Aceite vegetal

El aceite de oliva ha formado parte de la cultura humana durante milenios. ^{[ 7 ]} La evidencia arqueológica muestra que las aceitunas se transformaban en aceite de oliva hacia el 6000 a. C. ^{[ 7 ]} y hacia el 4500 a. C. en el actual Israel . ^{[ 8 ]} Pagnol, p. 19, menciona el sexto milenio en Jericó , pero no cita ninguna fuente. En el antiguo Egipto, se utilizaban aceites vegetales, como el de cedro, el de ciprés y el de oliva, durante el proceso de momificación . ^{[ 9 ]}

Los aceites vegetales se han utilizado como combustible para lámparas, para cocinar, con fines medicinales y como lubricante. El aceite de palma se conoce desde hace mucho tiempo en los países de África Occidental y Central, y los comerciantes europeos que comerciaban con África Occidental a veces lo compraban para usarlo como aceite de cocina en Europa. Se convirtió en un producto muy codiciado por los comerciantes británicos para su uso como lubricante industrial para maquinaria durante la Revolución Industrial británica . ^{[ 10 ]}

El aceite de palma constituía la base de productos de jabón, como "Sunlight" de Lever Brothers (ahora Unilever ) y "Palmolive" de BJ Johnson Company (ahora Colgate-Palmolive ), ^{[ 11 ]} y hacia 1870, el aceite de palma constituía la principal exportación de algunos países de África Occidental. ^{[ 12 ]}

En 1780, Carl Wilhelm Scheele demostró que las grasas se derivaban del glicerol. Treinta años después, Michel Eugène Chevreul dedujo que estas grasas eran ésteres de ácidos grasos y glicerol. Wilhelm Normann , un químico alemán, introdujo la hidrogenación de grasas líquidas en 1901, creando lo que más tarde se conocería como grasas trans , lo que impulsó el desarrollo de la producción mundial de margarina y manteca vegetal .

En Estados Unidos, Procter & Gamble desarrolló y comercializó el aceite de semilla de algodón como una manteca vegetal cremosa —Crisco— ya en 1911. ^{[ 13 ]} Las desmotadoras estaban encantadas de que alguien se llevara las semillas de algodón. El aceite extraído se refinaba y se hidrogenaba parcialmente para obtener un sólido a temperatura ambiente, imitando así la manteca de cerdo natural, y se enlataba bajo atmósfera de nitrógeno. En comparación con la manteca de cerdo procesada que Procter & Gamble ya vendía a los consumidores, Crisco era más barato, más fácil de incorporar a las recetas y podía almacenarse a temperatura ambiente durante dos años sin enranciarse.

La soja es rica en proteínas, y el aceite de viscosidad media que se extrae de ella es rico en poliinsaturados. Henry Ford estableció un laboratorio de investigación de soja, desarrolló plásticos de soja y una lana sintética a base de soja, y construyó un automóvil "casi completamente" de soja. ^{[ 14 ]} Roger Drackett tuvo un nuevo producto exitoso con Windex . Invirtió fuertemente en la investigación de la soja, viéndola como una inversión inteligente. ^{[ 15 ]} Para las décadas de 1950 y 1960, el aceite de soja se había convertido en el aceite vegetal más popular en los EE. UU.; hoy es el segundo después del aceite de palma . En 2018-2019, la producción mundial fue de 57,4 MT, siendo los principales productores China (16,6 MT), EE. UU. (10,9 MT), Argentina (8,4 MT), Brasil (8,2 MT) y UE (3,2 MT). ^{[ 16 ]}

