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LÍPIDOS
INTRODUCCIÓN
Los lípidos son uno de los nutrientes más importantes de los alimentos debido a:
a) Su abundancia en gran número de alimentos, muchos de ellos de un gran interés
económico como la leche, mantequilla, margarina y embutidos.
b) Su importancia nutritiva, ya que constituyen el principal aporte energético de la dieta
pues facilitan 37,7 kJ, es decir, aproximadamente el doble de la energía que proporcionan
las proteínas y los hidratos de carbono; en el mundo occidental se considera que cubren
al menos el 45% de las necesidades energéticas. Son, además, vehículo de vitaminas
liposolubles (A, E, D y K) y ácidos grasos insaturados esenciales; contribuyen a mejorar
el gusto y la sensación de saciedad después de comer.
c) Ejercen una importante función en la estructura, composición y permeabilidad de las
membranas y paredes celulares. Son los componentes mayoritarios del tejido adiposo
que sirve de aislamiento al organismo y como protección a los órganos internos
contribuyendo, asimismo, a la configuración del cuerpo.
d) Por razones tecnológicas:
+ En algunos alimentos se encuentran formando emulsiones. En algunos procesos hay
que mantenerlos, en otros eliminarlos y, a veces, hay que modificarlos y estabilizarlos.
+ Entre los componentes de este grupo de principios inmediatos, existen algunos
compuestos que por su naturaleza anfifílica constituyen magníficos estabilizantes.
+ Son susceptibles a fenómenos de deterioro (enranciarniento y lipohisis) que provocan
alteraciones en las características sensoriales de los alimentos.
+ Son susceptibles a procesos de formación estructural que, al cambiar sus propiedades
fisicoquímicas, los hacen más aptos para determinadas aplicaciones.
+ Desempeñan importantes papeles tecnológicos: emulsificantes, texturizantes,
saborizantes, humectantes, transmisión de calor a alta temperatura, etc.
El contenido graso de los alimentos varía desde valores muy bajos a muy altos tanto en
alimentos de origen animal como vegetal (cuadro 3.1).
PRODUCTO GRASA (%)
Espárrago 0,25
Arroz 1,4
Nuez 58
Coco 34
Cacahuate 49
Girasol 28
Leche 3,5
Mantequilla 80
Queso fresco 11,8
Queso parmesano 26
Carne de vacuno 6
Carne de pollo 2,2
Carne de cerdo 7
Jamón serrano 13
Jamón cocido 6
Merluza 1,5
Sardina 13
Langostino 2
Mejillón 1,3
La primera dificultad con la que se tropieza en su estudio es su definición; la más sencilla los
considera como sustancias solubles en éter, cloroformo y demás disolventes de las grasas, pero
escasamente solubles en agua y que con las proteínas y los hidratos de carbono constituyen las
estructuras celulares.
Si es difícil su definición más aún lo es su clasificación, dado el amplio grupo de sustancias
heterogéneas que se pueden incluir bajo esta definición. La clasificación más generalizada
distingue dos grandes grupos:
a) Lípidos apolares o neutros.
b) Lípidos polares.
Los lípidos apolares o neutros, son ésteres de ácidos grasos con alcoholes y se incluyen en
este grupo los glicéridos, ceras, carotenoides, terpenoides y esteroides.
Los lípidos polares son sustancias que además del enlace éster de la unión del ácido graso y el
alcohol posee otras funciones químicas. Pertenecen a este grupo los fosfolípidos, cerebrósidos
y otros lípidos complejos como los esfingolípidos.
ÁCIDOS GRASOS DE LOS ALIMENTOS
Salvo muy raras excepciones, los lípidos de los alimentos presentan mayoritariamente ácidos
grasos de cadena lineal y número par de átomos de carbono. Sin embargo, tanto en grasas
naturales como en grasas procesadas pueden presentarse en pequeñas cantidades ácidos grasos
de cadena ramificada, de número impar de átomos de carbono, ácidos grasos con triples enlaces
e hidroxiácidos.
Es frecuente dividir los ácidos grasos en dos grupos, saturados e insaturados; esta división es
muy utilizada en Tecnología de los Alimentos ya que la diferencia que existe en el punto de
fusión de unos y otros condiciona de manera importante las propiedades físicas de una grasa o
un aceite. En los ácidos grasos insaturados, el doble enlace se presenta generalmente en
posición cís. Otra división muy frecuente es la relativa a la longitud de la cadena: corta, media
o larga, si bien esta clasificación no es tan universalmente aceptada como la anterior.
Generalmente, se considera cadena corta a un número de átomos de carbono entre 4 y 10,
cadena media entre 12 y 14 y cadena larga a más de 16 carbonos.
Ácidos grasos saturados de cadena lineal:
En los alimentos aparecen ácidos grasos saturados con menos de 24 átomos de carbono, viendo
más frecuentes los que poseen entre 12 y 24 carbonos (cuadro 3.2).
Cuadro 3.2 Principales ácidos grasos saturados presentes en los alimentos
Nombre
Sistemático
Nombre
Común
Átomos de
Carbono
Punto de Fusión
(ºC)
Punto de ebullición
(ºC)
n-Butanoico Butírico 4 - 5,3 164
n-Pentanoico Valérico 5 - 34,5 186
n-Hexanoico Caproíco 6 - 3,2 206
n-Heptanoico Enántico 7 - 7,5 223
n-Octanoico Caprílico 8 16,5 240
n-Nonanoico Pelargónico 9 12,5 256
n-Decanoico Capricho 10 31,6 271
n-Dodecanoico Láurico 12 44,8 130
n-Tetradecanoico Mirístico 14 54,4 149
n-Hexadecanoico Palmítico 16 62,9 167
n-Heptadecanoico Margárico 17 61,8 175
n-Ocatadecanoico Esteárico 18 70,1 184
n-Eicosanoico Araquídico 20 76,1 204
n-Docosanoico Behénico 22 80
n-Tetracosanoico Lignocérico 24 84,2
Los ácidos grasos saturados más frecuentes son el láurico (0-12:0), mirístico (0-14:0),
palmítico (0-16:0) y esteárico (C-18:0). El ácido láurico constituye el 45-50% del aceite de
coco y el 45-50% del aceite de palma; el ácido mirístico participa en un 15-18% en ambos
aceites. El ácido palmítico se encuentra en el aceite de algodón (22-28%), de palma (35-40%)
y en cantidades variables en otras grasas; así, en las grasas de origen animal oscila entre el 25-
30% y en los aceites de pescado llega al 15-20%. Debido a la intensa hidrogenación en el tracto
intestinal de los rumiantes, los ácidos insaturados de 18 átomos de carbono se transforman en
ácido esteárico que llega a constituir el 30% de los ácidos grasos de los depósitos grasos de
estos mamíferos.
Los ácidos grasos de número impar de átomos de carbono aparecen en pequeñas cantidades en
grasas animales (0-1 a 0-23), aceites de pescado (0-13 a 0-19) o en grasas vegetales (0-9 a 0-
23) no superando en ningún caso el 1-2% del total de la grasa.
Ácidos grasos insaturados de cadena lineal:
Además de por el número de átomos de carbono, los ácidos grasos insaturados se diferencian
por el número, localización, configuración y conjugación de sus dobles enlaces. En los
alimentos, el número de instauraciones no supera el de seis y normalmente no están conjugada,
es decir, entre dos dobles enlaces existe, al menos, un grupo metileno (– CH2). La localización
del doble enlace en el carbono 9 en la forma cis es la más frecuente. Los ácidos Iinoleico,
linolénico y araquidónico son ejemplos de componentes habituales de las grasas de los
alimentos (cuadro 3.3).
Cuadro 3.2 Principales ácidos grasos insaturados presentes en los alimentos
Nombre Sistemático
Nombre
Común
Nombre
Abreviado
Punto
de Fusión (ºC)
Punto
de ebullición
(ºC)
9 – Tetradecenoico Miristoleico 14:1 (n-5)
9 – Hexadecenoico Palmitoleico 16:1 (n-7) 0
9 – Ocatdecenoico Oleico 18:1 (n-9) 16,3 153 a 0,1 mmHg
11 – Octadecenoico Vacénico 18:1 (n-7) 39,5
9 – Eicosenoico Gadoleico 20:1 (n-11) 23,5
9,12 – Octadecadienoico Linoleico 18:2 (n-6) -5 202 a 1,4 mmHg
9,12,15 – Octadecatrienoico Linolénico 18:3 (n-3) -11
157 a 0,001
mmHg
5,8,11,14 – Eicosatetraenoico Araquidónico 20:4 (n-6) -49,5 130
5,8,11,14,17 – Eicosapentanoico EPA 20:5 (n-3)
4,7,10,13,16,19 – Docosahexenoico DHA 22:6 (n-3)
Los ácidos grasos insaturados pueden tener los dobles enlaces localizados en diferentes
posiciones y, por ello, es necesaria una descripción que- especifique su posición y
configuración. Por ejemplo, el ácido cis-9, 12, 15 – octadecatrienoico se denomina
comúnmente ácido linolénico y en la nomenclatura corta, 0-18:3. La posición del doble enlace
se determina con la expresión (n —x), donde x es el número de átomos de carbono que hay
desde el último doble enlace al grupo metilo terminal: 0-18:3 (n — 3).
n – 3
CH3 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
La nomenclatura (n — x) se utiliza sólo para los ácidos grasos que contengan dobles enlaces
en la posición cis.
El ácido oleico (0-18:1, it — 9) se encuentra en la mayoría de las grasas; es el componente
mayoritario del aceite de oliva (72%), constituye el 40% de la manteca de cacao y el 35-40%
de las grasas de origen bovino y ovino.
Son también frecuentes otros ácidos monoinsaturados tales como el palmitoleico (C-16:1, n —
7) (aceites de pescado y semillas) y el erúcico (C-22:1, — 9) (mostaza y aceite de colza).
Entre los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), el ácido línoleico (C-18:2, n — 6) es el que
presenta un mayor interés al tratarse de un ácido graso esencial y estar implicado en las
reacciones de oxidación, polimerización y en las interacciones lípido-proteína; es el ácido graso
predominante en los aceites de girasol (30-70%), algodón (45-50%) y maíz (40-60%). El ácido
linolénico (C-18:3, n — 3) constituye el 50-60% de los ácidos grasos del aceite de linaza y el
8-10% del aceite de soja; el ácido araquidónico (C-20:4, n — 6) es muy frecuente en el reino
animal y forma parte de los lípidos constituyentes de las membranas celulares y del tejido
nervioso.
CARACTERÍSTICAS DE LOS GLICÉRIDOS
Los glicéridos o grasas neutras son los componentes básicos de las grasas naturales.
Estructuralmente están constituidos por una molécula de gliceroi (G) en la que están
esterificados uno (monoglicérido), dos (diglicérido) o tres (triglicérido) moléculas de ácidos
grasos. Los triglicérídos son los más abundantes en la naturaleza mientras que los mono y
diglicéridos se encuentran en pequeñas cantidades tanto en las grasas comestibles como en los
lípidos de los alimentos; no obstante, su concentración puede aumentar por acción de hidrolasas
sobre los triglicéridos durante la elaboración y conservación de los alimentos. Tanto los mono-
como los diglicéridos son agentes surfactantes, por lo que son muy utilizados en Tecnología de
los Alimentos como emulsionantes.
La distribución de los ácidos grasos en las diferentes posiciones de los glicéridos es, más que
aleatoria, selectiva. Por este motivo, se han emitido diversas teorías para explicar la
distribución de los ácidos grasos en los triglicéridos.
La teoría de la distribución uniforme mantiene que los ácidos grasos similares se distribuyen
en el mayor número posible de moléculas de glicéridos. Así, si un ácido graso (A) constituye
un 35% del total de ácidos grasos, se presentará al menos una vez en todos los triglicéridos
presentes (GAX2); si se presenta en un 35-70%, aparecerá dos veces (GA2X) y si es en cantidad
superior al 70%, se formarán triglicéridos simples (GA3). La teoría de la distribución al azar
sugiere que los ácidos grasos se distribuyen en los glicéridos de forma aleatoria pero el
contenido en glicéridos saturados debe ser compatible con la fluidez de los lípidos in vivo.
Después de esta teoría se emitió la hipótesis de la distribución al azar tipo 1-3>2 en la que se
supone que las posiciones 1 y 3 son equivalentes y están ocupadas por el mismo ácido graso
situado al azar en dicha posición, y la posición 2 estaría ocupada por ácidos grasos también
dispuestos al azar; esta teoría es la que más concuerda con los datos que se obtienen
experimentalmente. Finalmente, para grasas animales se ha propuesto la teoría de la
distribución al azar restringido que se basa en tres supuestos:
a) Todas las moléculas de glicerol son igualmente reactivas.
b) Los ácidos grasos se encuentran en equilibrio dinámico.
c) Es necesario mantener en el organismo la grasa en estado fluido.
Según esta teoría, los ácidos grasos saturados se distribuyen en los glicéridos de forma aleatoria
pero, con frecuencia, tienden a disminuir por un intercambio entre ácidos grasos saturados (S)
e insaturados (1). El resultado de tales sustituciones es el aumento de GS2I y la disminución de
GS3, GSI2 y GI3 en unos porcentajes superiores a los esperados en una distribución al azar. Así,
basta conocer la cantidad total de ácidos saturados y la cantidad de OS3 para calcular los
porcentajes de los otros tres tipos de glicéridos.
CARACTERÍSTICAS DE LOS FOSFOLÍPIDOS
Son lípidos complejos que contienen fósforo y poseen, como núcleo, una molécula de glicerol
(fosfoglicérído) o esfingosina (esfingolípidos); estos últimos tienen poca importancia en los
alimentos. En los fosfolípidos es muy frecuente la presencia de ácidos grasos insaturados y su
distribución en la molécula no es aleatoria, ya que los ácidos grasos insaturados ocupan
preferentemente la posición 2 y saturados y monoenoicos, la posición 1.
Los fosfoglicéridos son elementos importantes de La membrana celular, de los tejidos y
órganos del sistema nervioso y de los componentes de la sangre. Normalmente se encuentran
unidos a proteínas formando lipoproteínas, lo que obliga a una desnaturalización de las mismas
en el caso que se precise extraerlos. Es muy frecuente la oxidación de los ácidos grasos
insaturados de los fosfolípidos, particularmente en carnes y pescados, siendo esta oxidación
previa a la de los triglicéridos. Los losfolípidos con grupos amino libres pueden participar en
los procesos de pardeamiento no enzimático al reaccionar con aldehídos dando lugar a
polímeros, bases de Schiff y productos de escisión que, en general, presentan fluorescencia al
ser excitados por las radiaciones ultravioletas. En términos generales, los fosfolípidos se
encuentran en todas las grasas y aceites apareciendo en menor cantidad en las grasas animales
de depósito. Son moléculas anfifilícas, por lo que pueden unirse al agua y separarse del resto
de los componentes de la grasa. Los fosfolípidos más importantes en los alimentos son la
fosfatidilcolina (Lecitina), fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina (cefalina), fosfatidilinositol y
difosfatidílglicerol (cardiolipina).
FRACCIÓN INSAPONIFICABLE
Esta fracción está constituida básicamente por esteroles, terpenos, alcoholes alifáticos,
escualeno e hidrocarburos (cuadro 3.4). En la mayoría de las grasas el componente mayoritario
de esta fracción son los esteroles. Las grasas animales contienen colesterol y, en algunos casos,
pequeñas cantidades de otros esteroles como el lanosterol. Los esteroles son compuestos que
contienen un núcleo ciclopentano-perhidrofenantreno que es común a otros muchos
compuestos naturales como los ácidos biliares, hormonas y la vitamina D, tienen un elevado
punto de fusión y poseen una estructura plana con una configuración trans. En las grasas
naturales, parte de los esteroles se presentan como ésteres de ácidos grasos; por ejemplo, en la
leche en torno a un 10% del colesterol se presenta esterificado. Los hidrocarburos presentes en
Las grasas son miembros de las n-parafinas así como de las parafinas de cadena ramificada de
configuración iso y anteiso.
Aceite Hidrocarburos Escualeno
Alcoholes
alifáticos
Terpenos Esteroles
Oliva 2,8 – 3,5 32 – 50 0,5 20 – 26 20 – 30
Linaza 3,7 – 14 3 2,5 – 6 29,3 34,5 – 52
Soja 3,8 2,5 4,9 23,2 58,4
Colza 8,7 4,3 7,2 9,2 63,6
Maíz 1,4 2,2 5 6,7 81,3
Tocino 23,8 4,6 2,1 7,1 47
Manteca 11,8 1,2 2,4 5,5 64
PROPIEDADES FÍSICAS
Muchas de las propiedades funcionales de las grasas que se utilizan en la elaboración de
margarinas, grasas emulsíonables o emulsiones dependen de la estructura y propiedades físicas
de los lípidos, las cuales dependen a su vez de la composición química de sus moléculas.
Polimorfismo:
Las grasas se diferencian de los aceites en el grado de solidificación a temperatura ambiente ya
que los aceites son líquidos en estas condiciones. El estado sólido de una grasa no es más que
la consecuencia de la aparición de cristales, y la proporción de éstos es de gran importancia en
la determinación de las propiedades físicas de un producto. Las grasas se consideran sólidas
cuando poseen al menos un 10% de sus componentes en estado sólido (cristalino).
El tamaño de los cristales de grasa oscila entre 0,1 y 5 pm y ocasionalmente pueden superar las
50-100 pm; estos cristales grandes son perfectamente apreciables en el paladar y visibles a
simple vista. Los cristales se mantienen unidos por fuerzas de Van der Waals y en su
crecimiento forman una red tridimensional que confiere rigidez al producto pudiendo retener
en su interior grasa líquida aún sin cristalizar (cristales mixtos).
Una de las características más importantes de la grasa es su polimorfismo cristalino, ya que
tanto los triglicéridos como los di- y monoglicéridos tienen la propiedad de solidificar en
diferentes formas cristalinas. Se admiten al menos tres formas distintas designadas como α, β
y β’. La aparición de un tipo de cristal u otro depende del método de formación. Si la grasa
solidifica por un método rápido (inmersión en nitrógeno líquido o acetona con nieve
carbónica), se produce la forma α; la forma β aparece cuando el enfriamiento es lento o si el
atemperado se realiza a temperatura justamente por debajo del punto de fusión; la forma β’
puede obtenerse a partir del atemperado por encima del punto de fusión de la forma α o bien a
partir del triglicérido fundido manteniendo su temperatura justamente por encima del punto de
fusión de la forma α. Cada una de estas formas presenta su punto de fusión, su patrón de
difusión de rayos X y un espectro intrainfrarrojo típico.
En la forma α, los cristales son de tipo hexagonal y se orientan aleatoriamente en el espacio.
La forma β’ presenta cristales ortorrómbicos orientados en direcciones opuestas. En la forma
β, la más estable, los cristales están orientados en el mismo sentido y el tipo de cristal es
tricíclico.
Existen algunas formas relacionadas con las anteriores que, en general, son menos estables;
son las formas sub α, vítrea y la γ, y se originan a temperaturas muy bajas. El estudio de los
triglicéridos por difracción de rayos X ha demostrado la existencia de los denominados
espacios cortos y espacios largos. Los espacios cortos corresponden a la anchura de las celdas
de la red; son independientes de la longitud de la cadena pero dependen de la densidad de las
moléculas, por lo que aportan información sobre la distribución y orientación molecular de las
formas polimorfas. La medida de los espacios cortos se ha utilizado para caracterizar las formas
polimórficas; así, los espacios cortos en la forma miden 0,415 nm, 0,42 nm y 0,38 nm en la β’
y 0,46, 0,385 y 0,37 nm en la forma β. Los espacios largos dependen de la longitud de la cadena,
es decir, del número de átomos del grupo acílo.
Al determinar la estructura molecular de los cristales β de los triglicéridos mediante estudios
de densidad electrónica, se observa que estas moléculas adoptan la forma denominada silla, en
la cual las cadenas de los ácidos grasos situados en las posiciones 1 y 3 se sitúan opuestas a la
situada en posición 2. Por el contrario, los cristales de tipo ¡3’ adoptan la posición conocida
como diapasón (figura 3.1).
La forma cx, con punto de fusión inferior a las otras dos, presenta aspecto vítreo pero los
estudios realizados con mícroscopía de luz polarizada revelan la existencia de cierta estructura
cristalizada. La forma β es la más estable y en ella se transforman las otras formas más
inestables cuando se dejan en reposo; es típica de los aceites de oliva, girasol, maíz, coco,
palma, cacahuete y de la manteca de cerdo. La forma β’ es característica de las grasas, mantecas
modificadas, sebos y del aceite de algodón parcialmente modificado.
Los diglicéridos más frecuentes son los que presentan un polimorfismo de tipo β y β’. Los 2-
monoglicéridos no presentan polimorfismo mientras que los 1-monoglicéridos pueden
encontrarse en tres o cuatro formas.
Punto de fusión:
Se considera como punto de fusión de una grasa el punto de fusión de la forma polimórfica
más estable (β) en un capilar abierto, y corresponde a la temperatura a la cual se funden todos
los sólidos. La presencia de ácidos grasos de cadena corta o insaturados tiende a bajar el punto
de fusión y, por ello, los aceites vegetales, ricos en ácidos grasos insaturados, son líquidos a
temperatura ambiente mientras que la grasa animal, más saturada, se presenta como sólida a la
misma temperatura. Por lo tanto, el conocimiento del punto de fusión es muy importante en el
procesado de grasas animales, pero de poco valor en los aceites vegetales, ya que son líquidos
a temperatura ambiente. Los puntos de fusión de las grasas puras son muy concretos, pero como
una grasa o un aceite están constituidos por una mezcla de lípidos con diferentes puntos de
fusión, no se habla de punto de fusión neto sino de zona de fusión y generalmente se admite
como punto de fusión el del componente de la grasa que funde a una temperatura más elevada.
