9.00006-9 . Wikidata Q112812698 .
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- 1 2 3 Mayra C. Chalapu; , Erica R. Baümler; Amalia A. Carelli (28 de abril de 2016). "Caracterización de ceras y aceite residual recuperado de residuos de winterización de aceite de girasol". European Journal of Lipid Science and Technology . 119 1500608. doi : 10.1002/EJLT.201500608 . ISSN 1438-7697 . Wikidata Q112795430 .
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- ↑ Pedro Jiménez-Peñalver; Teresa Gea; Antoni Sánchez; Xavier Font (24 de agosto de 2016). "Producción de soforolípidos a partir de torta de aceite de winterización por fermentación en estado sólido: optimización, monitoreo y efecto de la mezcla". Biochemical Engineering Journal . 115 (115): 93– 100. doi : 10.1016/J.BEJ.2016.08.006 . ISSN 1369-703X . Wikidata Q112820169 .
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