A principios del siglo XX también se observó el inicio del uso de aceite vegetal como combustible en motores diésel y en quemadores de gasóleo para calefacción. Rudolf Diesel diseñó su motor para funcionar con aceite vegetal. La idea, esperaba, haría que sus motores fueran más atractivos para los agricultores que tenían una fuente de combustible fácilmente disponible. El primer motor de Diesel funcionó por primera vez con su propia energía en Augsburgo , Alemania, el 10 de agosto de 1893, utilizando únicamente aceite de cacahuete . En conmemoración de este evento, el 10 de agosto se ha declarado "Día Internacional del Biodiesel". ^{[ 17 ]} La primera patente sobre biodiesel se concedió en 1937. ^{[ 18 ]} La escasez periódica de petróleo impulsó la investigación sobre el aceite vegetal como sustituto del diésel durante las décadas de 1930 y 1940, y de nuevo en las décadas de 1970 y principios de 1980, cuando el aceite vegetal puro gozó de su máximo nivel de interés científico. En la década de 1970 también se formó la primera empresa comercial que permitía a los consumidores usar aceite vegetal puro en sus vehículos. Sin embargo, el biodiésel , producido a partir de aceites o grasas mediante transesterificación , es más utilizado. A la cabeza de Brasil, muchos países construyeron plantas de biodiésel durante la década de 1990, y ahora está ampliamente disponible para su uso en vehículos de motor, siendo el biocombustible más común en Europa. En Francia, el biodiésel se incorpora en una proporción del 8 % al combustible utilizado por todos los vehículos diésel franceses. ^{[ 19 ]}

A mediados de la década de 1970, investigadores canadienses desarrollaron una variedad de colza con bajo contenido de ácido erúcico. Dado que la palabra "colza" no se consideraba óptima para la comercialización, acuñaron el nombre "canola" (de "Canada Oil low acid"). La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos aprobó el uso del nombre canola en enero de 1985, ^{[ 20 ]} y los agricultores estadounidenses comenzaron a plantar grandes extensiones esa primavera. El aceite de canola tiene un menor contenido de grasas saturadas y un mayor contenido de monoinsaturadas. La canola es muy ligera (a diferencia del aceite de maíz) e insípida (a diferencia del aceite de oliva), por lo que ha tenido un gran éxito al reemplazar al aceite de soja, al igual que este último lo hizo al reemplazar al aceite de semilla de algodón.

La producción de aceites vegetales aumentó un 125 % entre 2000 y 2020, impulsada por un fuerte incremento del aceite de palma . ^{[ 21 ]} La producción mundial de aceites vegetales aumentó un 130 % entre 2000 y 2022, alcanzando los 212 millones de toneladas en 2022. Esto representa 120 millones de toneladas más que en 2000, pero 3 millones de toneladas menos que el pico observado en 2021. El aceite de palma registró el mayor incremento, tanto absoluto como relativo, ya que su producción aumentó 57 millones de toneladas, o un 255 %; superó al aceite de soja como el principal aceite vegetal producido en 2006. ^{[ 22 ]}

Muchos aceites vegetales se consumen directa o indirectamente como ingredientes en los alimentos, un papel que comparten con algunas grasas animales , como la mantequilla , el ghee , la manteca de cerdo y el schmaltz . Los aceites cumplen varias funciones en este papel:

• Manteca vegetal – como la que se usa para dar a los pasteles una textura desmenuzable.
• Enriquecedor: añade calorías y satisfacción al consumo.
• Textura: modificación de la forma en que se combinan los ingredientes, especialmente las grasas y los almidones.
• Aromatizantes: algunos ejemplos son el aceite de oliva , de sésamo o de almendras.
• Base de sabor: los aceites también pueden "transportar" sabores de otros ingredientes, como los pimientos, ^{[ 23 ]} ya que muchos sabores se deben a sustancias químicas que son solubles en aceite.

Los aceites pueden calentarse a temperaturas significativamente superiores al punto de ebullición del agua, 100 °C (212 °F) , y utilizarse para freír alimentos . Para ello, deben tener un punto de inflamación elevado . Entre estos aceites se incluyen los principales aceites de cocina —soja , canola /colza , girasol , cártamo , cacahuete , semilla de algodón , etc.— y aceites tropicales, como el de coco , palma y salvado de arroz . Estos últimos son especialmente apreciados en las culturas asiáticas para cocinar a altas temperaturas, debido a sus puntos de inflamación inusualmente altos.  

Los aceites vegetales se utilizan como ingrediente o componente en muchos productos manufacturados.