Viscosidad:
Es una propiedad de gran interés en el procesado y manipulación de las grasas y debe tenerse
en cuenta cuando se designan sistemas de manejo para las mismas. La viscosidad de una grasa
se debe a la fricción interna entre los lípidos que la constituyen. Debido al elevado número de
moléculas que forman una grasa, la viscosidad es, generalmente, alta. Varía con las
características de los ácidos grasos. Así, aumenta al hacerlo la longitud de la cadena de los
ácidos grasos componentes y disminuye al aumentar el grado de insaturación. Por ejemplo, la
tricaprina (C-6) presenta una viscosidad de 50 cP mientras que la de la triestearina (0-18) es de
14, 31 cP.
Calor específico:
Como calor específico se considera la cantidad de calor que hay que suministrar a una unidad
de masa de una sustancia para incrementar su temperatura en un grado centígrado; se expresa
en kJ/kg ºC. Las propiedades térmicas de las grasas tienen gran importancia en, su
manipulación y procesado y en el estudio de los cambios de fase. Estas propiedades varían de
unas grasas a otras debido a su diferente composición. Las propiedades térmicas de una grasa
varían también dependiendo de las formas polimórficas y de las cantidades relativas de sólido
y líquido presentes. La variación del calor específico de diferentes grasas es muy ligera, debido
a que los triglicéridos más comunes tienen un calor específico muy similar.
El calor específico aumenta en función del grado de insaturación de los ácidos grasos tanto en
estado sólido como en líquido; es importante señalar que el calor específico de las grasas
líquidas es el doble que el de las grasas sólidas y también que las formas cc presentan un valor
superior al de las β.
Calor latente de fusión:
Es el calor absorbido por una muestra de grasa natural a temperaturas inferiores al punto de
fusión, pero superiores al de solidificación completa; está, por lo tanto, en función de Los
calores específicos de la fase sólida y líquida y viene expresado en kJ/kg ºC. Estos datos
calorimétricos se utilizan para estimar las cantidades relativas de sólido y líquido en las grasas
comerciales.
El calor latente de fusión aumenta al hacerlo la longitud de la cadena. El de la forma cc inestable
es mucho menor que el de la forma β estable. Si se deja en reposo suficiente .tiempo una
muestra de grasa en forma cc o se eleva lentamente su temperatura, se convierte en la forma
estable β liberando calor.
Índice de refracción:
El índice de refracción de una sustancia (n) viene dado por la relación entre la velocidad de la
luz en el aire (v) y en el material que se analiza, en este caso, de una grasa ç un aceite (v’).
n = v / v’
El índice de refracción de una grasa aumenta al hacerlo la longitud de la cadena y también con
la insatauración y por ello se correlaciona con el índice de jodo y se utiliza para controlar el
proceso de hidrogenación. El índice de refracción disminuye al aumentar la temperatura; así, a
temperaturas próximas a 40 ºC suele disminuir 0,00038 por cada ºC de aumento.
Densidad:
Una de las propiedades físicas de mayor interés sobre todo para el diseño de técnicas y aparatos
con los que se procesa una grasa es, sin lugar a dudas, la densidad. En la actualidad, su
aplicación más importante es para determinar la relación sólido/líquido de las grasas
comerciales.
La densidad de las grasas sólidas o líquidas es bastante constante para los diferentes tipos de
triglicéridos, pero la diferencia es grande entre el estado sólido y líquido; así, el volumen de la
manteca aumenta el 13% al pasar del estado sólido al líquido. Este cambio de volumen es el
que se utiliza para determinar el contenido de sólidos en las grasas parcialmente fundidas.
Para efectuar esta determinación se utiliza un dilatómetro: representando el volumen específico
(volumen que ocupa la unidad de masa de una grasa en determinadas condiciones) frente a la
temperatura puede obtenerse una curva como la que se muestra en la figura 3.2. El contenido
sólido en cualquier punto de la curva puede medirse gráficamente admitiendo que tanto el
sólido como el líquido dilatan a una velocidad constante e igual, es decir, que las líneas de la
gráfica correspondientes al pro-dueto sólido y al líquido son rectas paralelas.
También conviene apuntar que todas las grasas se expanden en la misma magnitud al pasar de
sólidos a líquidos. Si todas estas suposiciones son válidas, todo aumento de volumen que
exceda al que corresponde a los sólidos (el indicado en la línea de sólidos) tiene que deberse a
la transformación de sólidos en líquidos y será directamente proporcional a dicho cambio. Por
lo tanto en cualquier punto de la curva (X) se cumple que:
100
% x
B
A
B
Líquido

 100
% x
B
A
Solido 
Estos porcentajes no son totalmente exactos pero si se hacen varias determinaciones y se sigue
un proceso normalizado, se obtiene un valor repetitivo denominado índice de contenido en
sólidos muy útil a efectos de control.
Solubilidad:
La solubilidad de las grasas tiene gran importancia a efectos del procesado. En general, las
grasas son totalmente miscibles en disolventes apolares tales como éter de petróleo, benceno y
éter etílico; son totalmente insolubles en disolventes polares como el agua y parcialmente
solubles en disolventes de polaridad intermedia como el alcohol y la acetona. Estos últimos
disolventes son útiles para separar los componentes de una mezcla de grasas. La solubilidad de
las grasas en solventes orgánicos desciende a medida que aumenta la longitud de la cadena y
el grado de saturación. Esta diferencia en la solubilidad se utiliza como base para el
fraccionamiento de las grasas y, en consecuencia, la separación de la grasa sólida.
Los fosfolípidos pueden interaccionar con el agua en cierta parte de su molécula ya que el ácido
fosfórico y los alcoholes que los forman tienen grupos hidrófilos, por lo que los fosfolípidos
tienden a colocarse en la interfase. En general, la tensión superficial aumenta con la longitud
de la cadena y desciende con la temperatura. Tanto la tensión superficial como la interfacial se
reducen fácilmente con el empleo de agentes surfactantes como los monoglicéridos y los
fosfolípidos.
Plasticidad:
Es la propiedad que tiene un cuerpo de mantener su forma resistiendo una presión que no
alcanza un valor determinado. Dependiendo directamente de la plasticidad está la
extensibilidad. La plasticidad de una grasa se debe a la presencia de una red tridimensional de
cristales en cuyo interior se encuentra inmovilizada grasa líquida. El carácter plástico depende
de la relación sólido/líquido y de lo apretadas o enteras que sean las redes cristalinas formadas
por la porción de grasa que se encuentra en estado sólido. Para que una grasa sea plástica y
extensible tiene que haber una relación o proporción entre la parte sólida y la líquida (20-40%
de grasa en estado sólido), sus cristales deben estar en forma α y las redes no deben estar
demasiado apretadas. Las grasas plásticas se comportan como un sólido hasta que las fuerzas
deformantes que se aplican rompen la red cristalina y es en este momento cuando la grasa se
comporta como un líquido viscoso y, en consecuencia, se puede untar.
TRATAMIENTOS DE MODIFICACIÓN DE LAS GRASAS
Los principales tratamientos que se aplican a las grasas con el fin de modificar su composición
y estructura son tres: hidrogenación, transesterificación y fraccionamiento.
Parámetro Selectividad Ac. Grasos trans Velocidad
Alta temperatura Alta Alta Alta
Alta presión Baja Baja Alta
Alta concentración de catalizador Alta Alta Alta
Agitación intensa Baja baja Alta
Hidrogenación:
La hidrogenación de las grasas es una reacción química que consiste en la incorporación de
hidrógeno al doble enlace de los ácidos grasos insaturados. Esta reacción es de gran
importancia en la industria porque permite la conversión de aceites en grasas plásticas
utilizables en la industria de elaboración de margarinas y grasas emulsionables (shortenings).
Tras la hidrogenación, las grasas mejoran su color y son menos susceptibles a la oxidación por
lo que son más estables.
En la práctica comercial, la hidrogenación se realiza mediante una fuerte agitación del aceite
líquido en presencia de una determinada cantidad de hidrógeno gaseoso y un catalizador sólido
en tanques cerrados a una presión determinada (3-7 kg/cm2) y a una temperatura que oscila
entre 100-200 ºC. Aunque la mayoría de los procesos industriales utilizan níquel como
catalizador, pueden usarse también cobre, platino y paladio así como cromo, carbonilos y
pentacarbonilo de hierro; las dosis utilizadas oscilan entre 0,05 y 0,2%.
El aceite de partida debe estar refinado, blanqueado, seco y sin jabones; el hidrógeno debe estar
también seco y no contener ni amoníaco, ni azufre ni CO2;el catalizador debe ser activo durante
tiempo, presentar la selectividad requerida y ser fácil de eliminar por filtración.
El mecanismo implicado en la hidrogenación de una grasa consiste en la reacción de un ácido
graso insaturado y el hidrógeno atómica adsorbido en el catalizador metálico. El esquema de
la reacción se presenta en la figura 3.3, en la que 5 representa al sustrato graso, M al catalizador
metálico y H al hidrógeno. Los compuestos intermedios 1, 2 y 3 son inestables, de vida corta
y es muy difícil su aislamiento.
El rendimiento de la reacción depende de la naturaleza de la sustancia sometida a tratamiento,
de la naturaleza y concentración del catalizador, de la concentración de hidrógeno así como de
la temperatura, presión y grado de agitación (cuadro 3.5). Generalmente la grasa no se
hidrogena totalmente sino que siempre quedan parcialmente hidrogenadas.
La reacción de hidrogenación se controla usualmente midiendo el índice de refracción que está
relacionado con el grado de saturación (véase 3.6.6).
En la hidrogenación, además de la saturación de los dobles enlaces, ocurre una isomerización,
es decir, una reorganización de la estructura molecular de los ácidos grasos iniciales en los
cuales se modifica la configuración cis (inestable) a trans. Este cambio tiene una repercusión
nutricional ya que, entre otras cosas, se produce una pérdida de los ácidos grasos esenciales y,
por lo tanto, será necesario reponerlos para que el valor nutritivo sea el adecuado.
Por otra parte, hay que tener en cuenta que los ácidos grasos insaturados son utilizados por el
organismo humano como material biológico indispensable para la formación de las membranas
celulares; al estar en una configuración diferente a la que se encuentra en la naturaleza,
obviamente no son de utilidad biológica y aún más, pueden ser considerados como moléculas
extrañas capaces de interferir en el organismo con determinados procesos metabólicos.
Además, los isómeros trans se metabolizan más lentamente y se fijan preferentemente en el
tejido adiposo provocando un aumento del 50% de los niveles de colesterol sérico (aumento
del colesterol LDL) comparado con el incremento sufrido con una dieta saturada; en
consecuencia, son responsables de sobrecargas lipídicas en el miocardio y en las paredes de los
vasos en las enfermedades cardiovasculares. En la actualidad se tiende a limitar el contenido
de estos isómeros en algunos productos, como en los alimentos infantiles, aceites de consumo
y chocolates.
Existen dos tipos de hidrogenaciones dependiendo del destino de la grasa resultante:
a) Hidrogenación selectiva. El término selectivo se refiere a que el hidrógeno se incorpora
primero a los ácidos grasos más insaturados. El proceso es tanto más selectivo cuanto
mayor es la temperatura y menor es la presión aplicada y la agitación del sistema. Los
aceites hidrogenados son más resistentes a la oxidación debido a que se hidrogena
preferentemente el ácido linolénico. Por lo tanto, este proceso se hace principalmente
para reducir el contenido en ácido línolénico y aumentar así la estabilidad de la grasa.
Los catalizadores existentes no permiten la transformación sólo del ácido linolénico en
Linoleico, por lo que aparecen siempre ciertas cantidades de ácido oleico. Un importante
factor que se ha de tener en cuenta en este tipo de hidrogenación es la presencia de
isómeros trans que aparecen en alta concentración ya que son los de configuración más
estable. Cuanto más selectiva sea la reacción, mayor es la formación de isómeros trans,
preocupantes desde el punto de vista nutricional. En cualquier caso, los diferentes
catalizadores dan como resultado distintas selectividades, si bien las condiciones de
temperatura, presión y agitación también influyen de forma importante en el proceso.
b) Hidrogenación parcial o total. Tiene por finalidad la obtención de grasas sólidas, base
de la fabricación de margarinas, minarinas y grasas emulsionables; se busca, por lo
tanto, aumentar el punto de fusión con el fin de obtener lípidos de una consistencia
determinada a temperatura ambiente. Cuando la hidrogenación es no selectiva, los
ácidos poliinsaturados se reducen rápidamente y los niveles de isómeros trans aumentan
hasta niveles de un 40%; es el caso de las margarinas corrientes.
Por lo general, la hidrogenación selectiva se realiza a 195 ºC durante 30 minutos y a una presión
próxima a 810 kPa, mientras que la hidrogenación parcial se realiza a temperaturas y presiones
inferiores pero durante más tiempo y una concentración del catalizador diez veces superior.
Transesteríficación (Interesterificación):
Las características físicas de una grasa dependen en gran medida no sólo de los ácidos grasos
constituyentes (longitud de cadena y grado de saturación) sino de su distribución en la molécula
del triglicérido. Por lo tanto, el patrón de distribución original de los ácidos grasos de algunas
grasas naturales limita su utilización industrial.
Con el proceso de transesterificación se consigue modificar la posición de los ácidos grasos
entre diferentes posiciones hidroxilo ya sea en un mismo triglicérido (transesterificación
intramolecular) o entre triglicéridos diferentes (transesterificación intermolecular). Se trata, por
lo tanto, de una redistribución al azar que mejora la consistencia y utilidad de tales grasas. Por
ello, esta reacción se usa en la industria para modificar el comportamiento cristalino de una
grasa y sus propiedades físicas.
La transesterificación se produce en presencia de varios catalizadores tales como estaño,
plomo, cinc, cadmio o con metales alcalinos o alcalinotérreos, siendo muy efectivos los
alcoholatos, amidas e hidruros a una concentración de 0,1 a 0,3%. El uso de catalizadores
permite completar la reacción en poco tiempo (30 mm) y a temperaturas tan bajas como de 50
ºC. Sin ellos, se trabaja a temperaturas entre 100 y 160 ºC durante más tiempo. Si se efectúa en
las condiciones más adecuadas, la distribución de los ácidos grasos en los triglicéridos se hace
totalmente al azar y, en este caso, se forman 6 posibles triglicéridos cuya proporción puede
calcularse matemáticamente (combinaciones de n elementos m a m):
S – S – S + I – I – I
S – S – S S – I – S I – S – S S – I – I I – S – I I – I – I
(12,5%) (12,5%) (25%) (25%) (12,5%) (12,5%)
La transesterificación aleatoria o no dirigida se utiliza básicamente para:
a) Modificar el contenido en triglicéridos sólidos de algunas grasas y por lo tanto de su
consistencia a distintas teniperaturas.
b) Preparar grasas sólidas ricas en ácido Linoleico para la fabricación de margarinas.
La transesterificación dirigida se realiza manteniendo la grasa por debajo de su punto de fusión,
lo que conlleva la cristalización de los triglicéridos saturados; así se facilita su separación de
¡a mezcla. Los nuevos triglicéridos saturados que se van formando cristalizan y precipitan
continuando el proceso hasta que precipite la totalidad de los triglicéridos saturados. Si la grasa
original es un aceite que contenga una cantidad considerable de ácidos grasos saturados, este
método facilita su conversión en un aceite con la consistencia de una grasa emulsionable
(shortening) sin necesidad de recurrir a la hidrogenación o a la mezcla con grasas duras. El
proceso de transesterificación se utiliza ampliamente en la elaboración de shortenings a partir
de manteca de cerdo. La manteca, debido a su alto contenido en glicéridos saturados, forma
grandes cristales, por lo que los shortenings hechos con manteca natural poseen estructura
granulosa y son de difícil manejo en bollería o en la elaboración de helados. La
transesterificación consigue mejorar sus características plásticas y sus cualidades
emulsionables, haciéndolos adecuados para su utilización.
La transesterificación permite preparar también mono- y diglicéridos; para ello se trabaja en
presencia de un exceso de glicerol a 200 ºC bajo vacío o con un gas inerte. Los monoglicéridos
así obtenidos se utilizan ampliamente en los alimentos como agentes emulsionantes. El
tratamiento de transesterificación no modifica los ácidos grasos, es decir, no aparecen isómeros
trans, por lo que se presenta como un buen sustituto del tratamiento de hidrogenación. No
obstante, el cambio de posición de los ácidos grasos sobre el glicerol puede cambiar la
digestibilidad del triglicérido y, la absorción de todos los ácidos grasos.
Fraccionamiento:
El fraccionamiento permite separar una grasa en fracciones de propiedades físicas diferentes.
Estas fracciones se denominan: oleínas si son líquidas y estearinas si son sólidas. Con este
tratamiento se modifica la relación sólido/líquido de una grasa, por lo que se puede conseguir
una plasticidad determinada. El fraccionamiento consiste en hacer cristalizar una grasa a baja
temperatura y eliminar posteriormente, por filtración o centrifugación, los triglicéridos de
punto de fusión relativamente elevado, los cuales podrían, por ejemplo, alterar los aceites al
cristalizar durante su almacenamiento. La velocidad de enfriamiento es importante porque
condiciona el tamaño de los cristales de los que depende la relación sólido/líquido de la grasa.
El fraccionamiento puede acelerarse mediante la utilización de detergentes o disolventes
orgánicos. Este proceso no tiene ningún efecto sobre la calidad nutricional de las grasas siempre
que se elimine el disolvente correctamente del producto final. Con esta técnica se tratan los
aceites comestibles (girasol, maíz), sobre todo los utilizados en la elaboración de mahonesas,
donde una cristalización podría romper la emulsión.
ENRANCIAMIENTO AUTOOXIDATIVO
El enranciarniento autooxidativo es una de las principales reacciones de deterioro de los
alimentos ya que conileva la aparición de sabores y olores anómalos conocidos genéricamente
como a rancio. Además, esta reacción de deterioro provoca un descenso del valor nutritivo del
alimento al verse implicado, entre otros, el ácido linoleico (esencial), y algunos de los
productos resultantes de la reacción son potencialmente tóxicos. El enranciamiento li-mita el
tiempo de conservación de muchos alimentos ya que puede desarrollarse aunque tengan tan
sólo un contenido graso del 1%. La oxidación de la grasa se conoce también como
autooxidación o enranciamiento autooxidativo debido al carácter autolítico del proceso.
Los principales sustratos de esta reacción son los ácidos grasos insaturados ya que los dobles
enlaces son centros activos que pueden reaccionar con el oxígeno. Los ácidos grasos
insaturados se oxidan a mayor velocidad cuando están libres que cuando forman parte de
triglicéridos o fosfolípídos, influyendo también el grado de insaturación en la velocidad de la
reacción. Otros sustratos, como el escualeno, los carotenoides y las vitaminas A y E, pueden
también sufrir reacciones análogas de oxidación por lo que este proceso suele ir asociado a una
pérdida en el color y en el valor nutritivo como consecuencia de la pérdida de ácidos grasos
esenciales.
El efecto nocivo de Las reacciones de oxidación de los lípidos se puede minimizar básicamente
con refrigeración, envasado y almacenamiento correctos, aunque las reacciones no llegan a
detenerse por completo ya que la auto-oxidación requiere una energía de activación pequeña
(16-20 kJ/mol).
Reacciones de oxidación de los lípidos:
Las reacciones de autooxidación pueden dividirse en tres etapas: iniciación, propagación y
terminación. Salvo el comienzo de la reacción, las tres etapas mencionadas se desarrollan
simultáneamente. En las reacciones de iniciación se forman radicales libres a partir de los
ácidos grasos insaturados que se combinan con el oxígeno dando peróxidos lipídicos; en las
reacciones de propagación se acumulan los peróxidos, siendo en esta etapa en la que se oxidan
la mayoría de los lípidos insaturados; en las reacciones de terminación los radicales libres
procedentes de la descomposición de los peróxidos lipídicas se asocian formando compuestos
no radicales de baja masa molecular (aldehídos, cetonas) lactonas, ácidos grasos de cadena
corta, etc.) que son los responsables del olor a rancio.
A) Fase de iniciación
La absorción de oxígeno por parte de los ácidos grasos insaturados exige la intervención de
radicales libres; esto explica que al dar comienzo la oxidación exista un período inicial de
inducción en el que se alcanza un determinado nivel en la concentración de radicales libres. En
esta primera fase o iniciación primaria, el ácido graso insaturado (RH) cede un protón en el
carbono cc-metilénico y se convierte en un radical libre.
RH Rº + Hº
radical alcoilo
RH + O2 ROOº + Hº
radical peroxi
Estas reacciones tienen una elevada energía de activación (145-270 kJ/mol), lo que explica que
sean difíciles de iniciar de forma espontánea. Para su desarrollo se precisa de temperaturas
elevadas y catalizadores, sobre todo de luz y la presencia de ciertos metales (cobre, hierro,
níquel, cobalto y manganeso) o metaloproteínas con un grupo hemo. Cuando la reacción avanza
y aumenta el contenido en peróxidos, surge la iniciación secundaria, en la que comienza la
descomposición de los peróxidos que puede ser mono- y bimolecular dependiendo de su
concentración:
ROOOH ROº + Hº
radical alcoxi
ROOH Rº + H2O
Biomolecular (Ea = 105 kJ / mol)
ROOH + ROOH ROº + ROOº + H20
En todo proceso de iniciación se originan dos radicales libres, cada uno de los cuales participará
después en la reacción en cadena.
B) Fase de propagación
Una vez que se han formado los radicales libres, éstos se combinan con el oxígeno dando lugar
a más radicales peróxido que pueden sustraer hidrógeno de otra molécula insaturada rindiendo
peróxido y un nuevo radical libre; comienza así la fase de propagación. Esta reacción puede
tener lugar cientos de veces y tiene la naturaleza de reacción en cadena:
Rº + O2 ROOº
ROOº + RH ROOH + Rº
La energía de activación se sitúa en torno a 12-20 kJ/mol. La propagación se traduce, por lo
tanto, en una oxidación de lípidos insaturados dando lugar a peróxidos de una forma paralela
al consumo de oxígeno gaseoso. Al principio se acumulan los peróxidos pero dada su
naturaleza inestable se van descomponiendo, por lo que su contenido final termina por
descender; como consecuencia, el índice de peróxidos, prueba utilizada para determinar el
grado de enranciamiento de una grasa, no constituye una medida efectiva del grado de
oxidación excepto al principio de la reacción. Como resultado de la descomposición de los
peróxidos se obtienen hidrocarburos y ácidos grasos de cadena corta, radicales libres y
compuestos volátiles tales como carbonilos (aldehídos y cetonas) que son los responsables del
olor a rancio; algunos (hexarial) se detectan a concentraciones muy bajas y otros
(malonaldehído) se valoran frecuentemente con el ácido tiobarbitúrico (prueba del TBA) como
índice del grado de enranciamiento de una grasa.
Las reacciones de propagación son reacciones muy rápidas, ya que los radicales libres
formados son muy reactivos; por término medio, cada radical libre provoca la formación de 10
-100 moléculas de peróxidos en el caso de los lípidos puros. Es importante tener en cuenta el
elevado consumo de oxígeno que tiene lugar durante esta fase, ya que si el aporte de oxígeno
no es limitado, se puede llegar a la oxidación de la totalidad de los ácidos grasos insaturados.
C) Fase de terminación
Al mismo tiempo que las reacciones de iniciación y propagación se pueden producir las de
terminación, que consisten en la reacción entre compuestos radicales dando lugar a productos
no reactivos. Básicamente las reacciones que pueden ocurrir son las siguientes:
Rº + Rº R – R
Rº + ROOº ROOR
Rº + ROº ROR
n ROOº (ROO)N
A partir de este momento, y si no existen más radicales para reaccionar con el oxígeno, el
proceso se da por concluido, siendo necesario que se produzca una nueva reacción de iniciación
para que continúe la oxidación. El proceso puede resumirse como se muestra en la figura 3.4,
en la que se representa el consumo de oxígeno en función del tiempo en los lípidos puros (por
ejemplo, un aceite o un sistema teórico) y se observa cómo todas las reacciones son simultáneas
en el tiempo.
Factores que intervienen en la oxidación de los lípidos de los alimentos:
En primer lugar es importante saber que si hacemos una comparación entre la velocidad de
oxidación de los lípidos puros y la de los lípidos presentes en los alimentos, se observa que en
los alimentos la fase de inducción es mucho más corta e incluso inexistente, ya que en ellos se
detecta siempre un contenido inicial de peróxidos así como trazas de metales (por ejemplo, en
moléculas con grupos hemo) que pueden actuar como catalizadores de la oxidación. También
es importante tener en cuenta que la velocidad de consumo de oxígeno en los alimentos es
constante durante un largo período de tiempo, lo que hace que el enranciamiento aparezca más
tarde que en los lípidos puros (figura 3.5).
El comportamiento de los lípidos de los alimentos frente a la oxidación presenta una gran
variabilidad debido a Ja influencia de una serie de factores que a continuación se detallan:
a) Cantidad de oxígeno presente: es evidente que la oxidación de la grasa no tiene lugar en
ausencia de oxígeno (o aire). Por tanto, cualquier proceso que se aplique con el fin de
disminuir o eliminar el oxígeno en los alimentos, será efectivo para prevenir la oxidación.
b) Composición de la grasa: el grado de insaturación y el tipo de ácido graso msaturado influye
notablemente en la reacción. Así, los ácidos linoleico y linolénico se oxidan 64 y 100 veces
más rápido, respectivamente, que el ácido oleico.
c) Exposición a la luz: la luz, mediante la actuación del oxígeno en singlete y las radiaciones
de longitud de onda corta o de alta intensidad, son potentes aceleradores de las reacciones
de oxidación y por ello, en la medida de lo posible, debe evitarse su incidencia directa en
los alimentos susceptibles a la oxidación mediante, por ejemplo, la utilización de plásticos
transparentes.
d) Temperatura de almacenamiento: la temperatura influye notablemente en el proceso de
autooxidación. Así, cuanta más alta sea la temperatura mayor será la velocidad a La que se
desarrolla la reacción. Por cada 10 ºC se observa cómo se duplica la velocidad de reacción
del oxígeno con la grasa. No obstante, también puede desarrollarse a temperaturas de
refrigeración y congelación.
e) Grado de dispersión de los lípidos: se ha comprobado que una superficie proteica retarda la
oxidación, mientras que una glucídica la acelera.
f) Naturaleza del material utilizado en el envasado de los alimentos.
g) La actividad de agua de la que depende la actividad catalítica de los metales. Así, el riesgo
de oxidación aumenta a medida que lo hace la a~, siendo mínimo a valores en torno a 0,2.
h) Presencia de agentes pro- y antioxidantes de forma natural: entre los prooxidantes se
encuentran, además de los metales, los grupos hemo de las moléculas de mioglobina y
enzimas como las lipooxidasas. El cobre y el hierro son catalizadores metálicos muy activos,
pudiendo actuar de forma importante a concentraciones de 0,002 ppm (Cu) o 0,5 -1 ppm
(Fe). Las trazas de grasa oxidada actúan también como catalizadores y, por lo tanto, la
limpieza de las zonas de procesado es de extrema importancia para minimizar la oxidación.
Las lipooxidasas se encuentran sólo en tejidos vegetales y catalizan exclusivamente la
oxidación de los ácidos grasos no esterificados portadores de un cis, cis penta 1-4 dieno con
la particularidad de que pueden actuar a temperatura muy baja. Las lipasas también pueden
acelerar la oxidación dando al alimento un sabor jabonoso: actúan liberando los ácidos
grasos de los triglicéridos y en este estado son más susceptibles de oxidación.
Bajo la denominación de antioxidantes naturales se engloba a una gran variedad de sustancias
que se encuentran en las plantas y que pueden inhibir o cuanto menos controlar la oxidación
de las grasas. Unos de los más interesantes son los tocoferoles, que se encuentran en la mayoría
de los aceites vegetales y se utilizan con mucha frecuencia para la estabilización de grasas
animales. Algunos de los más utilizados se sintetizan artificialmente como equivalentes al D-
ci-tocoferol; otros provienen de la destilación de aceites vegetales y normalmente son mezclas
de α, β, y δ tocoferoles. Estos antioxidantes protegen a los aceites de la oxidación prolongando
la fase de iniciación, disminuyendo la formación (le peróxidos y oxidándose ellos mismos
durante el proceso autooxidativo.
Los antioxidantes naturales también aparecen en las especias, siendo la salvia, la pimienta, la
nuez moscada y el romero las más importantes y sus extractos podrían ser utilizados para
controlar la oxidación. Sin embargo, la especie que más se usa en la Industria Alimentaria es
el romero (Rosmarint.es officinalís); el resto se utilizan como tales especias y su efecto
antioxidante es una propiedad añadida al sabor y aroma característicos que aportan a un
alimento.
Del romero se utilizan los extractos alcohólicos de sus hojas, los cuales se utilizan después de
evaporar el alcohol. Están constituidas por al menos 45 compuestos diferentes de los cuales los
más importantes son el carnosol y el ácido rosmarínico, que son compuestos fenólicos con
propiedades antioxidantes.
También algunos aminoácidos pueden actuar como antioxidantes naturales al reaccionar con
los metales e impedir así su acción catalítica.
REVERSIÓN DEL SABOR
La reversión del sabor es un tipo especial de oxidación que tiene lugar principalmente en los
aceites ricos en ácido linoleico (aceite de soja y colza) cuando se exponen al aire, y lleva
consigo la aparición de sabores y olores anómalos descritos como a hierba, a pescado o a
pintura. Estos sabores se desarrollan incluso a niveles bajos de peróxidos. Los compuestos
responsables parecen ser sustancias volátiles resultantes de la oxidación del grupo penteno
terminal del ácido linolénico y, fundamentalmente, son compuestos carbonilo, alcoholes,
ésteres y ácidos. Se han podido aislar 70 compuestos volátiles diferentes. Los polímeros
originados en la oxidación de estos aceites no poseen el olor característico a temperatura
ambiente sino que se desarrolla cuando se calientan. Similar situación aparece en otros aceites
poliinsaturados como los de pescado.
ANTIOXIDANTES
Se consideran como antioxidantes a sustancias presentes de forma natural o adicionada
intencionadamente a las grasas o a los alimentos para retrasar la aparición de los fenómenos de
oxidación manteniendo intactas sus características sensoriales.
Los antioxidantes que se adicionan a los alimentos deben cumplir una serie de requisitos:
No provocar efectos fisiológicos negativos; no producir colores, olores ni sabores anómalos;
deben ser efectivos a bajas temperaturas, liposolubles y resistentes a los tratamientos a los que
se vaya a someter al alimento; además deben ser fáciles de obtener, activos a bajas
concentraciones y económicos.
Los antioxidantes pueden clasificarse en tres categorías:
Antioxidantes tipo I:
Se incluyen en este grupo a aquellas sustancias capaces de interrumpir la cadena de radicales
cediendo un hidrógeno a un radical lipídíco libre y quedando ellos en forma de radical. Como
consecuencia, disminuye el número de radicales libres, desciende la velocidad de la oxidación
y se prolonga el período de inducción. Los antioxidantes en forma de radical son estables y no
reaccionan con los lípidos sino con otras moléculas similares, dando lugar a productos no
radicales, o bien sufren una posterior oxidación, dando quinonas. Sólo los compuestos
fenólicos que producen quinonas fácilmente pueden considerarse como antioxidantes de este
tipo.
En esquema, las reacciones que tienen lugar son las siguientes:
AH + Rº RH + Aº
AH + ROOº ROOH + Aº
AH + ROº ROH + Aº
Aº + Aº
Compuestos no radicales
Aº + Xº
La concentración del antioxidante en un alimento es de gran interés ya que algunos ejercen una
mayor protección cuanto mayor es su concentración en el producto, pero otros tienen una
concentración óptima por encima de la cual se comportan como agentes prooxidantes. La
cantidad de antioxidante adicionada se sitúa en torno a 0,01% respecto a la grasa del alimento
y 0,025% si se utiliza una mezcla de antioxidantes, en la que ninguno de los componentes debe
superar el 0,01%.
La incorporación del antioxidante debe hacerse al comienzo de la oxidación ya que si el
contenido en peróxidos es relativamente elevado, el efecto protector se anula. Igualmente, el
efecto protector de este tipo de antioxidante es escaso si el alimento es rico en catalizadores
metálicos.
Los antioxidantes tipo 1 más utilizados son los derivados orto y para de los compuestos
fenólicos ya que, debido a la localización del electrón entre dos formas de resonancia, forman
radicales libres relativamente estables. Los más frecuentemente utilizados son ésteres del ácido
gálico (galato de propilo), ter-butilhidroquinona (TBHQ), butilhidroxianisol (BHA) y
butilhidroxitolueno (BHT) (figura 3.6).
El galato de propilo es más soluble en agua que en las grasas, es poco resistente al calor, no
soportando tratamientos de cocción, y con el hierro origina sales de color azul oscuro que
pueden provocar efectos adversos durante el almacenamiento de los aceites.
La TBHQ es un antioxidante recientemente aprobado; es tan efectivo o más que el galato de
propilo, ya que es más estable a altas temperaturas, más soluble en grasa y no presenta ningún
riesgo de aparición de colores anómalos; se ha mostrado muy efectivo en el almacenamie nto
de aceites refinados y desodorizados; por ello su uso está muy extendido en los países
productores y exportadores de aceites vegetales.
El BHA es muy soluble en grasas animales y aceites vegetales, siendo uno de los antioxidantes
más efectivos. Es bastante estable a los tratamientos aplicados a los alimentos y muy efectivo
en grasas animales y aceites vegetales pero presenta el inconveniente de ser ligeramente volátil,
por lo que puede evaporarse y perderse parcialmente en los procesos de deshidratación y
destilación; aún así, el BHA residual puede mostrarse como un activo antioxidante.
El BHT, al igual que el BHA, es soluble en grasas y resiste bien el calor. Es más volátil que el
BHA, por lo que en caso de la preparación de alimentos deshidratados se utiliza en
combinación con él. Este antioxidante es más efectivo en grasas animales que en los aceites
vegetales. Tiene el inconveniente de tener un olor algo desagradable. Presenta una acción
sinérgica con el BHA.
La elección de unos u otros depende de su actividad en los alimentos; con frecuencia se utilizan
‘mezclados con ácido cítrico ya que éste es particularmente efectivo por secuestrar hierro y
además su incorporación al alimento no presenta problema alguno.
Algunos compuestos presentes en los alimentos de forma natural tienen una acción
antioxidante; es el caso de los tocoferoles (ci, ~3, ~, y), compuestos que poseen actividad
vitamínica (vitamina E). El más eficaz es el 3 y, además, resiste al calor. Se encuentran en
cantidades apreciables en todos los aceites vegetales mientras que las grasas animales no suelen
contener tocoferoles. Son poco resistentes a los trata-mientas que se aplican a los alimentos;
basta observar la diferencia de estabilidad que presenta un aceite antes y después de un proceso
de fritura.
El palmitato de ascorbilo es un producto de síntesis cuyo componente básico es el ácido
ascórbico (vitamina C); es soluble en grasa pero menos que otros antioxidantes, por lo que para
su utilización es necesario combinarlo con agentes solubilizantes tales como los
monoglicéridos. Su consideración como antioxidante aún está por resolver y algunos autores
creen que su actividad se debe a que actúa como agente secuestraflte.
Las lecitinas y las mezclas de fosfolípidos tienen también capacidad antioxidante así como
algunas flavonas, esteroles y compuestos con grupos sulfidrilos.
Antioxidante tipo II:
Son compuestos que actúan impidiendo o disminuyendo la formación de radicales libres; los
más utilizados son agentes quelantes de los metales tales como el EDTA (ácido etilen-diamino-
tetraceticO), apenas utilizado, o el ácido cítrico. Su acción depende del pH y de la temperatura,
ya que estos parámetros son los que gobiernan la estabilidad de los complejos formados.
Se incluyen en este grupo otras sustancias como cambiadores de iones, aminoácidos y fosfatos.
La acción antioxidante de la histidina y la cisteína no está completamente aclarada pero
recuerda a un mecanismo de tipo 1.
El empleo de agentes quelantes de metales debe ir acompañado de esfuerzos conducentes a
limitar en lo posible la contaminación de los alimentos por esos metales: aparatos y tuberías de
vidrio, acero inoxidable y otros materiales inertes.
Antioxidantes tipo 111:
Se incluyen en este grupo aquellos procedimientos físicos que protegen a los alimentos de la
oxidación; se basan en el control del contenido en oxígeno, de la humedad relativa y de la
temperatura. Para evitar el contacto del alimento con el oxígeno, se utiliza el envasado a vacío
o en atmósferas de nitrógeno, CO2 o mezclas de gases inertes en un material impermeable al
oxígeno, aunque siempre hay que tener presente el oxígeno que queda ocluido en el alimento
y que, aunque es una cantidad muy pequeña, se va liberando poco a poco. Un medio económico
para reducir el contenido en oxígeno es utilizar bolsas de plástico con trazas de paladio, ya que
este metal cataliza la formación de agua a partir del oxígeno residual y del hidrógeno que se
introduce en el momento del cierre. Es importante evitar la ausencia de agua en los alimentos
deshidratados o, cuanto menos, mantenerlos en unos valores de α próximos a 0,2, ya que en
esta zona la velocidad de oxidación es la más baja. La temperatura afecta negativamente en la
acción de los antioxidantes, sobre todo los de tipo 1; sin embargo, las reacciones de
pardeamiento que pueden tener lugar al aumentar la temperatura pueden originar compuestos
antioxidantes. Finalmente, se aconseja proteger a los alimentos oxidables de la luz, ya que
cataliza las reacciones de iniciación. En la práctica, lo más frecuente es utilizar mezclas de
antioxidantes tipo 1 y II así como aplicar un procedimiento físico que proteja al alimento del
enrancíamiento.
ENRANCIAMÍENTO LIPOLÍTICO
La acción de determinadas enzimas y las reacciones químicas rompen el enlace éster de los
lípidos y constituyen el fenómeno conocido como lipolisis o enranciamiento lipolítico o
hidrolítico. Independientemente de la causa, la lipolisis disminuye notablemente la calidad de
las grasas destinadas, sobre todo, a condimentos y frituras ya que, como consecuencia de la
misma, aparte del sabor que puedan impartir, desciende el punto de humo y los alimentos
preparados con ellas presentan ~superfícies agrietadas, mayor tendencia al pardeamiento y un
aumento del contenido graso debido a la absorción. Cuando las grasas quedan emulsionadas
en agua, los ácidos grasos insaturados que se liberan con la lipolisis pueden modificar el sabor
de algunos alimentos, adquiriendo un ligero sabor picante a bajas concentraciones; además
pueden oxidarse dando sustancias de gran intensidad sápida y olorosa. Los ácidos grasos libres
que aparecen se eliminan mediante técnicas de refinado y desodorización con el fin de
conseguir grasas y aceites de calidad aceptable aunque el rendimiento y el coste del proceso
tienen indudable importancia económica. La lipasa más conocida es la lipasa pancreática. La
reacción de las lipasas se acelera por la presencia de iones calcio que precipitan los ácidos
grasos liberados en forma de sales cálcicas insolubles. Otras lipasas de interés son las
fosfolipasas y las glicolipasas, enzimas altamente específicas, que hidrolizan los fosfolípidos y
los monoy digalactosil-diacilgliceroles respectivamente. En los alimentos pueden existir
también lipasas de origen exógeno> procedentes de los microorganismos que se multiplican en
el alimento; si son muy activos o sus tasas son elevadas contribuyen al enranciamiento
hidrolítico de las grasas. Algunas de ellas adquieren gran importancia en ciertos alimentos,
como ocurre en la leche con las lipasas producidas por las pseudomonas; muchas de ellas
elaboran lipasas muy termoestables que no se desactivan ni siquiera con los tratamientos UHT,
ocasionando efectos adversos importantes.
Clasificación de los lípidos
5. Triglicéridos
Los triglicéridos son el principal tipo de grasa transportado por el organismo. Recibe
el nombre de su estructura química. Luego de comer, el organismo digiere las grasas
de los alimentos y libera triglicéridos a la sangre. Estos son transportados a todo el
organismo para dar energía o para ser almacenados como grasa.
El hígado también produce triglicéridos y cambia algunos a colesterol. El hígado
puede cambiar cualquier fuente de exceso de calorías en triglicéridos.
¿Cuál es el nivel normal de triglicéridos?
Los niveles de triglicéridos varían con la edad, y también dependen de qué tan
reciente ingirió alimentos antes del examen. La medición es más precisa si no se ha
comido en las 12 horas previas al examen. El valor normal es de 150 mg/dL. Para
quienes sufren problemas cardiacos, los niveles de esta sustancia deben ser
inferiores a los 100 mg./dl.
Si el colesterol tiene un valor normal, un nivel elevado de triglicéridos no parece ser
un factor de riesgo de enfermedad cardiaca, pero sí puede ser riesgoso al asociarse
con diabetes y pancreatitis.
¿Cómo están asociados los triglicéridos al colesterol?
Cuando la persona come, los triglicéridos se combinan con una proteína en su sangre
para formar lo que se llama lipoproteínas de alta y baja densidad. Estas partículas de
lipoproteínas contienen colesterol. Para formar triglicéridos en el hígado el proceso es
similar; el hígado toma los carbohidratos y proteínas sobrantes de la comida y los
cambia a grasa. Esta grasa entonces se combina con proteína y colesterol para
formar lipoproteínas de muy baja densidad, que son liberadas al torrente circulatorio.
¿Qué causa altos niveles de Triglicéridos?
Puede tener varias causas:
· Exceso de peso: los triglicéridos aumentan generalmente a medida que aumenta el
peso
· Consumo excesivo de calorías: Los triglicéridos se elevan a medida que se aumenta
de peso o se ingieren demasiadas calorías, especialmente provenientes de azúcar y
del alcohol. El alcohol aumenta la producción de triglicéridos en el hígado.
· Edad: los niveles de triglicéridos aumentan regularmente con la edad
· Medicamentos: Algunas drogas como los anticonceptivos, esteroides, diuréticos
causan aumento en los niveles de los triglicéridos.
· Enfermedades: La diabetes, el hipotiroidismo, las enfermedades renales y hepáticas
están asociadas con niveles altos de triglicéridos. Entre los grupos que deben vigilar
con mayor cuidado su nivel de triglicéridos se encuentran los diabéticos y las mujeres
después de la menopausia. Más de un 75% de los diabéticos tienen los niveles de
triglicéridos altos y el 30% de las mujeres que han pasado por la menopausia sufren
de este mismo problema.
· Herencia: algunas formas de altos niveles de triglicéridos ocurren entre miembros
de una misma familia.
6. Ácidos grasos esenciales
Un ácido graso es una molécula orgánica formada por una larga cadena
hidrocarbonada, de número par de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo
carboxilo. Cada átomo de carbono se une al siguiente y al precedente por medio de
un enlace covalente sencillo. Al átomo de su extremo le quedan libres tres enlaces
que son ocupados por átomos de hidrógeno (H3C-). Los demás átomos tienen libres
dos enlaces, que son ocupados igualmente por átomos de hidrógeno (…-CH2-CH2-
CH2- ...).
En general (aunque a veces no), podemos escribir un ácido graso genérico como R-
COOH, en donde R es la cadena hidrocarbonatada que identifica al ácido en
particular.
Los ácidos grasos son los componentes de algunos lípidos como las grasas, donde
el extremo de la molécula donde se encuentra el grupo carboxilo (-COOH) es el que
se combina con uno de los grupos hidroxilos (-OH) de la glicerina (más correctamente
propanotriol), reaccionando con él.