Muchos aceites vegetales se utilizan para fabricar jabones, productos para el cuidado de la piel, velas, perfumes y otros productos cosméticos y de cuidado personal. Algunos aceites son especialmente adecuados como aceites secantes y se utilizan en la fabricación de pinturas y otros productos para el tratamiento de la madera. Se utilizan en la producción de resina alquídica . El aceite de damar (una mezcla de aceite de linaza y resina de damar ), por ejemplo, se utiliza casi exclusivamente para tratar los cascos de los barcos de madera. Los aceites vegetales se utilizan cada vez más en la industria eléctrica como aislantes , ya que no son tóxicos para el medio ambiente, son biodegradables en caso de derrame y tienen altos puntos de inflamación y combustión. Sin embargo, los aceites vegetales son menos estables químicamente, por lo que generalmente se utilizan en sistemas donde no están expuestos al oxígeno , y son más caros que el destilado de petróleo crudo. Los tetraésteres sintéticos, que son similares a los aceites vegetales pero con cuatro cadenas de ácidos grasos en comparación con las tres que se encuentran normalmente en un éster natural, se fabrican mediante esterificación de Fischer . Los tetraésteres generalmente tienen una alta estabilidad a la oxidación y se han encontrado en el uso de lubricantes para motores. El aceite vegetal se utiliza para producir fluido hidráulico biodegradable ^{[ 24 ]} y lubricante . ^{[ 25 ]}

Una limitación en el uso industrial de los aceites vegetales es su propensión al enranciamiento . Por ello, se prefieren para usos industriales los aceites más estables, como el aceite de sésamo o el aceite mineral . El aceite de ricino tiene numerosos usos industriales debido a la presencia de un grupo hidroxilo en su ácido graso. Es un precursor del Nylon 11. Además, puede reaccionar con epiclorhidrina para formar un éter glicidílico, que se utiliza como diluyente y flexibilizante en resinas epoxi .

El aceite vegetal se utiliza en la producción de algunos alimentos para mascotas. AAFCO ^{[ 26 ]} define el aceite vegetal en este contexto como el producto de origen vegetal obtenido al extraer el aceite de semillas o frutos que se procesan para fines comestibles.

Los aceites vegetales también se utilizan para fabricar biodiésel , que puede usarse como el diésel convencional. ^{[ 27 ]} Algunas mezclas de aceites vegetales se utilizan en vehículos sin modificar, pero el aceite vegetal puro , también conocido como aceite vegetal puro, requiere vehículos especialmente preparados que cuentan con un método para calentar el aceite y reducir su viscosidad . El uso de aceites vegetales como fuente de energía alternativa está en auge y la disponibilidad de biodiésel en todo el mundo está aumentando.

La NNFCC estima que el ahorro neto total de gases de efecto invernadero al utilizar aceites vegetales en lugar de alternativas basadas en combustibles fósiles para la producción de combustible oscila entre el 18 y el 100 %. ^{[ 28 ]}

Los aceites se pueden extraer mediante extracción mecánica, denominada "trituración" o "prensado". Este método se utiliza normalmente para producir los aceites más tradicionales (por ejemplo, de oliva, coco, etc.) y es el preferido por la mayoría de los consumidores de alimentos saludables en Estados Unidos y Europa. Existen varios tipos diferentes de extracción mecánica. ^{[ 29 ]} La extracción por prensado en frío es común, aunque también se utilizan la prensa de tornillo , la prensa de pistón y el ghani ( mortero y mano de mortero motorizados ). Las prensas de semillas oleaginosas se utilizan comúnmente en países en desarrollo, entre personas para quienes otros métodos de extracción serían prohibitivamente caros; el ghani se utiliza principalmente en la India. ^{[ 30 ]} La cantidad de aceite extraído mediante estos métodos varía ampliamente, como se muestra en la siguiente tabla para la extracción de manteca de mowrah en la India: ^{[ 31 ]}