Tipos de ácidos grasos [editar]
Cadena corta (volátiles):
● Ácido fórmico. Metanoico
● Ácido acético. Etanoico
● Ácido propiónico. Propanoico
● Ácido butírico. Butanoico
● Ácido isobutírico.2-Metilpropionico
● Ácido valérico. Pentanoico
● Ácido isovalérico.3-Metilbutanoico
Cadena larga:
● Ácido palmítico. Hexadecanoico
● Ácido esteárico. Octadecanoico
● Ácido oleico.cis-9-Octadecenoico
● Ácido linoleico.cis, cis-9,12-Octadecadienoico·Ácido graso esencial
● Ácido linolénico.cis-9,12,15-Octadecadienoico· Ácido graso esencial
● Ácido araquidónico.cis-5,8,11,14-Eicosatetrienoico
Rol biológico de los ácidos grasos
Los ácidos grasos son moléculas muy energéticas y necesarias en todos los procesos
celulares en presencia de oxígeno, ya que por su contenido en hidrógenos pueden
oxidarse en mayor medida que los glúcidos u otros compuestos orgánicos que no
están reducidos.
Si se colocan ácidos grasos en agua o en otro disolvente polar, forman una capa
superficial debido a su baja densidad y mayor polaridad (los ácidos grasos de cadena
corta son mas solubles que los ácidos grasos de cadena larga). Este efecto puede
causar la aparición de grumos, nada deseables en la repostería. Los ácidos formarán
una película con sus colas(la parte no polar), de manera que no quedan en contacto
con el agua por su carácter hidrófobo, repeliéndola. En cambio, la cabeza del ácido
graso contactara con el agua. Las colas tienden a relacionarse entre sí mediante
interacciones hidrofóbas creando ambientes donde no hay agua, como es el caso de
una micela ya sea monocapa o bicapa. Esta propiedad es el fundamento de la
membrana plasmática de las células formando parte escencial del glucocalix y de las
membranas nucleares.
Cuando es demasiado bajo el nivel de insulina o no hay suficiente glucosa disponible
para utilizar como energía en los procesos celulares, el organismo quema ácidos
grasos para ese fin y origina entonces cuerpos cetónicos, productos de desecho que
causan una elevación excesiva del nivel de ácido en la sangre, lo que podría conducir
a la cetoacidosis, un problema importante y muchas veces ignorado o pospuesto
hasta otra vez. Los síntomas de esta enfermedad van desde la presencia de un aroma
a quitaesmalte en el aliento, hasta la aparición de pequeñas manchas de color
amarillento (o verduzco) sobre la piel, y la ligera acidificacióndel semen, que conlleva
un cierto dolor al eyacular.
Ácidos grasos esenciales (AGE)
Se llaman ácidos grasos esenciales a algunos ácidos grasos, como el linoleico,
linolénico o el araquidónico cuya falta resulta mortal.
Clasificación por tipo
Ácido graso saturado
● Ácido graso insaturado
o Ácido graso monoinsaturado
o Ácido graso poliinsaturado
● Ácido graso cis
● Ácido graso trans
7. Grasas trans
Durante años se ha proclamado a los cuatro vientos que el aceite vegetal es mucho
mejor que el de origen animal, especialmente para el colesterol. Sin embargo, los
procesos industriales por los que pasan las grasas vegetales para aumentar su
duración los transforman. Su ventaja sobre los aceites de origen animal es más que
dudosa.
Y es que la grasa vegetal, que de por sí puede resultar absolutamente inofensiva,
puede convertirse en una bomba de tiempo tras pasar por los procesos de tratamiento
industriales actuales. Con el fin de prolongar la vida de estas grasas y potenciar su
sabor, las industrias de alimentación someten a las grasa vegetales a un proceso
llamado hidrogenación. Básicamente, consiste en aumentar el número de átomos de
hidrógeno de los ácidos grasos poliinsaturados que predominan en los aceites de
semillas (girasol, soja,…). 100% vegetal, pero…
Como consecuencia, los ácidos grasos poliinsaturados de estos aceites vegetales
cambian su estructura natural, llamada cis, por una artificial de tipo trans. Además,
algunas grasas saturadas se convierten en insaturadas por la hidrogenación. De esta
forma, la composición y la estructura de las grasas del aceite que se anuncia como
100% vegetal acaba teniendo poco que ver con las de un aceite vegetal natural.
Todo esto no tendría mayor transcendencia si no fuera por los resultados de las
investigaciones llevadas a cabo sobre el efecto de estas grasas trans. El principal de
ellos, o al menos el más conocido, es su influencia sobre el colesterol. Las grasas
trans hacen descender el colesterol "bueno" (HDL) y elevan el "malo" (LDL),
aumentando el riesgo de arteriosclerosis. Todo ello sin que el consumidor final se
entere, confiado en la seguridad que le brinda la etiqueta de 100% vegetal.
Efectos en el cerebro
Pero el colesterol no es el único afectado por la presencia de las grasas trans. Los
ácidos grasos de tipo trans pueden inhibir algunas transformaciones de otros ácidos
grasos esenciales, retrasando el crecimiento y la maduración del cerebro. Y es que
las grasas son una parte esencial de las membranas celulares del organismo, y la
presencia de grasas trans en lugar de cis puede llevar al organismo a construir
hormonas y paredes celulares defectuosas.
Estudios realizados en Estados Unidos sobre el efecto de estas grasas, revelan por
ejemplo, que el riesgo de sufrir enfermedades coronarias es un 66% mayor entre
consumidores habituales de margarina que entre quienes no la consumen, la
preocupación por su efecto crece día a día, y ya se están tomando medidas legales
para incluir la presencia de las grasas trans de forma obligatoria en el etiquetado de
alimentos.
8. ¿Por qué existen y que efecto tienen?
Las grasas trans son ácidos grasos insaturados que se forman cuando los aceites
vegetales se procesan y se transforman en más sólidos o en un líquido más estable.
Este proceso se llama hidrogenación. Las grasas trans también se encuentran
naturalmente en algunos alimentos.
Las grasas trans de todas las fuentes proporcionan entre 2% y 4% por ciento del total
de calorías, a diferencia del 12 % que proporcionan las grasas saturadas y el 34% de
las grasas totales en la dieta del estadounidense medio. La mayoría de las grasas
trans provienen de los alimentos procesados. Aproximadamente 1/5 de las grasas
trans de nuestra dieta proviene de fuentes animales como por ejemplo, ciertas carnes
y productos lácteos.
¿Qué alimentos contienen grasas trans?
Las grasas trans están presentes en diferentes cantidades en una amplia variedad de
alimentos, como lo son por ejemplo la mayoría de los alimentos hechos a base de
aceites parcialmente hidrogenados, como lo son los productos horneados, fritos, y la
margarina. Las grasas trans también se encuentran naturalmente en ciertas carnes y
productos lácteos.
¿Por qué hay grasas trans en los alimentos?
Las grasas trans se forman cuando un aceite es parcialmente hidrogenado. El
proceso convierte a los aceites en un líquido más estable o en un elemento
semisólido.
Los aceites parcialmente hidrogenados se usan en los alimentos procesados porque
ayudan en la fabricación de productos alimenticios de alta calidad; que se mantienen
frescos durante más tiempo y tienen una textura más apetitosa. No siempre es posible
reemplazar a los aceites no hidrogenados debido a las diferencias en las maneras en
que dichos aceites funcionan para producir alimentos aceptables.
Por ejemplo, al usar aceite vegetal parcialmente hidrogenado para elaborar algunas
margarinas, los fabricantes pueden producir un aderezo untable que tiene menor
contenido de grasa saturada que la manteca y que se puede usar bien si lo retira del
refrigerador. De la misma forma, los fabricantes pueden producir grasa para freír
papas, hojaldradas bases para tartas y crocantes galletas saladas. Los productos que
se fabrican con aceites parcialmente hidrogenados no se ponen rancios (las grasas
adquieren un sabor extraño) tan rápidamente como aquéllos que se fabrican usando
aceites no hidrogenados. Los alimentos que contienen estos aceites deben
mencionar en su etiqueta nutricional "aceite vegetal parcialmente hidrogenado".
9. Grasas trans y los radicales libres
Los radicales libres son átomos o grupos de átomos que tienen un electrón, (e-)
desapareado en capacidad de aparearse, por lo que son muy reactivos.
Estos radicales recorren nuestro organismo intentando robar un electrón de las
moléculas estables, con el fin de alcanzar su estabilidad electroquímica.
Una vez que el radical libre ha conseguido robar el electrón que necesita para aparear
su electrón libre, la molécula estable que se lo cede se convierte a su vez en un radical
libre, por quedar con un electrón desapareado, iniciándose así una verdadera
reacción en cadena que destruye nuestras células. La vida biológica media del radical
libre es de microsegundos; pero tiene la capacidadde reaccionar con todo lo que esté
a su alrededor provocando un gran daño a las moléculas y a las membranas celulares.
Los radicales libres no son intrínsecamente malos. De hecho, nuestro propio cuerpo
los fabrica en cantidades moderadas para luchar contra bacterias y virus. Los
radicales libres producidos por el cuerpo para llevar a cabo determinadas funciones
son neutralizados fácilmente por nuestro propio sistema. Con este fin, nuestro cuerpo
produce unas enzimas (como la catalasa o la dismutasa) que son las encargadas de
neutralizarlos. Estas enzimas tienen la capacidad de desarmar los radicales libres sin
desestabilizar su propio estado.
Las reacciones químicas de los radicales libres se dan constantemente en las células
de nuestro cuerpo y son necesarias para la salud. Pero, el proceso debe ser
controlado con una adecuada protección antioxidante. Un antioxidante es una
sustancia capaz de neutralizar la acción oxidante de los radicales libres, liberando
electrones en nuestra sangre que son captados por los radicales libres convirtiéndose
en moléculas inestables.
Nuestro organismo está luchando contra los radicales libres cada momento del día.
El problema para nuestra salud se produce cuando nuestro organismo tiene que
soportar un exceso de radiales libres durante años, producidos mayormente por
contaminantes externos que penetran en nuestro organismo productos de la
contaminación atmosférica, el humo del cigarrillo que contiene hidrocarburos
aromáticos polinucleares, así como aldehídos que producen distintos tipos de
radicales libres en nuestro organismo. El consumo de aceites vegetales hidrogenados
tales como la margarina y el consumo de ácidos grasos trans como los de las grasas
de la carne y de la leche también contribuyen al aumento de los radicales libres.
La protección que debemos tener para evitar el aumento de los radicales libres en
nuestro organismo que aceleran la rapidez de envejecimiento y degeneración de las
células de nuestro cuerpo es el consumo de antioxidantes naturales tales como el
beta caroteno(pro-vitamina A) presentes en la zanahoria, mango, tomates, melón,
melocotón, espinacas.
Vitamina E (tocoferol) es un antioxidante que mantiene la integridad de la membrana
celular, protege la destrucción de la vitamina A, previene y disuelve los coágulos
sanguíneos y retarda el envejecimiento celular.
Se encuentra en muchas frutas y vegetales tales como: El aguacate(30 ), boniato(50
), espárragos(25 ), espinacas(20 ), tomates(12 ), bróculi(11 ), moras (10 ) y
zanahorias(5 .)
La vitamina C (ácido ascórbico) es otro de los antioxidantes naturales que destruyen
el exceso de radicales libres. Necesaria para producir colágeno, importante en el
crecimiento y reparación de las células de los tejidos, encías, vasos, huesos y dientes,
y para la metabolización de las grasas, por lo que se le atribuye el poder de reducir el
colesterol. Investigaciones han demostrado que una alimentación rica en vitamina C
ofrece una protección añadida contra todo tipo de cánceres. Además de la prevención
del resfriado común y el fortalecimiento de las defensas del organismo. Las fuentes
alimentarias de la vitamina C son: Grosellas, pimiento verde, kiwi, limón (todos los
que están antes del limón tienen mayor contenido de vitamina C que éste y los que
están después menor), fresas y coliflor, coles de bruselas, naranjas, tomates, nabo y
melón.
El selenio actúa junto con la vitamina E como antioxidante, ayudando a nuestro
metabolismo a luchar contra la acción de los radicales libres. Ayuda a protegernos
contra el cáncer, además de mantener en buen estado las funciones hepáticas,
cardíacas y reproductoras. Es el más tóxico de los minerales incluidos en nuestra
dieta. La ingestión en dosis altas se manifiesta con pérdida de cabello, alteración de
uñas y dientes, nauseas, vómito y aliento a leche agria.
Fuentes alimentarias del selenio: Carne, pescado, cereales integrales y productos
lácteos. Las verduras dependerán de la tierra en la que se ha cultivado.
Los flavonoides son compuestos polifenólicos encontrados en las plantas como frutas
y vegetales, que son excelentes antioxidantes. Comúnmente se encuentran también
en el té (principalmente té verde) y en el vino.
En las frutas que fueron cosechadas hasta su maduración se encuentran gran
cantidad de flavonoides, carotenoides, licopenes, zantinas, índoles y luteínas, todos
con una potente acción antioxidante.
En resumen si queremos evitar el envejecimiento y las enfermedades causadas por
el exceso no controlado de radicales libres en nuestro cuerpo, tenemos que llevar una
vida sana, sin consumir cigarrillo(tabaco) y tener una dieta libre de grasas saturadas
y ácidos grasos trans que puedan aumentar el colesterol malo y éste formar colesterol
oxidado que contribuye a la arteriosclerosis.
10. Elaboración y refinado de aceites comestibles
Producción rural de aceite vegetal
La extracción rural de aceite se produce normalmente cerca de las zonas de
producción de las materias primas. Esto supone productores en pequeña escala que
tienen acceso a las materias primas, ayuda a asegurar que las semillas de aceite
perecederas se elaboran rápidamente, y reduce los costos de transporte. En las
comunidades rurales o urbanas pobres, los aceites vegetales sin refinar contribuyen
considerablemente a la cantidad total de aceite consumido. Los aceites crudos son
asequibles a los grupos con bajos ingresos y son una importante fuente de b -
carotenos y tocoferoles.
Para mantener la calidad de la materia prima, es necesario proceder con cuidado
durante y después de la cosecha de los frutos oleaginosos perecederos y susceptibles
de que sus grasas se descompongan. Las magulladuras en los frutos frescos de la
palmera aceleran la actividad de las lipasas, conduciendo a la degradación de las
grasas. Las semillas oleaginosas, como las nueces de butirospermo, tienden a
enmohecerse durante el almacenamiento. Esto se frena con un tratamiento térmico:
tratamiento con vapor o hervido, junto con secado al sol para reducir la humedad.
Almacenamiento. La humedad de las semillas oleaginosas y nueces influye en gran
medida en la calidad de las materias primas. En la mayoría de las operaciones rurales,
el secado al sol reduce la humedad de las semillas de aceite por debajo del 10 por
ciento. Una adecuada ventilación o aireación de las semillas o nueces durante el
almacenamiento asegura que se mantengan niveles bajos de humedad y evita el
desarrollo microbiano. Esto es importante en el almacenamiento del maní que es muy
susceptible de contaminarse con aflatoxinas debidas al crecimiento de Aspergillus
flavus. Puesto que las aflatoxinas y los plaguicidas no se eliminan con las técnicas de
extracción rural, debe evitarse la contaminación microbiana y el empleo de
insecticidas. Es necesario adoptar prácticas de almacenamiento que sean asequibles
y disponibles para los productores en pequeña escala. Las materias primas
perecederas, como los frutos de la palmera, deben elaborarse tan pronto como sea
posible después de la cosecha.
En los países en desarrollo húmedos, el secado al sol de las semillas oleaginosas
que tienen una humedad elevada, como el coco maduro, es lento e ineficaz. Estas
condiciones favorecen el crecimiento de mohos, lo que produce elevados niveles de
ácidos grasos libres y características organolépticas pobres. El aceite de coco
destinado al consumo humano debe obtenerse poco después de la cosecha.
Pretratamiento. La primera operación después de la cosecha implica esterilización y
tratamiento térmico con vapor o cocimiento, lo que inactiva las enzimas lipolíticas que
pueden ocasionar una rápida degradación del aceite y facilita el flujo del mesocarpio
para extraer el aceite. La pulpa de los frutos de la palmera «esterilizados» se extrae
en un triturador o un mortero de madera, o en un digestor mecánico.
El descortezado o pelado separa la porción portadora de aceite de la materia prima,
y elimina las partes con poco o ningún valor nutritivo. Se puede disponer de peladoras
mecánicas pequeñas para las almendras, pero sigue predominando el pelado
manual.
La mayoría de las semillas oleaginosas y nueces se someten a un tratamiento térmico
de tostado para licuar el aceite presente en las células de la planta y facilitar su
liberación durante la extracción. Todas las semillas oleaginosas y nueces se someten
a este tratamiento excepto los frutos de la palmera, en los que la «esterilización»
reemplaza este tratamiento.
Para aumentar la superficie y optimizar el rendimiento en aceite, se reduce el tamaño
de la parte portadora de aceite del maní, girasol, sésamo, coco, almendra de palma y
semilla de butirospermo. En las operaciones rurales se suelen emplear molinos
mecánicos de fricción por discos.
Extracción. En la extracción del aceite, las semillas molidas se mezclan con agua
caliente y se hierven para permitir que el aceite flote y sea recogido. Las semillas
molidas se mezclan con agua caliente para hacer una pasta que se amasa a mano o
a máquina hasta que el aceite se separa en forma de emulsión. En la extracción del
aceite de maní, se suele añadir sal para hacer que las proteínas coagulen y favorecer
la separación del aceite.
Los grandes trituradores rotatorios en sistemas de mortero fijo pueden moverse
mediante motor, hombres o animales, proporcionando fricción y presión a las semillas
oleaginosas para liberar el aceite en la base del mortero. Hay otros sistemas
tradicionalmente utilizados en la extracción rural de aceite que emplean piedras
pesadas, cuñas, palancas y cuerdas retorcidas. Para presionar, se aprieta
manualmente una placa o un pistón dentro de un cilindro perforado que contiene la
masa de aceite molida o su pulpa por medio de un tornillo. El aceite se recoge debajo
de la cámara perforada. Se han diseñado diversos expeledores mecánicos. La
materia prima precalentada se alimenta en un cilindro horizontal mediante un
estrangulador ajustable, la presión interna que se crea en el cilindro produce la ruptura
de las células que contienen el aceite, y lo liberan.
Deshidratación. Las trazas de agua presente en el aceite crudo se eliminan
hirviéndolo en calderos poco profundos, después de depositarlo en ellos. Esto es
frecuente en todas las técnicas rurales que reconocen el papel catalítico del agua en
el desarrollo de rancidez y de características organolépticas pobres.
Tortas de prensado. El subproducto de la elaboración, las tortas de prensado, puede
resultar útil, dependiendo de la técnica de extracción que se emplee. Las tortas
oleaginosas a las que se ha extraído el agua carecen normalmente de nutrientes.
Otras técnicas tradicionales, como por ejemplo la que se utiliza con el maní y la copra,
aseguran que los subproductos, si se manipulan con cuidado, sean idóneos para el
consumo humano.
Tecnologías tradicionales. En muchos países son muy importantes los
procedimientos tradicionales para producir aceite, especialmente en las comunidades
que tienen fácil acceso a las materias primas oleaginosas. La elaboración tradicional
tiende a ser ecológicamente inocua, y la destreza que se requiere consiste en las
actividades de una familia o grupo, en que intervienen sobre todo las mujeres. En un
ambiente industrial cambiante, estos factores positivos han tenido menos peso que
los aspectos negativos de la elaboración tradicional, como pequeña capacidad de
producción, pobre economía de escala, altos desembolsos de energía y tiempo, y
coste de transporte de los aceites a los mercados.
Producción en gran escala
Almacenamiento. Muchas de las fases de elaboración industrial tienen su origen en
los procedimientos tradicionales. En las operaciones en gran escala, las semillas
oleaginosas se secan hasta obtener una humedad inferior al 10 por ciento. Se pueden
almacenar durante períodos prolongados de tiempo en condiciones adecuadas de
aireación, tomando precauciones contra las infestaciones de insectos y roedores.
Este tipo de almacenamiento reduce la infección por mohos y la contaminación con
mico toxinas, y minimiza el proceso de degradación biológica que conduce a la
aparición de ácidos grasos libres y de color en el aceite.
Las frutas oleaginosas, como la aceituna y la palma, deben tratarse tan pronto como
sea posible. La palma se esteriliza como primer paso de la elaboración. Los tejidos
adiposos y las materias primas procedentes del pescado (esto es, el cuerpo o el
hígado) se derriten durante las primeras horas haciéndolos hervir para destruir las
enzimas y evitar el deterioro del aceite.
Elaboración. Las semillas oleaginosas generalmente se limpian de sustancias
extrañas antes de ser descortezadas. Las almendras se muelen para reducir su
tamaño y se cuecen con vapor, y el aceite se extrae mediante un torno o una presa
hidráulica. La torta de la prensa se desprende en escamas para la posterior extracción
de las grasas residuales con disolventes, como el hexano «de uso alimentario». El
aceite puede extraerse directamente con disolventes de los productos con bajo
contenido en aceite, tales como la soja, el salvado de arroz y el maíz.
Después de la esterilización, se extrae la pulpa (digestión) antes de someterla a
presión mecánica a menudo en una prensa de torno. Las almendras de palma se
extraen de la torta de prensado y se vuelven a elaborar para obtener el aceite. Los
tejidos animales se reducen de tamaño antes de derretirlos con procesos secos o
húmedos. Después de un tratamiento en autoclave, los tejidos de pescado se prensan
y la suspensión aceite/agua se centrífuga para separar el aceite.
Refinado del aceite. El refinado produce un aceite comestible con las características
deseadas por los consumidores, como sabor y olor suaves, aspecto limpio, color
claro, estabilidad frente a la oxidación e idoneidad para freír. Los dos principales
sistemas de refinado son el refinado alcalino y el refinado físico (arrastre de vapor,
neutralización destilativa), que se emplean para extraer los ácidos grasos libres.
El método clásico de refinado alcalino comprende normalmente las siguientes etapas:
1a
etapa
Desgomado con agua para eliminar los fosfolípidos fácilmente hidratables y
los metales.
2a
etapa
Adición de pequeñas cantidades de ácido fosfórico o cítrico para convertir los
restantes fosfolípidos no hidratables (sales de Ca, Mg) en fosfolípidos
hidratables.
3a
etapa
Neutralización de los ácidos grasos libres con un ligero exceso de solución de
hidróxido sódico, seguida de la eliminación por lavado de los jabones y de los
fosfolípidos hidratados.
4a
etapa
Blanqueo con tierras minerales naturales o activadas con ácido para adsorber
los compuestos coloreados y para descomponer los hidroperóxidos.
5a
etapa
Desodorización para eliminar los compuestos volátiles, principalmente
aldehídos y cetonas, con bajos umbrales de detección por el gusto y el olfato.
La desodorización es fundamentalmente un proceso de destilación con vapor
que se lleva a cabo a bajas presiones (2-6 mbares) y elevadas temperaturas
(180-220 °C).
En algunos aceites, como el de girasol o el de salvado de arroz, se obtiene un
producto claro de mesa mediante una etapa de eliminación de las ceras o de
cristalización de los ésteres de ceras a baja temperatura, seguida de una filtración o
centrifugación.
El proceso de neutralización alcalina tiene importantes inconvenientes, el rendimiento
es relativamente bajo y se producen pérdidas de aceite debido a la emulsión y
saponificación de los aceites neutros. También se genera una cantidad considerable
de efluente líquido. Los jabones se disocian generalmente con ácido sulfúrico,
recuperándose los ácidos grasos libres junto con sulfato sódico y vapor de agua ácida
que contiene grasa.
En el refinado físico, los ácidos grasos se eliminan mediante un procedimiento de
destilación al vapor (arrastre) similar a la desodorización. La baja volatilidad de los
ácidos grasos (que depende de la longitud de la cadena) requiere temperaturas más
elevadas que las requeridas sólo para la desodorización. En la práctica, una
temperatura máxima de 240-250 °C es suficiente para reducir el contenido de ácidos
grasos libres a niveles de alrededor del 0,05-0,1 por ciento. Un requisito previo del
refinado físico es que se eliminen los fosfátidos hasta un nivel inferior a los 5 mg de
fósforo/kg de aceite. En el proceso de refinado clásico, este nivel se consigue
fácilmente en la etapa de neutralización, pero se requiere un proceso especial de
desgomado para el refinado físico de las semillas oleaginosas con alto contenido en
fosfátidos. Estos procedimientos se basan en una hidratación mejorada de los
fosfolípidos mediante un contacto íntimo entre el aceite y una solución acuosa de
ácido cítrico, ácido fosfórico y/o hidróxido sódico, seguida de blanqueo (Segers y van
de Sande, 1988).
Es improbable que las condiciones de reacción suave empleadas durante el
desgomado y la neutralización induzcan cambios significativos indeseables en la
composición del aceite. Por el contrario, algunas impurezas, incluidos compuestos
oxidados, trazas de metales y materiales coloreados se eliminan parcialmente por
arrastre con los fosfolípidos y con el depósito de jabón. Estas impurezas se reducen
posteriormente durante el blanqueo. La neutralización también contribuye
considerablemente a eliminar contaminantes, tales como las aflatoxinas y los
organofosforados. (Thomas, 1982). Los plaguicidas organoclorados y los
hidrocarburos aromáticos policíclicos, si están presentes, deben eliminarse durante la
etapa de desodorización/arrastre y mediante un tratamiento con carbón activo. Suelen
producirse pérdidas de tocoferoles y esteroles durante la etapa de neutralización
alcalina, pero, sin embargo, en condiciones bien controladas (minimizando el contacto
con el aire) esta pérdida no supera el 5-10 por ciento (Gertz, 1988; Johansson y
Hoffmann, 1979).
Posibles reacciones secundarias durante el procesamiento a alta temperatura
La posibilidad de que las elevadas temperaturas de la desodorización y arrastre
tengan efectos negativos ha sido motivo de preocupación. En algunos estudios se
emplearon unas condiciones extremas de temperatura y tiempo (incluso con libre
acceso de aire) para generar resultados cuantitativos significativos. Sin embargo, los
resultados de los estudios en modelos deberían estar relacionados con las
condiciones prácticas de los procesos. Ya en 1967-79, la Sociedad Alemana de
Investigación sobre las Grasas (DGF) definió los límites superiores de las condiciones
de desodorización [240 °C para 2 horas, 270 °C para 30 min (Fremdstoff-Kommission,
1973; Gemeinschaftsarbeiten, 1992)].
Un buen hábito de manipulación también supone lo siguiente: empleo de equipos de
acero inoxidable; deaireacióncuidadosa a < 100 °C antes de calentar a la temperatura
final de arrastre; utilización de corrientes libres de oxígeno; y especificaciones de
alimentación estrictas (normalmente: 0,1 Fe, 0,01 Cu, 5P, tierras de blanqueo 5 mg/kg
de aceite como máximo).
Las investigaciones en las que se maltrataba el aceite en condiciones extremas
(Rossel, Kochhar y Jawad, 1981; Jawad, Kochhar y Hudson, 1983a, b; 1984)
determinaron los efectos de la temperatura (240-300 °C) y del tiempo (30-180 min.)
en el refinado físico del aceite de soja (desgomado con ácido fosfórico y ligeramente
blanqueado, pero conteniendo todavía 20 mg de P, 0,35 mg de Fe y 0,05 mg de Cu
por kg de aceite). En la Figura 5.1 se muestra el fuerte efecto de la temperatura sobre
la formación de ácidos grasos en trans y de compuestos polimíricos. El tiempo tiene
también un efecto significativo. A 280-300 °C, hubo muestras de una apreciable inter
o intraesterificación (aumento en el contenido de ácidos grasos saturados en la
posición 2 de los triacilglicéridos); también se formaron cantidades importantes de
ácidos grasos conjugados. Las áreas sombreadas indican la gama habitual de
condiciones de elaboración requeridas para el refinado físico (270 °C para 30 min;
250 °C para 1 h; 240 °C para 2 h; 220 °C para 3 h). En estas condiciones, todos los
cambios inducidos por el tratamiento a altas temperaturas parecen ser relativamente
insuficientes.
Isomerización cis-trans. Uno de los parámetros más sensibles que se utiliza para
detectar los cambios químicos resultantes de unas condiciones de elaboración
severas es la isomerización cis-trans, especialmente en el ácido linoleico. El estudio
más completo realizado sobre este tema ha sido el de Eder (1982), que investigó con
varios aceites la formación de isómeros geométricos a escala de laboratorio, planta
piloto, y de producción. A escala de laboratorio, con aceite de soja sin blanquear a
240 °C, la formación de los isómeros C18:3 (determinada por GLC) era insignificante
(menos del 1 por ciento, incluso después de 5 h, frente al 3 por ciento a 260 °C). En
la Figura 5.2 se describe el contenido total de isómeros trans (determinado por
espectroscopia de infrarrojos) en diversos aceites desodorizados en equipo de acero
inoxidable a escala de planta experimental. Los datos muestran un fuerte efecto de la
temperatura, especialmente entre 240 y 270 °C, y confirman la tendencia general.
Esto es, incluso en aceites altamente insaturados que contengan ácido linoleico, la
formación de isómeros en trans es lenta en las condiciones recomendadas para la
desodorización/refinado químico industrial (por ejemplo, 250 °C como máximo). En
conclusión, en la gama de temperaturas de 240-250 °C, la cantidad de ácidos grasos
en trans que se forman a partir de los aceites insaturados es de alrededor del 1 por
ciento o menos por hora. Este dato concuerda con los que se han considerado
anteriormente (Rossel, Kochhar y Jawad, 1981; Jawad, Kochhar y Hudson, 1983b).
Calentar los aceites al aire, en condiciones de fritura simulada, ha conducido a tipos
similares de ácidos grasos isomerizados (Grandgirard, Sebedio y Fleury, 1984;
Grandgirard y Juillard, 1987; Sebedio, Grandgirard y Provost, 1988).
No se ha descrito la formación de isómeros de posición (esto es, dobles enlaces
desplazados a lo largo de la cadena de ácidos grasos) del ácido linoleico y linolénico
en condiciones de desodorización/refinado físico.
Dimerízación y polimerización. En la Figura 5.1 se han incluido datos cuantitativos
sobre la formación de compuestos poliméricos en el aceite de soja blanqueado
(Jawad, Kochhar y Hudson, 1983b). Hasta cerca de 260 °C, su tasa de formación
parece ser baja; alrededor de 260 °C, el aumento es más rápido. Tendencias similares
fueron observadas por Eder (1982). Sólo a 270 °C se observó un aumento rápido de
la cantidad de triacilglicéridos. La desodorización del aceite de soja a escala comercial
(2 x 51 min a 240 °C) dio como resultado un aumento entre el 0,5 y el 0,8 por ciento
de los triacilglicéridos poliméricos.
Cuando la temperatura se elevó a 270 °C en una de las bandejas del desodorizador,
se encontró un 1,5 por ciento de polímeros. Esto sugiere que el contenido en dímeros
y polímeros de triacilglicéridos de los aceites y grasas debidamente refinados
normalmente no supera el 1 por ciento en peso.
Strauss, Piater y Sterner (1982) realizaron estudios toxicológicos en ratones
alimentados con concentrados (24 ó 96 por ciento) de dímeros (incluidos polímeros)
de triacilglicéridos aislados a partir de aceite de soja que se había desodorizado a 220
°C durante 3,5 h y a 270 °C durante 1 h, y que contenía un 1,5 por ciento en peso de
dímeros. Se vio que la toxicidad aguda era baja, con una DL50 de aproximadamente
18 g/kg de peso corporal. La administración del concentrado de dímeros durante un
período largo de tiempo (12 meses, 15 por ciento en peso del concentrado al 24 por
ciento en la dieta) no reveló ninguna diferencia significativa con respecto al grupo de
control. Se vio que la absorción de los dímeros de ácidos grasos era bajo. Por lo tanto,
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  • 1. LÍPIDOS INTRODUCCIÓN Los lípidos son uno de los nutrientes más importantes de los alimentos debido a: a) Su abundancia en gran número de alimentos, muchos de ellos de un gran interés económico como la leche, mantequilla, margarina y embutidos. b) Su importancia nutritiva, ya que constituyen el principal aporte energético de la dieta pues facilitan 37,7 kJ, es decir, aproximadamente el doble de la energía que proporcionan las proteínas y los hidratos de carbono; en el mundo occidental se considera que cubren al menos el 45% de las necesidades energéticas. Son, además, vehículo de vitaminas liposolubles (A, E, D y K) y ácidos grasos insaturados esenciales; contribuyen a mejorar el gusto y la sensación de saciedad después de comer. c) Ejercen una importante función en la estructura, composición y permeabilidad de las membranas y paredes celulares. Son los componentes mayoritarios del tejido adiposo que sirve de aislamiento al organismo y como protección a los órganos internos contribuyendo, asimismo, a la configuración del cuerpo. d) Por razones tecnológicas: + En algunos alimentos se encuentran formando emulsiones. En algunos procesos hay que mantenerlos, en otros eliminarlos y, a veces, hay que modificarlos y estabilizarlos. + Entre los componentes de este grupo de principios inmediatos, existen algunos compuestos que por su naturaleza anfifílica constituyen magníficos estabilizantes. + Son susceptibles a fenómenos de deterioro (enranciarniento y lipohisis) que provocan alteraciones en las características sensoriales de los alimentos. + Son susceptibles a procesos de formación estructural que, al cambiar sus propiedades fisicoquímicas, los hacen más aptos para determinadas aplicaciones. + Desempeñan importantes papeles tecnológicos: emulsificantes, texturizantes, saborizantes, humectantes, transmisión de calor a alta temperatura, etc. El contenido graso de los alimentos varía desde valores muy bajos a muy altos tanto en
  • 2. alimentos de origen animal como vegetal (cuadro 3.1). PRODUCTO GRASA (%) Espárrago 0,25 Arroz 1,4 Nuez 58 Coco 34 Cacahuate 49 Girasol 28 Leche 3,5 Mantequilla 80 Queso fresco 11,8 Queso parmesano 26 Carne de vacuno 6 Carne de pollo 2,2 Carne de cerdo 7 Jamón serrano 13 Jamón cocido 6 Merluza 1,5 Sardina 13 Langostino 2 Mejillón 1,3 La primera dificultad con la que se tropieza en su estudio es su definición; la más sencilla los considera como sustancias solubles en éter, cloroformo y demás disolventes de las grasas, pero escasamente solubles en agua y que con las proteínas y los hidratos de carbono constituyen las estructuras celulares. Si es difícil su definición más aún lo es su clasificación, dado el amplio grupo de sustancias heterogéneas que se pueden incluir bajo esta definición. La clasificación más generalizada distingue dos grandes grupos: a) Lípidos apolares o neutros. b) Lípidos polares. Los lípidos apolares o neutros, son ésteres de ácidos grasos con alcoholes y se incluyen en este grupo los glicéridos, ceras, carotenoides, terpenoides y esteroides. Los lípidos polares son sustancias que además del enlace éster de la unión del ácido graso y el alcohol posee otras funciones químicas. Pertenecen a este grupo los fosfolípidos, cerebrósidos y otros lípidos complejos como los esfingolípidos.
  • 3. ÁCIDOS GRASOS DE LOS ALIMENTOS Salvo muy raras excepciones, los lípidos de los alimentos presentan mayoritariamente ácidos grasos de cadena lineal y número par de átomos de carbono. Sin embargo, tanto en grasas naturales como en grasas procesadas pueden presentarse en pequeñas cantidades ácidos grasos de cadena ramificada, de número impar de átomos de carbono, ácidos grasos con triples enlaces e hidroxiácidos. Es frecuente dividir los ácidos grasos en dos grupos, saturados e insaturados; esta división es muy utilizada en Tecnología de los Alimentos ya que la diferencia que existe en el punto de fusión de unos y otros condiciona de manera importante las propiedades físicas de una grasa o un aceite. En los ácidos grasos insaturados, el doble enlace se presenta generalmente en posición cís. Otra división muy frecuente es la relativa a la longitud de la cadena: corta, media o larga, si bien esta clasificación no es tan universalmente aceptada como la anterior. Generalmente, se considera cadena corta a un número de átomos de carbono entre 4 y 10, cadena media entre 12 y 14 y cadena larga a más de 16 carbonos. Ácidos grasos saturados de cadena lineal: En los alimentos aparecen ácidos grasos saturados con menos de 24 átomos de carbono, viendo más frecuentes los que poseen entre 12 y 24 carbonos (cuadro 3.2). Cuadro 3.2 Principales ácidos grasos saturados presentes en los alimentos Nombre Sistemático Nombre Común Átomos de Carbono Punto de Fusión (ºC) Punto de ebullición (ºC) n-Butanoico Butírico 4 - 5,3 164 n-Pentanoico Valérico 5 - 34,5 186 n-Hexanoico Caproíco 6 - 3,2 206 n-Heptanoico Enántico 7 - 7,5 223 n-Octanoico Caprílico 8 16,5 240 n-Nonanoico Pelargónico 9 12,5 256 n-Decanoico Capricho 10 31,6 271 n-Dodecanoico Láurico 12 44,8 130 n-Tetradecanoico Mirístico 14 54,4 149 n-Hexadecanoico Palmítico 16 62,9 167 n-Heptadecanoico Margárico 17 61,8 175 n-Ocatadecanoico Esteárico 18 70,1 184 n-Eicosanoico Araquídico 20 76,1 204 n-Docosanoico Behénico 22 80 n-Tetracosanoico Lignocérico 24 84,2
  • 4. Los ácidos grasos saturados más frecuentes son el láurico (0-12:0), mirístico (0-14:0), palmítico (0-16:0) y esteárico (C-18:0). El ácido láurico constituye el 45-50% del aceite de coco y el 45-50% del aceite de palma; el ácido mirístico participa en un 15-18% en ambos aceites. El ácido palmítico se encuentra en el aceite de algodón (22-28%), de palma (35-40%) y en cantidades variables en otras grasas; así, en las grasas de origen animal oscila entre el 25- 30% y en los aceites de pescado llega al 15-20%. Debido a la intensa hidrogenación en el tracto intestinal de los rumiantes, los ácidos insaturados de 18 átomos de carbono se transforman en ácido esteárico que llega a constituir el 30% de los ácidos grasos de los depósitos grasos de estos mamíferos. Los ácidos grasos de número impar de átomos de carbono aparecen en pequeñas cantidades en grasas animales (0-1 a 0-23), aceites de pescado (0-13 a 0-19) o en grasas vegetales (0-9 a 0- 23) no superando en ningún caso el 1-2% del total de la grasa. Ácidos grasos insaturados de cadena lineal: Además de por el número de átomos de carbono, los ácidos grasos insaturados se diferencian por el número, localización, configuración y conjugación de sus dobles enlaces. En los alimentos, el número de instauraciones no supera el de seis y normalmente no están conjugada, es decir, entre dos dobles enlaces existe, al menos, un grupo metileno (– CH2). La localización del doble enlace en el carbono 9 en la forma cis es la más frecuente. Los ácidos Iinoleico, linolénico y araquidónico son ejemplos de componentes habituales de las grasas de los alimentos (cuadro 3.3). Cuadro 3.2 Principales ácidos grasos insaturados presentes en los alimentos Nombre Sistemático Nombre Común Nombre Abreviado Punto de Fusión (ºC) Punto de ebullición (ºC) 9 – Tetradecenoico Miristoleico 14:1 (n-5) 9 – Hexadecenoico Palmitoleico 16:1 (n-7) 0 9 – Ocatdecenoico Oleico 18:1 (n-9) 16,3 153 a 0,1 mmHg 11 – Octadecenoico Vacénico 18:1 (n-7) 39,5 9 – Eicosenoico Gadoleico 20:1 (n-11) 23,5 9,12 – Octadecadienoico Linoleico 18:2 (n-6) -5 202 a 1,4 mmHg 9,12,15 – Octadecatrienoico Linolénico 18:3 (n-3) -11 157 a 0,001 mmHg 5,8,11,14 – Eicosatetraenoico Araquidónico 20:4 (n-6) -49,5 130 5,8,11,14,17 – Eicosapentanoico EPA 20:5 (n-3) 4,7,10,13,16,19 – Docosahexenoico DHA 22:6 (n-3)
  • 5. Los ácidos grasos insaturados pueden tener los dobles enlaces localizados en diferentes posiciones y, por ello, es necesaria una descripción que- especifique su posición y configuración. Por ejemplo, el ácido cis-9, 12, 15 – octadecatrienoico se denomina comúnmente ácido linolénico y en la nomenclatura corta, 0-18:3. La posición del doble enlace se determina con la expresión (n —x), donde x es el número de átomos de carbono que hay desde el último doble enlace al grupo metilo terminal: 0-18:3 (n — 3). n – 3 CH3 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH La nomenclatura (n — x) se utiliza sólo para los ácidos grasos que contengan dobles enlaces en la posición cis. El ácido oleico (0-18:1, it — 9) se encuentra en la mayoría de las grasas; es el componente mayoritario del aceite de oliva (72%), constituye el 40% de la manteca de cacao y el 35-40% de las grasas de origen bovino y ovino. Son también frecuentes otros ácidos monoinsaturados tales como el palmitoleico (C-16:1, n — 7) (aceites de pescado y semillas) y el erúcico (C-22:1, — 9) (mostaza y aceite de colza). Entre los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), el ácido línoleico (C-18:2, n — 6) es el que presenta un mayor interés al tratarse de un ácido graso esencial y estar implicado en las reacciones de oxidación, polimerización y en las interacciones lípido-proteína; es el ácido graso predominante en los aceites de girasol (30-70%), algodón (45-50%) y maíz (40-60%). El ácido linolénico (C-18:3, n — 3) constituye el 50-60% de los ácidos grasos del aceite de linaza y el 8-10% del aceite de soja; el ácido araquidónico (C-20:4, n — 6) es muy frecuente en el reino animal y forma parte de los lípidos constituyentes de las membranas celulares y del tejido nervioso. CARACTERÍSTICAS DE LOS GLICÉRIDOS Los glicéridos o grasas neutras son los componentes básicos de las grasas naturales. Estructuralmente están constituidos por una molécula de gliceroi (G) en la que están esterificados uno (monoglicérido), dos (diglicérido) o tres (triglicérido) moléculas de ácidos grasos. Los triglicérídos son los más abundantes en la naturaleza mientras que los mono y diglicéridos se encuentran en pequeñas cantidades tanto en las grasas comestibles como en los lípidos de los alimentos; no obstante, su concentración puede aumentar por acción de hidrolasas sobre los triglicéridos durante la elaboración y conservación de los alimentos. Tanto los mono- como los diglicéridos son agentes surfactantes, por lo que son muy utilizados en Tecnología de los Alimentos como emulsionantes. La distribución de los ácidos grasos en las diferentes posiciones de los glicéridos es, más que aleatoria, selectiva. Por este motivo, se han emitido diversas teorías para explicar la distribución de los ácidos grasos en los triglicéridos.