El procesamiento de aceite vegetal en aplicaciones comerciales se realiza comúnmente mediante extracción química, utilizando extractos con solventes, lo que produce mayores rendimientos y es más rápido y económico. El solvente más común es el hexano derivado del petróleo . Esta técnica se utiliza para la mayoría de los aceites industriales "más recientes", como los de soja y maíz. Después de la extracción, el solvente se evapora calentando la mezcla a unos 149 °C (300 °F) . ^{[ 33 ]}  

El dióxido de carbono supercrítico puede utilizarse como una alternativa no tóxica a otros disolventes. ^{[ 34 ]}

Los aceites vegetales insaturados pueden transformarse mediante hidrogenación parcial o completa en aceites con un punto de fusión más elevado, algunos de los cuales, como la manteca vegetal , permanecerán sólidos a temperatura ambiente.

La hidrogenación del aceite vegetal se realiza calentando una mezcla de aceite vegetal y un catalizador metálico, generalmente níquel, en un entorno casi al vacío a temperaturas muy elevadas, e introduciendo hidrógeno. Esto provoca que los átomos de carbono del aceite rompan los enlaces dobles con otros átomos de carbono. Cada átomo de carbono se une mediante un enlace simple a un átomo de hidrógeno individual, y el enlace doble entre los carbonos deja de existir. Un aceite totalmente hidrogenado, también llamado grasa saturada , tiene todos sus enlaces dobles convertidos en enlaces simples. Si un aceite poliinsaturado queda parcialmente hidrogenado (no todos los enlaces dobles se reducen a enlaces simples), entonces es un "aceite parcialmente hidrogenado" (APH). Un aceite puede hidrogenarse para aumentar su resistencia al enranciamiento ( oxidación ) o para modificar sus características físicas. A medida que aumenta el grado de saturación mediante hidrogenación total o parcial, aumentan la viscosidad y el punto de fusión del aceite.

Mientras que la hidrogenación completa produce principalmente ácidos grasos saturados, la hidrogenación parcial da como resultado la transformación de ácidos grasos cis insaturados en ácidos grasos trans insaturados en la mezcla de aceites debido al calor utilizado en la hidrogenación. Los aceites parcialmente hidrogenados y sus grasas trans se han relacionado con un mayor riesgo de mortalidad por enfermedad coronaria , ^{[ 35 ]} entre otros riesgos para la salud. Estas preocupaciones han llevado a regulaciones que exigen la eliminación de aceites parcialmente hidrogenados de los alimentos. ^{[ 36 ]}

En el procesamiento de aceites comestibles, el aceite se calienta al vacío hasta cerca del punto de humeo o a unos 232 °C (450 °F) ^{[ 37 ]} , y se introduce agua en la parte inferior del aceite. El agua se convierte inmediatamente en vapor, que burbujea a través del aceite, arrastrando consigo cualquier sustancia química soluble en agua. El burbujeo de vapor elimina las impurezas que pueden impartir sabores y olores indeseados al aceite. La desodorización es clave en la fabricación de aceites vegetales. Casi todos los aceites de soja, maíz y canola que se encuentran en los supermercados pasan por una etapa de desodorización que elimina trazas de olores y sabores, y aclara el color del aceite. Sin embargo, el proceso suele resultar en niveles más altos de ácidos grasos trans y la destilación de los compuestos naturales del aceite. ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]}  

Las personas pueden inhalar neblina de aceite vegetal en el lugar de trabajo. La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. (OSHA) ha establecido el límite legal ( límite de exposición permisible ) para la exposición a la neblina de aceite vegetal en el lugar de trabajo en 15  mg/m³ ^de exposición total y 5  mg/m³ ^de exposición respiratoria durante una jornada laboral de ocho horas. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU . (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 10  mg/m³ ^de exposición total y 5  mg/m³ ^de exposición respiratoria durante una jornada laboral de ocho horas. ^{[ 41 ]}

Productividad típica de algunos cultivos oleaginosos, medida en toneladas (t) de aceite producidas por hectárea (ha) de tierra por año. La palma aceitera es, con diferencia, el cultivo de mayor rendimiento, capaz de producir alrededor de 4 toneladas de aceite de palma por hectárea al año.