  • 6. La teoría de la distribución uniforme mantiene que los ácidos grasos similares se distribuyen en el mayor número posible de moléculas de glicéridos. Así, si un ácido graso (A) constituye un 35% del total de ácidos grasos, se presentará al menos una vez en todos los triglicéridos presentes (GAX2); si se presenta en un 35-70%, aparecerá dos veces (GA2X) y si es en cantidad superior al 70%, se formarán triglicéridos simples (GA3). La teoría de la distribución al azar sugiere que los ácidos grasos se distribuyen en los glicéridos de forma aleatoria pero el contenido en glicéridos saturados debe ser compatible con la fluidez de los lípidos in vivo. Después de esta teoría se emitió la hipótesis de la distribución al azar tipo 1-3>2 en la que se supone que las posiciones 1 y 3 son equivalentes y están ocupadas por el mismo ácido graso situado al azar en dicha posición, y la posición 2 estaría ocupada por ácidos grasos también dispuestos al azar; esta teoría es la que más concuerda con los datos que se obtienen experimentalmente. Finalmente, para grasas animales se ha propuesto la teoría de la distribución al azar restringido que se basa en tres supuestos: a) Todas las moléculas de glicerol son igualmente reactivas. b) Los ácidos grasos se encuentran en equilibrio dinámico. c) Es necesario mantener en el organismo la grasa en estado fluido. Según esta teoría, los ácidos grasos saturados se distribuyen en los glicéridos de forma aleatoria pero, con frecuencia, tienden a disminuir por un intercambio entre ácidos grasos saturados (S) e insaturados (1). El resultado de tales sustituciones es el aumento de GS2I y la disminución de GS3, GSI2 y GI3 en unos porcentajes superiores a los esperados en una distribución al azar. Así, basta conocer la cantidad total de ácidos saturados y la cantidad de OS3 para calcular los porcentajes de los otros tres tipos de glicéridos. CARACTERÍSTICAS DE LOS FOSFOLÍPIDOS Son lípidos complejos que contienen fósforo y poseen, como núcleo, una molécula de glicerol (fosfoglicérído) o esfingosina (esfingolípidos); estos últimos tienen poca importancia en los alimentos. En los fosfolípidos es muy frecuente la presencia de ácidos grasos insaturados y su distribución en la molécula no es aleatoria, ya que los ácidos grasos insaturados ocupan preferentemente la posición 2 y saturados y monoenoicos, la posición 1. Los fosfoglicéridos son elementos importantes de La membrana celular, de los tejidos y órganos del sistema nervioso y de los componentes de la sangre. Normalmente se encuentran unidos a proteínas formando lipoproteínas, lo que obliga a una desnaturalización de las mismas en el caso que se precise extraerlos. Es muy frecuente la oxidación de los ácidos grasos insaturados de los fosfolípidos, particularmente en carnes y pescados, siendo esta oxidación previa a la de los triglicéridos. Los losfolípidos con grupos amino libres pueden participar en los procesos de pardeamiento no enzimático al reaccionar con aldehídos dando lugar a polímeros, bases de Schiff y productos de escisión que, en general, presentan fluorescencia al ser excitados por las radiaciones ultravioletas. En términos generales, los fosfolípidos se encuentran en todas las grasas y aceites apareciendo en menor cantidad en las grasas animales de depósito. Son moléculas anfifilícas, por lo que pueden unirse al agua y separarse del resto de los componentes de la grasa. Los fosfolípidos más importantes en los alimentos son la fosfatidilcolina (Lecitina), fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina (cefalina), fosfatidilinositol y difosfatidílglicerol (cardiolipina).
  • 7. FRACCIÓN INSAPONIFICABLE Esta fracción está constituida básicamente por esteroles, terpenos, alcoholes alifáticos, escualeno e hidrocarburos (cuadro 3.4). En la mayoría de las grasas el componente mayoritario de esta fracción son los esteroles. Las grasas animales contienen colesterol y, en algunos casos, pequeñas cantidades de otros esteroles como el lanosterol. Los esteroles son compuestos que contienen un núcleo ciclopentano-perhidrofenantreno que es común a otros muchos compuestos naturales como los ácidos biliares, hormonas y la vitamina D, tienen un elevado punto de fusión y poseen una estructura plana con una configuración trans. En las grasas naturales, parte de los esteroles se presentan como ésteres de ácidos grasos; por ejemplo, en la leche en torno a un 10% del colesterol se presenta esterificado. Los hidrocarburos presentes en Las grasas son miembros de las n-parafinas así como de las parafinas de cadena ramificada de configuración iso y anteiso. Aceite Hidrocarburos Escualeno Alcoholes alifáticos Terpenos Esteroles Oliva 2,8 – 3,5 32 – 50 0,5 20 – 26 20 – 30 Linaza 3,7 – 14 3 2,5 – 6 29,3 34,5 – 52 Soja 3,8 2,5 4,9 23,2 58,4 Colza 8,7 4,3 7,2 9,2 63,6 Maíz 1,4 2,2 5 6,7 81,3 Tocino 23,8 4,6 2,1 7,1 47 Manteca 11,8 1,2 2,4 5,5 64 PROPIEDADES FÍSICAS Muchas de las propiedades funcionales de las grasas que se utilizan en la elaboración de margarinas, grasas emulsíonables o emulsiones dependen de la estructura y propiedades físicas de los lípidos, las cuales dependen a su vez de la composición química de sus moléculas. Polimorfismo: Las grasas se diferencian de los aceites en el grado de solidificación a temperatura ambiente ya que los aceites son líquidos en estas condiciones. El estado sólido de una grasa no es más que la consecuencia de la aparición de cristales, y la proporción de éstos es de gran importancia en la determinación de las propiedades físicas de un producto. Las grasas se consideran sólidas cuando poseen al menos un 10% de sus componentes en estado sólido (cristalino). El tamaño de los cristales de grasa oscila entre 0,1 y 5 pm y ocasionalmente pueden superar las
  • 8. 50-100 pm; estos cristales grandes son perfectamente apreciables en el paladar y visibles a simple vista. Los cristales se mantienen unidos por fuerzas de Van der Waals y en su crecimiento forman una red tridimensional que confiere rigidez al producto pudiendo retener en su interior grasa líquida aún sin cristalizar (cristales mixtos). Una de las características más importantes de la grasa es su polimorfismo cristalino, ya que tanto los triglicéridos como los di- y monoglicéridos tienen la propiedad de solidificar en diferentes formas cristalinas. Se admiten al menos tres formas distintas designadas como α, β y β’. La aparición de un tipo de cristal u otro depende del método de formación. Si la grasa solidifica por un método rápido (inmersión en nitrógeno líquido o acetona con nieve carbónica), se produce la forma α; la forma β aparece cuando el enfriamiento es lento o si el atemperado se realiza a temperatura justamente por debajo del punto de fusión; la forma β’ puede obtenerse a partir del atemperado por encima del punto de fusión de la forma α o bien a partir del triglicérido fundido manteniendo su temperatura justamente por encima del punto de fusión de la forma α. Cada una de estas formas presenta su punto de fusión, su patrón de difusión de rayos X y un espectro intrainfrarrojo típico. En la forma α, los cristales son de tipo hexagonal y se orientan aleatoriamente en el espacio. La forma β’ presenta cristales ortorrómbicos orientados en direcciones opuestas. En la forma β, la más estable, los cristales están orientados en el mismo sentido y el tipo de cristal es tricíclico. Existen algunas formas relacionadas con las anteriores que, en general, son menos estables; son las formas sub α, vítrea y la γ, y se originan a temperaturas muy bajas. El estudio de los triglicéridos por difracción de rayos X ha demostrado la existencia de los denominados espacios cortos y espacios largos. Los espacios cortos corresponden a la anchura de las celdas de la red; son independientes de la longitud de la cadena pero dependen de la densidad de las moléculas, por lo que aportan información sobre la distribución y orientación molecular de las formas polimorfas. La medida de los espacios cortos se ha utilizado para caracterizar las formas polimórficas; así, los espacios cortos en la forma miden 0,415 nm, 0,42 nm y 0,38 nm en la β’ y 0,46, 0,385 y 0,37 nm en la forma β. Los espacios largos dependen de la longitud de la cadena, es decir, del número de átomos del grupo acílo. Al determinar la estructura molecular de los cristales β de los triglicéridos mediante estudios de densidad electrónica, se observa que estas moléculas adoptan la forma denominada silla, en la cual las cadenas de los ácidos grasos situados en las posiciones 1 y 3 se sitúan opuestas a la situada en posición 2. Por el contrario, los cristales de tipo ¡3’ adoptan la posición conocida como diapasón (figura 3.1). La forma cx, con punto de fusión inferior a las otras dos, presenta aspecto vítreo pero los estudios realizados con mícroscopía de luz polarizada revelan la existencia de cierta estructura cristalizada. La forma β es la más estable y en ella se transforman las otras formas más inestables cuando se dejan en reposo; es típica de los aceites de oliva, girasol, maíz, coco, palma, cacahuete y de la manteca de cerdo. La forma β’ es característica de las grasas, mantecas modificadas, sebos y del aceite de algodón parcialmente modificado. Los diglicéridos más frecuentes son los que presentan un polimorfismo de tipo β y β’. Los 2- monoglicéridos no presentan polimorfismo mientras que los 1-monoglicéridos pueden encontrarse en tres o cuatro formas.
  • 9. Punto de fusión: Se considera como punto de fusión de una grasa el punto de fusión de la forma polimórfica más estable (β) en un capilar abierto, y corresponde a la temperatura a la cual se funden todos los sólidos. La presencia de ácidos grasos de cadena corta o insaturados tiende a bajar el punto de fusión y, por ello, los aceites vegetales, ricos en ácidos grasos insaturados, son líquidos a temperatura ambiente mientras que la grasa animal, más saturada, se presenta como sólida a la misma temperatura. Por lo tanto, el conocimiento del punto de fusión es muy importante en el procesado de grasas animales, pero de poco valor en los aceites vegetales, ya que son líquidos a temperatura ambiente. Los puntos de fusión de las grasas puras son muy concretos, pero como una grasa o un aceite están constituidos por una mezcla de lípidos con diferentes puntos de fusión, no se habla de punto de fusión neto sino de zona de fusión y generalmente se admite como punto de fusión el del componente de la grasa que funde a una temperatura más elevada. Viscosidad: Es una propiedad de gran interés en el procesado y manipulación de las grasas y debe tenerse en cuenta cuando se designan sistemas de manejo para las mismas. La viscosidad de una grasa se debe a la fricción interna entre los lípidos que la constituyen. Debido al elevado número de moléculas que forman una grasa, la viscosidad es, generalmente, alta. Varía con las características de los ácidos grasos. Así, aumenta al hacerlo la longitud de la cadena de los ácidos grasos componentes y disminuye al aumentar el grado de insaturación. Por ejemplo, la tricaprina (C-6) presenta una viscosidad de 50 cP mientras que la de la triestearina (0-18) es de 14, 31 cP. Calor específico:
  • 10. Como calor específico se considera la cantidad de calor que hay que suministrar a una unidad de masa de una sustancia para incrementar su temperatura en un grado centígrado; se expresa en kJ/kg ºC. Las propiedades térmicas de las grasas tienen gran importancia en, su manipulación y procesado y en el estudio de los cambios de fase. Estas propiedades varían de unas grasas a otras debido a su diferente composición. Las propiedades térmicas de una grasa varían también dependiendo de las formas polimórficas y de las cantidades relativas de sólido y líquido presentes. La variación del calor específico de diferentes grasas es muy ligera, debido a que los triglicéridos más comunes tienen un calor específico muy similar. El calor específico aumenta en función del grado de insaturación de los ácidos grasos tanto en estado sólido como en líquido; es importante señalar que el calor específico de las grasas líquidas es el doble que el de las grasas sólidas y también que las formas cc presentan un valor superior al de las β. Calor latente de fusión: Es el calor absorbido por una muestra de grasa natural a temperaturas inferiores al punto de fusión, pero superiores al de solidificación completa; está, por lo tanto, en función de Los calores específicos de la fase sólida y líquida y viene expresado en kJ/kg ºC. Estos datos calorimétricos se utilizan para estimar las cantidades relativas de sólido y líquido en las grasas comerciales. El calor latente de fusión aumenta al hacerlo la longitud de la cadena. El de la forma cc inestable es mucho menor que el de la forma β estable. Si se deja en reposo suficiente .tiempo una muestra de grasa en forma cc o se eleva lentamente su temperatura, se convierte en la forma estable β liberando calor. Índice de refracción: El índice de refracción de una sustancia (n) viene dado por la relación entre la velocidad de la luz en el aire (v) y en el material que se analiza, en este caso, de una grasa ç un aceite (v’). n = v / v’ El índice de refracción de una grasa aumenta al hacerlo la longitud de la cadena y también con la insatauración y por ello se correlaciona con el índice de jodo y se utiliza para controlar el proceso de hidrogenación. El índice de refracción disminuye al aumentar la temperatura; así, a temperaturas próximas a 40 ºC suele disminuir 0,00038 por cada ºC de aumento. Densidad:
  • 11. Una de las propiedades físicas de mayor interés sobre todo para el diseño de técnicas y aparatos con los que se procesa una grasa es, sin lugar a dudas, la densidad. En la actualidad, su aplicación más importante es para determinar la relación sólido/líquido de las grasas comerciales. La densidad de las grasas sólidas o líquidas es bastante constante para los diferentes tipos de triglicéridos, pero la diferencia es grande entre el estado sólido y líquido; así, el volumen de la manteca aumenta el 13% al pasar del estado sólido al líquido. Este cambio de volumen es el que se utiliza para determinar el contenido de sólidos en las grasas parcialmente fundidas. Para efectuar esta determinación se utiliza un dilatómetro: representando el volumen específico (volumen que ocupa la unidad de masa de una grasa en determinadas condiciones) frente a la temperatura puede obtenerse una curva como la que se muestra en la figura 3.2. El contenido sólido en cualquier punto de la curva puede medirse gráficamente admitiendo que tanto el sólido como el líquido dilatan a una velocidad constante e igual, es decir, que las líneas de la gráfica correspondientes al pro-dueto sólido y al líquido son rectas paralelas. También conviene apuntar que todas las grasas se expanden en la misma magnitud al pasar de sólidos a líquidos. Si todas estas suposiciones son válidas, todo aumento de volumen que exceda al que corresponde a los sólidos (el indicado en la línea de sólidos) tiene que deberse a la transformación de sólidos en líquidos y será directamente proporcional a dicho cambio. Por lo tanto en cualquier punto de la curva (X) se cumple que: 100 % x B A B Líquido   100 % x B A Solido  Estos porcentajes no son totalmente exactos pero si se hacen varias determinaciones y se sigue un proceso normalizado, se obtiene un valor repetitivo denominado índice de contenido en
  • 12. sólidos muy útil a efectos de control. Solubilidad: La solubilidad de las grasas tiene gran importancia a efectos del procesado. En general, las grasas son totalmente miscibles en disolventes apolares tales como éter de petróleo, benceno y éter etílico; son totalmente insolubles en disolventes polares como el agua y parcialmente solubles en disolventes de polaridad intermedia como el alcohol y la acetona. Estos últimos disolventes son útiles para separar los componentes de una mezcla de grasas. La solubilidad de las grasas en solventes orgánicos desciende a medida que aumenta la longitud de la cadena y el grado de saturación. Esta diferencia en la solubilidad se utiliza como base para el fraccionamiento de las grasas y, en consecuencia, la separación de la grasa sólida. Los fosfolípidos pueden interaccionar con el agua en cierta parte de su molécula ya que el ácido fosfórico y los alcoholes que los forman tienen grupos hidrófilos, por lo que los fosfolípidos tienden a colocarse en la interfase. En general, la tensión superficial aumenta con la longitud de la cadena y desciende con la temperatura. Tanto la tensión superficial como la interfacial se reducen fácilmente con el empleo de agentes surfactantes como los monoglicéridos y los fosfolípidos. Plasticidad: Es la propiedad que tiene un cuerpo de mantener su forma resistiendo una presión que no alcanza un valor determinado. Dependiendo directamente de la plasticidad está la extensibilidad. La plasticidad de una grasa se debe a la presencia de una red tridimensional de cristales en cuyo interior se encuentra inmovilizada grasa líquida. El carácter plástico depende de la relación sólido/líquido y de lo apretadas o enteras que sean las redes cristalinas formadas por la porción de grasa que se encuentra en estado sólido. Para que una grasa sea plástica y extensible tiene que haber una relación o proporción entre la parte sólida y la líquida (20-40% de grasa en estado sólido), sus cristales deben estar en forma α y las redes no deben estar demasiado apretadas. Las grasas plásticas se comportan como un sólido hasta que las fuerzas deformantes que se aplican rompen la red cristalina y es en este momento cuando la grasa se comporta como un líquido viscoso y, en consecuencia, se puede untar. TRATAMIENTOS DE MODIFICACIÓN DE LAS GRASAS Los principales tratamientos que se aplican a las grasas con el fin de modificar su composición y estructura son tres: hidrogenación, transesterificación y fraccionamiento.
  • 13. Parámetro Selectividad Ac. Grasos trans Velocidad Alta temperatura Alta Alta Alta Alta presión Baja Baja Alta Alta concentración de catalizador Alta Alta Alta Agitación intensa Baja baja Alta Hidrogenación: La hidrogenación de las grasas es una reacción química que consiste en la incorporación de hidrógeno al doble enlace de los ácidos grasos insaturados. Esta reacción es de gran importancia en la industria porque permite la conversión de aceites en grasas plásticas utilizables en la industria de elaboración de margarinas y grasas emulsionables (shortenings). Tras la hidrogenación, las grasas mejoran su color y son menos susceptibles a la oxidación por lo que son más estables. En la práctica comercial, la hidrogenación se realiza mediante una fuerte agitación del aceite líquido en presencia de una determinada cantidad de hidrógeno gaseoso y un catalizador sólido en tanques cerrados a una presión determinada (3-7 kg/cm2) y a una temperatura que oscila entre 100-200 ºC. Aunque la mayoría de los procesos industriales utilizan níquel como catalizador, pueden usarse también cobre, platino y paladio así como cromo, carbonilos y pentacarbonilo de hierro; las dosis utilizadas oscilan entre 0,05 y 0,2%. El aceite de partida debe estar refinado, blanqueado, seco y sin jabones; el hidrógeno debe estar también seco y no contener ni amoníaco, ni azufre ni CO2;el catalizador debe ser activo durante tiempo, presentar la selectividad requerida y ser fácil de eliminar por filtración. El mecanismo implicado en la hidrogenación de una grasa consiste en la reacción de un ácido graso insaturado y el hidrógeno atómica adsorbido en el catalizador metálico. El esquema de la reacción se presenta en la figura 3.3, en la que 5 representa al sustrato graso, M al catalizador metálico y H al hidrógeno. Los compuestos intermedios 1, 2 y 3 son inestables, de vida corta y es muy difícil su aislamiento. El rendimiento de la reacción depende de la naturaleza de la sustancia sometida a tratamiento, de la naturaleza y concentración del catalizador, de la concentración de hidrógeno así como de la temperatura, presión y grado de agitación (cuadro 3.5). Generalmente la grasa no se hidrogena totalmente sino que siempre quedan parcialmente hidrogenadas. La reacción de hidrogenación se controla usualmente midiendo el índice de refracción que está relacionado con el grado de saturación (véase 3.6.6). En la hidrogenación, además de la saturación de los dobles enlaces, ocurre una isomerización, es decir, una reorganización de la estructura molecular de los ácidos grasos iniciales en los cuales se modifica la configuración cis (inestable) a trans. Este cambio tiene una repercusión nutricional ya que, entre otras cosas, se produce una pérdida de los ácidos grasos esenciales y, por lo tanto, será necesario reponerlos para que el valor nutritivo sea el adecuado.
  • 14. Por otra parte, hay que tener en cuenta que los ácidos grasos insaturados son utilizados por el organismo humano como material biológico indispensable para la formación de las membranas celulares; al estar en una configuración diferente a la que se encuentra en la naturaleza, obviamente no son de utilidad biológica y aún más, pueden ser considerados como moléculas extrañas capaces de interferir en el organismo con determinados procesos metabólicos. Además, los isómeros trans se metabolizan más lentamente y se fijan preferentemente en el tejido adiposo provocando un aumento del 50% de los niveles de colesterol sérico (aumento del colesterol LDL) comparado con el incremento sufrido con una dieta saturada; en consecuencia, son responsables de sobrecargas lipídicas en el miocardio y en las paredes de los vasos en las enfermedades cardiovasculares. En la actualidad se tiende a limitar el contenido de estos isómeros en algunos productos, como en los alimentos infantiles, aceites de consumo y chocolates. Existen dos tipos de hidrogenaciones dependiendo del destino de la grasa resultante: a) Hidrogenación selectiva. El término selectivo se refiere a que el hidrógeno se incorpora primero a los ácidos grasos más insaturados. El proceso es tanto más selectivo cuanto mayor es la temperatura y menor es la presión aplicada y la agitación del sistema. Los aceites hidrogenados son más resistentes a la oxidación debido a que se hidrogena preferentemente el ácido linolénico. Por lo tanto, este proceso se hace principalmente para reducir el contenido en ácido línolénico y aumentar así la estabilidad de la grasa. Los catalizadores existentes no permiten la transformación sólo del ácido linolénico en Linoleico, por lo que aparecen siempre ciertas cantidades de ácido oleico. Un importante factor que se ha de tener en cuenta en este tipo de hidrogenación es la presencia de isómeros trans que aparecen en alta concentración ya que son los de configuración más estable. Cuanto más selectiva sea la reacción, mayor es la formación de isómeros trans, preocupantes desde el punto de vista nutricional. En cualquier caso, los diferentes catalizadores dan como resultado distintas selectividades, si bien las condiciones de temperatura, presión y agitación también influyen de forma importante en el proceso. b) Hidrogenación parcial o total. Tiene por finalidad la obtención de grasas sólidas, base de la fabricación de margarinas, minarinas y grasas emulsionables; se busca, por lo tanto, aumentar el punto de fusión con el fin de obtener lípidos de una consistencia determinada a temperatura ambiente. Cuando la hidrogenación es no selectiva, los ácidos poliinsaturados se reducen rápidamente y los niveles de isómeros trans aumentan hasta niveles de un 40%; es el caso de las margarinas corrientes. Por lo general, la hidrogenación selectiva se realiza a 195 ºC durante 30 minutos y a una presión próxima a 810 kPa, mientras que la hidrogenación parcial se realiza a temperaturas y presiones inferiores pero durante más tiempo y una concentración del catalizador diez veces superior. Transesteríficación (Interesterificación): Las características físicas de una grasa dependen en gran medida no sólo de los ácidos grasos constituyentes (longitud de cadena y grado de saturación) sino de su distribución en la molécula del triglicérido. Por lo tanto, el patrón de distribución original de los ácidos grasos de algunas grasas naturales limita su utilización industrial. Con el proceso de transesterificación se consigue modificar la posición de los ácidos grasos
  • 15. entre diferentes posiciones hidroxilo ya sea en un mismo triglicérido (transesterificación intramolecular) o entre triglicéridos diferentes (transesterificación intermolecular). Se trata, por lo tanto, de una redistribución al azar que mejora la consistencia y utilidad de tales grasas. Por ello, esta reacción se usa en la industria para modificar el comportamiento cristalino de una grasa y sus propiedades físicas. La transesterificación se produce en presencia de varios catalizadores tales como estaño, plomo, cinc, cadmio o con metales alcalinos o alcalinotérreos, siendo muy efectivos los alcoholatos, amidas e hidruros a una concentración de 0,1 a 0,3%. El uso de catalizadores permite completar la reacción en poco tiempo (30 mm) y a temperaturas tan bajas como de 50 ºC. Sin ellos, se trabaja a temperaturas entre 100 y 160 ºC durante más tiempo. Si se efectúa en las condiciones más adecuadas, la distribución de los ácidos grasos en los triglicéridos se hace totalmente al azar y, en este caso, se forman 6 posibles triglicéridos cuya proporción puede calcularse matemáticamente (combinaciones de n elementos m a m): S – S – S + I – I – I S – S – S S – I – S I – S – S S – I – I I – S – I I – I – I (12,5%) (12,5%) (25%) (25%) (12,5%) (12,5%) La transesterificación aleatoria o no dirigida se utiliza básicamente para: a) Modificar el contenido en triglicéridos sólidos de algunas grasas y por lo tanto de su consistencia a distintas teniperaturas. b) Preparar grasas sólidas ricas en ácido Linoleico para la fabricación de margarinas. La transesterificación dirigida se realiza manteniendo la grasa por debajo de su punto de fusión, lo que conlleva la cristalización de los triglicéridos saturados; así se facilita su separación de ¡a mezcla. Los nuevos triglicéridos saturados que se van formando cristalizan y precipitan continuando el proceso hasta que precipite la totalidad de los triglicéridos saturados. Si la grasa original es un aceite que contenga una cantidad considerable de ácidos grasos saturados, este método facilita su conversión en un aceite con la consistencia de una grasa emulsionable (shortening) sin necesidad de recurrir a la hidrogenación o a la mezcla con grasas duras. El proceso de transesterificación se utiliza ampliamente en la elaboración de shortenings a partir de manteca de cerdo. La manteca, debido a su alto contenido en glicéridos saturados, forma grandes cristales, por lo que los shortenings hechos con manteca natural poseen estructura granulosa y son de difícil manejo en bollería o en la elaboración de helados. La transesterificación consigue mejorar sus características plásticas y sus cualidades emulsionables, haciéndolos adecuados para su utilización. La transesterificación permite preparar también mono- y diglicéridos; para ello se trabaja en presencia de un exceso de glicerol a 200 ºC bajo vacío o con un gas inerte. Los monoglicéridos así obtenidos se utilizan ampliamente en los alimentos como agentes emulsionantes. El tratamiento de transesterificación no modifica los ácidos grasos, es decir, no aparecen isómeros trans, por lo que se presenta como un buen sustituto del tratamiento de hidrogenación. No obstante, el cambio de posición de los ácidos grasos sobre el glicerol puede cambiar la digestibilidad del triglicérido y, la absorción de todos los ácidos grasos. Fraccionamiento:
  • 16. El fraccionamiento permite separar una grasa en fracciones de propiedades físicas diferentes. Estas fracciones se denominan: oleínas si son líquidas y estearinas si son sólidas. Con este tratamiento se modifica la relación sólido/líquido de una grasa, por lo que se puede conseguir una plasticidad determinada. El fraccionamiento consiste en hacer cristalizar una grasa a baja temperatura y eliminar posteriormente, por filtración o centrifugación, los triglicéridos de punto de fusión relativamente elevado, los cuales podrían, por ejemplo, alterar los aceites al cristalizar durante su almacenamiento. La velocidad de enfriamiento es importante porque condiciona el tamaño de los cristales de los que depende la relación sólido/líquido de la grasa. El fraccionamiento puede acelerarse mediante la utilización de detergentes o disolventes orgánicos. Este proceso no tiene ningún efecto sobre la calidad nutricional de las grasas siempre que se elimine el disolvente correctamente del producto final. Con esta técnica se tratan los aceites comestibles (girasol, maíz), sobre todo los utilizados en la elaboración de mahonesas, donde una cristalización podría romper la emulsión. ENRANCIAMIENTO AUTOOXIDATIVO El enranciarniento autooxidativo es una de las principales reacciones de deterioro de los alimentos ya que conileva la aparición de sabores y olores anómalos conocidos genéricamente como a rancio. Además, esta reacción de deterioro provoca un descenso del valor nutritivo del alimento al verse implicado, entre otros, el ácido linoleico (esencial), y algunos de los productos resultantes de la reacción son potencialmente tóxicos. El enranciamiento li-mita el tiempo de conservación de muchos alimentos ya que puede desarrollarse aunque tengan tan sólo un contenido graso del 1%. La oxidación de la grasa se conoce también como autooxidación o enranciamiento autooxidativo debido al carácter autolítico del proceso. Los principales sustratos de esta reacción son los ácidos grasos insaturados ya que los dobles enlaces son centros activos que pueden reaccionar con el oxígeno. Los ácidos grasos insaturados se oxidan a mayor velocidad cuando están libres que cuando forman parte de triglicéridos o fosfolípídos, influyendo también el grado de insaturación en la velocidad de la reacción. Otros sustratos, como el escualeno, los carotenoides y las vitaminas A y E, pueden también sufrir reacciones análogas de oxidación por lo que este proceso suele ir asociado a una pérdida en el color y en el valor nutritivo como consecuencia de la pérdida de ácidos grasos esenciales. El efecto nocivo de Las reacciones de oxidación de los lípidos se puede minimizar básicamente con refrigeración, envasado y almacenamiento correctos, aunque las reacciones no llegan a detenerse por completo ya que la auto-oxidación requiere una energía de activación pequeña (16-20 kJ/mol). Reacciones de oxidación de los lípidos:
  • 17. Las reacciones de autooxidación pueden dividirse en tres etapas: iniciación, propagación y terminación. Salvo el comienzo de la reacción, las tres etapas mencionadas se desarrollan simultáneamente. En las reacciones de iniciación se forman radicales libres a partir de los ácidos grasos insaturados que se combinan con el oxígeno dando peróxidos lipídicos; en las reacciones de propagación se acumulan los peróxidos, siendo en esta etapa en la que se oxidan la mayoría de los lípidos insaturados; en las reacciones de terminación los radicales libres procedentes de la descomposición de los peróxidos lipídicas se asocian formando compuestos no radicales de baja masa molecular (aldehídos, cetonas) lactonas, ácidos grasos de cadena corta, etc.) que son los responsables del olor a rancio. A) Fase de iniciación La absorción de oxígeno por parte de los ácidos grasos insaturados exige la intervención de radicales libres; esto explica que al dar comienzo la oxidación exista un período inicial de inducción en el que se alcanza un determinado nivel en la concentración de radicales libres. En esta primera fase o iniciación primaria, el ácido graso insaturado (RH) cede un protón en el carbono cc-metilénico y se convierte en un radical libre. RH Rº + Hº radical alcoilo RH + O2 ROOº + Hº radical peroxi Estas reacciones tienen una elevada energía de activación (145-270 kJ/mol), lo que explica que sean difíciles de iniciar de forma espontánea. Para su desarrollo se precisa de temperaturas elevadas y catalizadores, sobre todo de luz y la presencia de ciertos metales (cobre, hierro, níquel, cobalto y manganeso) o metaloproteínas con un grupo hemo. Cuando la reacción avanza y aumenta el contenido en peróxidos, surge la iniciación secundaria, en la que comienza la descomposición de los peróxidos que puede ser mono- y bimolecular dependiendo de su concentración: ROOOH ROº + Hº radical alcoxi ROOH Rº + H2O Biomolecular (Ea = 105 kJ / mol) ROOH + ROOH ROº + ROOº + H20 En todo proceso de iniciación se originan dos radicales libres, cada uno de los cuales participará después en la reacción en cadena. B) Fase de propagación
  • 18. Una vez que se han formado los radicales libres, éstos se combinan con el oxígeno dando lugar a más radicales peróxido que pueden sustraer hidrógeno de otra molécula insaturada rindiendo peróxido y un nuevo radical libre; comienza así la fase de propagación. Esta reacción puede tener lugar cientos de veces y tiene la naturaleza de reacción en cadena: Rº + O2 ROOº ROOº + RH ROOH + Rº La energía de activación se sitúa en torno a 12-20 kJ/mol. La propagación se traduce, por lo tanto, en una oxidación de lípidos insaturados dando lugar a peróxidos de una forma paralela al consumo de oxígeno gaseoso. Al principio se acumulan los peróxidos pero dada su naturaleza inestable se van descomponiendo, por lo que su contenido final termina por descender; como consecuencia, el índice de peróxidos, prueba utilizada para determinar el grado de enranciamiento de una grasa, no constituye una medida efectiva del grado de oxidación excepto al principio de la reacción. Como resultado de la descomposición de los peróxidos se obtienen hidrocarburos y ácidos grasos de cadena corta, radicales libres y compuestos volátiles tales como carbonilos (aldehídos y cetonas) que son los responsables del olor a rancio; algunos (hexarial) se detectan a concentraciones muy bajas y otros (malonaldehído) se valoran frecuentemente con el ácido tiobarbitúrico (prueba del TBA) como índice del grado de enranciamiento de una grasa. Las reacciones de propagación son reacciones muy rápidas, ya que los radicales libres formados son muy reactivos; por término medio, cada radical libre provoca la formación de 10 -100 moléculas de peróxidos en el caso de los lípidos puros. Es importante tener en cuenta el elevado consumo de oxígeno que tiene lugar durante esta fase, ya que si el aporte de oxígeno no es limitado, se puede llegar a la oxidación de la totalidad de los ácidos grasos insaturados. C) Fase de terminación Al mismo tiempo que las reacciones de iniciación y propagación se pueden producir las de terminación, que consisten en la reacción entre compuestos radicales dando lugar a productos no reactivos. Básicamente las reacciones que pueden ocurrir son las siguientes: Rº + Rº R – R Rº + ROOº ROOR Rº + ROº ROR n ROOº (ROO)N A partir de este momento, y si no existen más radicales para reaccionar con el oxígeno, el proceso se da por concluido, siendo necesario que se produzca una nueva reacción de iniciación para que continúe la oxidación. El proceso puede resumirse como se muestra en la figura 3.4, en la que se representa el consumo de oxígeno en función del tiempo en los lípidos puros (por ejemplo, un aceite o un sistema teórico) y se observa cómo todas las reacciones son simultáneas en el tiempo.
  • 19. Factores que intervienen en la oxidación de los lípidos de los alimentos: En primer lugar es importante saber que si hacemos una comparación entre la velocidad de oxidación de los lípidos puros y la de los lípidos presentes en los alimentos, se observa que en los alimentos la fase de inducción es mucho más corta e incluso inexistente, ya que en ellos se detecta siempre un contenido inicial de peróxidos así como trazas de metales (por ejemplo, en moléculas con grupos hemo) que pueden actuar como catalizadores de la oxidación. También es importante tener en cuenta que la velocidad de consumo de oxígeno en los alimentos es constante durante un largo período de tiempo, lo que hace que el enranciamiento aparezca más tarde que en los lípidos puros (figura 3.5).
  • 20. El comportamiento de los lípidos de los alimentos frente a la oxidación presenta una gran variabilidad debido a Ja influencia de una serie de factores que a continuación se detallan: a) Cantidad de oxígeno presente: es evidente que la oxidación de la grasa no tiene lugar en ausencia de oxígeno (o aire). Por tanto, cualquier proceso que se aplique con el fin de disminuir o eliminar el oxígeno en los alimentos, será efectivo para prevenir la oxidación. b) Composición de la grasa: el grado de insaturación y el tipo de ácido graso msaturado influye notablemente en la reacción. Así, los ácidos linoleico y linolénico se oxidan 64 y 100 veces más rápido, respectivamente, que el ácido oleico. c) Exposición a la luz: la luz, mediante la actuación del oxígeno en singlete y las radiaciones de longitud de onda corta o de alta intensidad, son potentes aceleradores de las reacciones de oxidación y por ello, en la medida de lo posible, debe evitarse su incidencia directa en los alimentos susceptibles a la oxidación mediante, por ejemplo, la utilización de plásticos transparentes. d) Temperatura de almacenamiento: la temperatura influye notablemente en el proceso de autooxidación. Así, cuanta más alta sea la temperatura mayor será la velocidad a La que se desarrolla la reacción. Por cada 10 ºC se observa cómo se duplica la velocidad de reacción del oxígeno con la grasa. No obstante, también puede desarrollarse a temperaturas de refrigeración y congelación. e) Grado de dispersión de los lípidos: se ha comprobado que una superficie proteica retarda la oxidación, mientras que una glucídica la acelera. f) Naturaleza del material utilizado en el envasado de los alimentos. g) La actividad de agua de la que depende la actividad catalítica de los metales. Así, el riesgo de oxidación aumenta a medida que lo hace la a~, siendo mínimo a valores en torno a 0,2. h) Presencia de agentes pro- y antioxidantes de forma natural: entre los prooxidantes se encuentran, además de los metales, los grupos hemo de las moléculas de mioglobina y enzimas como las lipooxidasas. El cobre y el hierro son catalizadores metálicos muy activos, pudiendo actuar de forma importante a concentraciones de 0,002 ppm (Cu) o 0,5 -1 ppm (Fe). Las trazas de grasa oxidada actúan también como catalizadores y, por lo tanto, la limpieza de las zonas de procesado es de extrema importancia para minimizar la oxidación. Las lipooxidasas se encuentran sólo en tejidos vegetales y catalizan exclusivamente la oxidación de los ácidos grasos no esterificados portadores de un cis, cis penta 1-4 dieno con la particularidad de que pueden actuar a temperatura muy baja. Las lipasas también pueden acelerar la oxidación dando al alimento un sabor jabonoso: actúan liberando los ácidos grasos de los triglicéridos y en este estado son más susceptibles de oxidación. Bajo la denominación de antioxidantes naturales se engloba a una gran variedad de sustancias
  • 21. que se encuentran en las plantas y que pueden inhibir o cuanto menos controlar la oxidación de las grasas. Unos de los más interesantes son los tocoferoles, que se encuentran en la mayoría de los aceites vegetales y se utilizan con mucha frecuencia para la estabilización de grasas animales. Algunos de los más utilizados se sintetizan artificialmente como equivalentes al D- ci-tocoferol; otros provienen de la destilación de aceites vegetales y normalmente son mezclas de α, β, y δ tocoferoles. Estos antioxidantes protegen a los aceites de la oxidación prolongando la fase de iniciación, disminuyendo la formación (le peróxidos y oxidándose ellos mismos durante el proceso autooxidativo. Los antioxidantes naturales también aparecen en las especias, siendo la salvia, la pimienta, la nuez moscada y el romero las más importantes y sus extractos podrían ser utilizados para controlar la oxidación. Sin embargo, la especie que más se usa en la Industria Alimentaria es el romero (Rosmarint.es officinalís); el resto se utilizan como tales especias y su efecto antioxidante es una propiedad añadida al sabor y aroma característicos que aportan a un alimento. Del romero se utilizan los extractos alcohólicos de sus hojas, los cuales se utilizan después de evaporar el alcohol. Están constituidas por al menos 45 compuestos diferentes de los cuales los más importantes son el carnosol y el ácido rosmarínico, que son compuestos fenólicos con propiedades antioxidantes. También algunos aminoácidos pueden actuar como antioxidantes naturales al reaccionar con los metales e impedir así su acción catalítica. REVERSIÓN DEL SABOR La reversión del sabor es un tipo especial de oxidación que tiene lugar principalmente en los aceites ricos en ácido linoleico (aceite de soja y colza) cuando se exponen al aire, y lleva consigo la aparición de sabores y olores anómalos descritos como a hierba, a pescado o a pintura. Estos sabores se desarrollan incluso a niveles bajos de peróxidos. Los compuestos responsables parecen ser sustancias volátiles resultantes de la oxidación del grupo penteno terminal del ácido linolénico y, fundamentalmente, son compuestos carbonilo, alcoholes, ésteres y ácidos. Se han podido aislar 70 compuestos volátiles diferentes. Los polímeros originados en la oxidación de estos aceites no poseen el olor característico a temperatura ambiente sino que se desarrolla cuando se calientan. Similar situación aparece en otros aceites poliinsaturados como los de pescado. ANTIOXIDANTES Se consideran como antioxidantes a sustancias presentes de forma natural o adicionada intencionadamente a las grasas o a los alimentos para retrasar la aparición de los fenómenos de oxidación manteniendo intactas sus características sensoriales. Los antioxidantes que se adicionan a los alimentos deben cumplir una serie de requisitos:
  • 22. No provocar efectos fisiológicos negativos; no producir colores, olores ni sabores anómalos; deben ser efectivos a bajas temperaturas, liposolubles y resistentes a los tratamientos a los que se vaya a someter al alimento; además deben ser fáciles de obtener, activos a bajas concentraciones y económicos. Los antioxidantes pueden clasificarse en tres categorías: Antioxidantes tipo I: Se incluyen en este grupo a aquellas sustancias capaces de interrumpir la cadena de radicales cediendo un hidrógeno a un radical lipídíco libre y quedando ellos en forma de radical. Como consecuencia, disminuye el número de radicales libres, desciende la velocidad de la oxidación y se prolonga el período de inducción. Los antioxidantes en forma de radical son estables y no reaccionan con los lípidos sino con otras moléculas similares, dando lugar a productos no radicales, o bien sufren una posterior oxidación, dando quinonas. Sólo los compuestos fenólicos que producen quinonas fácilmente pueden considerarse como antioxidantes de este tipo. En esquema, las reacciones que tienen lugar son las siguientes: AH + Rº RH + Aº AH + ROOº ROOH + Aº AH + ROº ROH + Aº Aº + Aº Compuestos no radicales Aº + Xº La concentración del antioxidante en un alimento es de gran interés ya que algunos ejercen una mayor protección cuanto mayor es su concentración en el producto, pero otros tienen una concentración óptima por encima de la cual se comportan como agentes prooxidantes. La cantidad de antioxidante adicionada se sitúa en torno a 0,01% respecto a la grasa del alimento y 0,025% si se utiliza una mezcla de antioxidantes, en la que ninguno de los componentes debe superar el 0,01%. La incorporación del antioxidante debe hacerse al comienzo de la oxidación ya que si el contenido en peróxidos es relativamente elevado, el efecto protector se anula. Igualmente, el efecto protector de este tipo de antioxidante es escaso si el alimento es rico en catalizadores metálicos. Los antioxidantes tipo 1 más utilizados son los derivados orto y para de los compuestos fenólicos ya que, debido a la localización del electrón entre dos formas de resonancia, forman radicales libres relativamente estables. Los más frecuentemente utilizados son ésteres del ácido gálico (galato de propilo), ter-butilhidroquinona (TBHQ), butilhidroxianisol (BHA) y butilhidroxitolueno (BHT) (figura 3.6).
  • 23. El galato de propilo es más soluble en agua que en las grasas, es poco resistente al calor, no soportando tratamientos de cocción, y con el hierro origina sales de color azul oscuro que pueden provocar efectos adversos durante el almacenamiento de los aceites. La TBHQ es un antioxidante recientemente aprobado; es tan efectivo o más que el galato de propilo, ya que es más estable a altas temperaturas, más soluble en grasa y no presenta ningún riesgo de aparición de colores anómalos; se ha mostrado muy efectivo en el almacenamie nto de aceites refinados y desodorizados; por ello su uso está muy extendido en los países productores y exportadores de aceites vegetales. El BHA es muy soluble en grasas animales y aceites vegetales, siendo uno de los antioxidantes más efectivos. Es bastante estable a los tratamientos aplicados a los alimentos y muy efectivo en grasas animales y aceites vegetales pero presenta el inconveniente de ser ligeramente volátil, por lo que puede evaporarse y perderse parcialmente en los procesos de deshidratación y destilación; aún así, el BHA residual puede mostrarse como un activo antioxidante. El BHT, al igual que el BHA, es soluble en grasas y resiste bien el calor. Es más volátil que el BHA, por lo que en caso de la preparación de alimentos deshidratados se utiliza en
  • 24. combinación con él. Este antioxidante es más efectivo en grasas animales que en los aceites vegetales. Tiene el inconveniente de tener un olor algo desagradable. Presenta una acción sinérgica con el BHA. La elección de unos u otros depende de su actividad en los alimentos; con frecuencia se utilizan ‘mezclados con ácido cítrico ya que éste es particularmente efectivo por secuestrar hierro y además su incorporación al alimento no presenta problema alguno. Algunos compuestos presentes en los alimentos de forma natural tienen una acción antioxidante; es el caso de los tocoferoles (ci, ~3, ~, y), compuestos que poseen actividad vitamínica (vitamina E). El más eficaz es el 3 y, además, resiste al calor. Se encuentran en cantidades apreciables en todos los aceites vegetales mientras que las grasas animales no suelen contener tocoferoles. Son poco resistentes a los trata-mientas que se aplican a los alimentos; basta observar la diferencia de estabilidad que presenta un aceite antes y después de un proceso de fritura. El palmitato de ascorbilo es un producto de síntesis cuyo componente básico es el ácido ascórbico (vitamina C); es soluble en grasa pero menos que otros antioxidantes, por lo que para su utilización es necesario combinarlo con agentes solubilizantes tales como los monoglicéridos. Su consideración como antioxidante aún está por resolver y algunos autores creen que su actividad se debe a que actúa como agente secuestraflte. Las lecitinas y las mezclas de fosfolípidos tienen también capacidad antioxidante así como algunas flavonas, esteroles y compuestos con grupos sulfidrilos. Antioxidante tipo II: Son compuestos que actúan impidiendo o disminuyendo la formación de radicales libres; los más utilizados son agentes quelantes de los metales tales como el EDTA (ácido etilen-diamino- tetraceticO), apenas utilizado, o el ácido cítrico. Su acción depende del pH y de la temperatura, ya que estos parámetros son los que gobiernan la estabilidad de los complejos formados. Se incluyen en este grupo otras sustancias como cambiadores de iones, aminoácidos y fosfatos. La acción antioxidante de la histidina y la cisteína no está completamente aclarada pero recuerda a un mecanismo de tipo 1. El empleo de agentes quelantes de metales debe ir acompañado de esfuerzos conducentes a limitar en lo posible la contaminación de los alimentos por esos metales: aparatos y tuberías de vidrio, acero inoxidable y otros materiales inertes. Antioxidantes tipo 111: Se incluyen en este grupo aquellos procedimientos físicos que protegen a los alimentos de la
  • 25. oxidación; se basan en el control del contenido en oxígeno, de la humedad relativa y de la temperatura. Para evitar el contacto del alimento con el oxígeno, se utiliza el envasado a vacío o en atmósferas de nitrógeno, CO2 o mezclas de gases inertes en un material impermeable al oxígeno, aunque siempre hay que tener presente el oxígeno que queda ocluido en el alimento y que, aunque es una cantidad muy pequeña, se va liberando poco a poco. Un medio económico para reducir el contenido en oxígeno es utilizar bolsas de plástico con trazas de paladio, ya que este metal cataliza la formación de agua a partir del oxígeno residual y del hidrógeno que se introduce en el momento del cierre. Es importante evitar la ausencia de agua en los alimentos deshidratados o, cuanto menos, mantenerlos en unos valores de α próximos a 0,2, ya que en esta zona la velocidad de oxidación es la más baja. La temperatura afecta negativamente en la acción de los antioxidantes, sobre todo los de tipo 1; sin embargo, las reacciones de pardeamiento que pueden tener lugar al aumentar la temperatura pueden originar compuestos antioxidantes. Finalmente, se aconseja proteger a los alimentos oxidables de la luz, ya que cataliza las reacciones de iniciación. En la práctica, lo más frecuente es utilizar mezclas de antioxidantes tipo 1 y II así como aplicar un procedimiento físico que proteja al alimento del enrancíamiento. ENRANCIAMÍENTO LIPOLÍTICO La acción de determinadas enzimas y las reacciones químicas rompen el enlace éster de los lípidos y constituyen el fenómeno conocido como lipolisis o enranciamiento lipolítico o hidrolítico. Independientemente de la causa, la lipolisis disminuye notablemente la calidad de las grasas destinadas, sobre todo, a condimentos y frituras ya que, como consecuencia de la misma, aparte del sabor que puedan impartir, desciende el punto de humo y los alimentos preparados con ellas presentan ~superfícies agrietadas, mayor tendencia al pardeamiento y un aumento del contenido graso debido a la absorción. Cuando las grasas quedan emulsionadas en agua, los ácidos grasos insaturados que se liberan con la lipolisis pueden modificar el sabor de algunos alimentos, adquiriendo un ligero sabor picante a bajas concentraciones; además pueden oxidarse dando sustancias de gran intensidad sápida y olorosa. Los ácidos grasos libres que aparecen se eliminan mediante técnicas de refinado y desodorización con el fin de conseguir grasas y aceites de calidad aceptable aunque el rendimiento y el coste del proceso tienen indudable importancia económica. La lipasa más conocida es la lipasa pancreática. La reacción de las lipasas se acelera por la presencia de iones calcio que precipitan los ácidos grasos liberados en forma de sales cálcicas insolubles. Otras lipasas de interés son las fosfolipasas y las glicolipasas, enzimas altamente específicas, que hidrolizan los fosfolípidos y los monoy digalactosil-diacilgliceroles respectivamente. En los alimentos pueden existir también lipasas de origen exógeno> procedentes de los microorganismos que se multiplican en el alimento; si son muy activos o sus tasas son elevadas contribuyen al enranciamiento hidrolítico de las grasas. Algunas de ellas adquieren gran importancia en ciertos alimentos, como ocurre en la leche con las lipasas producidas por las pseudomonas; muchas de ellas elaboran lipasas muy termoestables que no se desactivan ni siquiera con los tratamientos UHT, ocasionando efectos adversos importantes. Clasificación de los lípidos
  • 26. 5. Triglicéridos Los triglicéridos son el principal tipo de grasa transportado por el organismo. Recibe el nombre de su estructura química. Luego de comer, el organismo digiere las grasas de los alimentos y libera triglicéridos a la sangre. Estos son transportados a todo el organismo para dar energía o para ser almacenados como grasa. El hígado también produce triglicéridos y cambia algunos a colesterol. El hígado puede cambiar cualquier fuente de exceso de calorías en triglicéridos. ¿Cuál es el nivel normal de triglicéridos?
  • 27. Los niveles de triglicéridos varían con la edad, y también dependen de qué tan reciente ingirió alimentos antes del examen. La medición es más precisa si no se ha comido en las 12 horas previas al examen. El valor normal es de 150 mg/dL. Para quienes sufren problemas cardiacos, los niveles de esta sustancia deben ser inferiores a los 100 mg./dl. Si el colesterol tiene un valor normal, un nivel elevado de triglicéridos no parece ser un factor de riesgo de enfermedad cardiaca, pero sí puede ser riesgoso al asociarse con diabetes y pancreatitis. ¿Cómo están asociados los triglicéridos al colesterol? Cuando la persona come, los triglicéridos se combinan con una proteína en su sangre para formar lo que se llama lipoproteínas de alta y baja densidad. Estas partículas de lipoproteínas contienen colesterol. Para formar triglicéridos en el hígado el proceso es similar; el hígado toma los carbohidratos y proteínas sobrantes de la comida y los cambia a grasa. Esta grasa entonces se combina con proteína y colesterol para formar lipoproteínas de muy baja densidad, que son liberadas al torrente circulatorio. ¿Qué causa altos niveles de Triglicéridos? Puede tener varias causas: · Exceso de peso: los triglicéridos aumentan generalmente a medida que aumenta el peso · Consumo excesivo de calorías: Los triglicéridos se elevan a medida que se aumenta de peso o se ingieren demasiadas calorías, especialmente provenientes de azúcar y del alcohol. El alcohol aumenta la producción de triglicéridos en el hígado. · Edad: los niveles de triglicéridos aumentan regularmente con la edad · Medicamentos: Algunas drogas como los anticonceptivos, esteroides, diuréticos causan aumento en los niveles de los triglicéridos. · Enfermedades: La diabetes, el hipotiroidismo, las enfermedades renales y hepáticas están asociadas con niveles altos de triglicéridos. Entre los grupos que deben vigilar con mayor cuidado su nivel de triglicéridos se encuentran los diabéticos y las mujeres después de la menopausia. Más de un 75% de los diabéticos tienen los niveles de triglicéridos altos y el 30% de las mujeres que han pasado por la menopausia sufren de este mismo problema. · Herencia: algunas formas de altos niveles de triglicéridos ocurren entre miembros de una misma familia. 6. Ácidos grasos esenciales Un ácido graso es una molécula orgánica formada por una larga cadena hidrocarbonada, de número par de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo. Cada átomo de carbono se une al siguiente y al precedente por medio de un enlace covalente sencillo. Al átomo de su extremo le quedan libres tres enlaces que son ocupados por átomos de hidrógeno (H3C-). Los demás átomos tienen libres dos enlaces, que son ocupados igualmente por átomos de hidrógeno (…-CH2-CH2- CH2- ...).
  • 28. En general (aunque a veces no), podemos escribir un ácido graso genérico como R- COOH, en donde R es la cadena hidrocarbonatada que identifica al ácido en particular. Los ácidos grasos son los componentes de algunos lípidos como las grasas, donde el extremo de la molécula donde se encuentra el grupo carboxilo (-COOH) es el que se combina con uno de los grupos hidroxilos (-OH) de la glicerina (más correctamente propanotriol), reaccionando con él. Tipos de ácidos grasos [editar] Cadena corta (volátiles): ● Ácido fórmico. Metanoico ● Ácido acético. Etanoico ● Ácido propiónico. Propanoico ● Ácido butírico. Butanoico ● Ácido isobutírico.2-Metilpropionico ● Ácido valérico. Pentanoico ● Ácido isovalérico.3-Metilbutanoico Cadena larga: ● Ácido palmítico. Hexadecanoico ● Ácido esteárico. Octadecanoico ● Ácido oleico.cis-9-Octadecenoico ● Ácido linoleico.cis, cis-9,12-Octadecadienoico·Ácido graso esencial ● Ácido linolénico.cis-9,12,15-Octadecadienoico· Ácido graso esencial ● Ácido araquidónico.cis-5,8,11,14-Eicosatetrienoico Rol biológico de los ácidos grasos Los ácidos grasos son moléculas muy energéticas y necesarias en todos los procesos celulares en presencia de oxígeno, ya que por su contenido en hidrógenos pueden oxidarse en mayor medida que los glúcidos u otros compuestos orgánicos que no están reducidos. Si se colocan ácidos grasos en agua o en otro disolvente polar, forman una capa superficial debido a su baja densidad y mayor polaridad (los ácidos grasos de cadena corta son mas solubles que los ácidos grasos de cadena larga). Este efecto puede causar la aparición de grumos, nada deseables en la repostería. Los ácidos formarán una película con sus colas(la parte no polar), de manera que no quedan en contacto con el agua por su carácter hidrófobo, repeliéndola. En cambio, la cabeza del ácido graso contactara con el agua. Las colas tienden a relacionarse entre sí mediante interacciones hidrofóbas creando ambientes donde no hay agua, como es el caso de una micela ya sea monocapa o bicapa. Esta propiedad es el fundamento de la membrana plasmática de las células formando parte escencial del glucocalix y de las membranas nucleares. Cuando es demasiado bajo el nivel de insulina o no hay suficiente glucosa disponible para utilizar como energía en los procesos celulares, el organismo quema ácidos grasos para ese fin y origina entonces cuerpos cetónicos, productos de desecho que causan una elevación excesiva del nivel de ácido en la sangre, lo que podría conducir a la cetoacidosis, un problema importante y muchas veces ignorado o pospuesto
  • 29. hasta otra vez. Los síntomas de esta enfermedad van desde la presencia de un aroma a quitaesmalte en el aliento, hasta la aparición de pequeñas manchas de color amarillento (o verduzco) sobre la piel, y la ligera acidificacióndel semen, que conlleva un cierto dolor al eyacular. Ácidos grasos esenciales (AGE) Se llaman ácidos grasos esenciales a algunos ácidos grasos, como el linoleico, linolénico o el araquidónico cuya falta resulta mortal. Clasificación por tipo Ácido graso saturado ● Ácido graso insaturado o Ácido graso monoinsaturado o Ácido graso poliinsaturado ● Ácido graso cis ● Ácido graso trans 7. Grasas trans Durante años se ha proclamado a los cuatro vientos que el aceite vegetal es mucho mejor que el de origen animal, especialmente para el colesterol. Sin embargo, los procesos industriales por los que pasan las grasas vegetales para aumentar su duración los transforman. Su ventaja sobre los aceites de origen animal es más que dudosa. Y es que la grasa vegetal, que de por sí puede resultar absolutamente inofensiva, puede convertirse en una bomba de tiempo tras pasar por los procesos de tratamiento industriales actuales. Con el fin de prolongar la vida de estas grasas y potenciar su sabor, las industrias de alimentación someten a las grasa vegetales a un proceso llamado hidrogenación. Básicamente, consiste en aumentar el número de átomos de hidrógeno de los ácidos grasos poliinsaturados que predominan en los aceites de semillas (girasol, soja,…). 100% vegetal, pero… Como consecuencia, los ácidos grasos poliinsaturados de estos aceites vegetales cambian su estructura natural, llamada cis, por una artificial de tipo trans. Además, algunas grasas saturadas se convierten en insaturadas por la hidrogenación. De esta forma, la composición y la estructura de las grasas del aceite que se anuncia como 100% vegetal acaba teniendo poco que ver con las de un aceite vegetal natural. Todo esto no tendría mayor transcendencia si no fuera por los resultados de las investigaciones llevadas a cabo sobre el efecto de estas grasas trans. El principal de ellos, o al menos el más conocido, es su influencia sobre el colesterol. Las grasas trans hacen descender el colesterol "bueno" (HDL) y elevan el "malo" (LDL), aumentando el riesgo de arteriosclerosis. Todo ello sin que el consumidor final se entere, confiado en la seguridad que le brinda la etiqueta de 100% vegetal. Efectos en el cerebro Pero el colesterol no es el único afectado por la presencia de las grasas trans. Los ácidos grasos de tipo trans pueden inhibir algunas transformaciones de otros ácidos grasos esenciales, retrasando el crecimiento y la maduración del cerebro. Y es que las grasas son una parte esencial de las membranas celulares del organismo, y la presencia de grasas trans en lugar de cis puede llevar al organismo a construir hormonas y paredes celulares defectuosas.
  • 30. Estudios realizados en Estados Unidos sobre el efecto de estas grasas, revelan por ejemplo, que el riesgo de sufrir enfermedades coronarias es un 66% mayor entre consumidores habituales de margarina que entre quienes no la consumen, la preocupación por su efecto crece día a día, y ya se están tomando medidas legales para incluir la presencia de las grasas trans de forma obligatoria en el etiquetado de alimentos. 8. ¿Por qué existen y que efecto tienen? Las grasas trans son ácidos grasos insaturados que se forman cuando los aceites vegetales se procesan y se transforman en más sólidos o en un líquido más estable. Este proceso se llama hidrogenación. Las grasas trans también se encuentran naturalmente en algunos alimentos. Las grasas trans de todas las fuentes proporcionan entre 2% y 4% por ciento del total de calorías, a diferencia del 12 % que proporcionan las grasas saturadas y el 34% de las grasas totales en la dieta del estadounidense medio. La mayoría de las grasas trans provienen de los alimentos procesados. Aproximadamente 1/5 de las grasas trans de nuestra dieta proviene de fuentes animales como por ejemplo, ciertas carnes y productos lácteos. ¿Qué alimentos contienen grasas trans? Las grasas trans están presentes en diferentes cantidades en una amplia variedad de alimentos, como lo son por ejemplo la mayoría de los alimentos hechos a base de aceites parcialmente hidrogenados, como lo son los productos horneados, fritos, y la margarina. Las grasas trans también se encuentran naturalmente en ciertas carnes y productos lácteos. ¿Por qué hay grasas trans en los alimentos? Las grasas trans se forman cuando un aceite es parcialmente hidrogenado. El proceso convierte a los aceites en un líquido más estable o en un elemento semisólido. Los aceites parcialmente hidrogenados se usan en los alimentos procesados porque ayudan en la fabricación de productos alimenticios de alta calidad; que se mantienen frescos durante más tiempo y tienen una textura más apetitosa. No siempre es posible reemplazar a los aceites no hidrogenados debido a las diferencias en las maneras en que dichos aceites funcionan para producir alimentos aceptables. Por ejemplo, al usar aceite vegetal parcialmente hidrogenado para elaborar algunas margarinas, los fabricantes pueden producir un aderezo untable que tiene menor contenido de grasa saturada que la manteca y que se puede usar bien si lo retira del refrigerador. De la misma forma, los fabricantes pueden producir grasa para freír papas, hojaldradas bases para tartas y crocantes galletas saladas. Los productos que se fabrican con aceites parcialmente hidrogenados no se ponen rancios (las grasas adquieren un sabor extraño) tan rápidamente como aquéllos que se fabrican usando aceites no hidrogenados. Los alimentos que contienen estos aceites deben mencionar en su etiqueta nutricional "aceite vegetal parcialmente hidrogenado". 9. Grasas trans y los radicales libres Los radicales libres son átomos o grupos de átomos que tienen un electrón, (e-) desapareado en capacidad de aparearse, por lo que son muy reactivos.
  • 31. Estos radicales recorren nuestro organismo intentando robar un electrón de las moléculas estables, con el fin de alcanzar su estabilidad electroquímica. Una vez que el radical libre ha conseguido robar el electrón que necesita para aparear su electrón libre, la molécula estable que se lo cede se convierte a su vez en un radical libre, por quedar con un electrón desapareado, iniciándose así una verdadera reacción en cadena que destruye nuestras células. La vida biológica media del radical libre es de microsegundos; pero tiene la capacidadde reaccionar con todo lo que esté a su alrededor provocando un gran daño a las moléculas y a las membranas celulares. Los radicales libres no son intrínsecamente malos. De hecho, nuestro propio cuerpo los fabrica en cantidades moderadas para luchar contra bacterias y virus. Los radicales libres producidos por el cuerpo para llevar a cabo determinadas funciones son neutralizados fácilmente por nuestro propio sistema. Con este fin, nuestro cuerpo produce unas enzimas (como la catalasa o la dismutasa) que son las encargadas de neutralizarlos. Estas enzimas tienen la capacidad de desarmar los radicales libres sin desestabilizar su propio estado. Las reacciones químicas de los radicales libres se dan constantemente en las células de nuestro cuerpo y son necesarias para la salud. Pero, el proceso debe ser controlado con una adecuada protección antioxidante. Un antioxidante es una sustancia capaz de neutralizar la acción oxidante de los radicales libres, liberando electrones en nuestra sangre que son captados por los radicales libres convirtiéndose en moléculas inestables. Nuestro organismo está luchando contra los radicales libres cada momento del día. El problema para nuestra salud se produce cuando nuestro organismo tiene que soportar un exceso de radiales libres durante años, producidos mayormente por contaminantes externos que penetran en nuestro organismo productos de la contaminación atmosférica, el humo del cigarrillo que contiene hidrocarburos aromáticos polinucleares, así como aldehídos que producen distintos tipos de radicales libres en nuestro organismo. El consumo de aceites vegetales hidrogenados tales como la margarina y el consumo de ácidos grasos trans como los de las grasas de la carne y de la leche también contribuyen al aumento de los radicales libres. La protección que debemos tener para evitar el aumento de los radicales libres en nuestro organismo que aceleran la rapidez de envejecimiento y degeneración de las células de nuestro cuerpo es el consumo de antioxidantes naturales tales como el beta caroteno(pro-vitamina A) presentes en la zanahoria, mango, tomates, melón, melocotón, espinacas. Vitamina E (tocoferol) es un antioxidante que mantiene la integridad de la membrana celular, protege la destrucción de la vitamina A, previene y disuelve los coágulos sanguíneos y retarda el envejecimiento celular. Se encuentra en muchas frutas y vegetales tales como: El aguacate(30 ), boniato(50 ), espárragos(25 ), espinacas(20 ), tomates(12 ), bróculi(11 ), moras (10 ) y zanahorias(5 .) La vitamina C (ácido ascórbico) es otro de los antioxidantes naturales que destruyen el exceso de radicales libres. Necesaria para producir colágeno, importante en el crecimiento y reparación de las células de los tejidos, encías, vasos, huesos y dientes, y para la metabolización de las grasas, por lo que se le atribuye el poder de reducir el colesterol. Investigaciones han demostrado que una alimentación rica en vitamina C ofrece una protección añadida contra todo tipo de cánceres. Además de la prevención
  • 32. del resfriado común y el fortalecimiento de las defensas del organismo. Las fuentes alimentarias de la vitamina C son: Grosellas, pimiento verde, kiwi, limón (todos los que están antes del limón tienen mayor contenido de vitamina C que éste y los que están después menor), fresas y coliflor, coles de bruselas, naranjas, tomates, nabo y melón. El selenio actúa junto con la vitamina E como antioxidante, ayudando a nuestro metabolismo a luchar contra la acción de los radicales libres. Ayuda a protegernos contra el cáncer, además de mantener en buen estado las funciones hepáticas, cardíacas y reproductoras. Es el más tóxico de los minerales incluidos en nuestra dieta. La ingestión en dosis altas se manifiesta con pérdida de cabello, alteración de uñas y dientes, nauseas, vómito y aliento a leche agria. Fuentes alimentarias del selenio: Carne, pescado, cereales integrales y productos lácteos. Las verduras dependerán de la tierra en la que se ha cultivado. Los flavonoides son compuestos polifenólicos encontrados en las plantas como frutas y vegetales, que son excelentes antioxidantes. Comúnmente se encuentran también en el té (principalmente té verde) y en el vino. En las frutas que fueron cosechadas hasta su maduración se encuentran gran cantidad de flavonoides, carotenoides, licopenes, zantinas, índoles y luteínas, todos con una potente acción antioxidante. En resumen si queremos evitar el envejecimiento y las enfermedades causadas por el exceso no controlado de radicales libres en nuestro cuerpo, tenemos que llevar una vida sana, sin consumir cigarrillo(tabaco) y tener una dieta libre de grasas saturadas y ácidos grasos trans que puedan aumentar el colesterol malo y éste formar colesterol oxidado que contribuye a la arteriosclerosis. 10. Elaboración y refinado de aceites comestibles Producción rural de aceite vegetal La extracción rural de aceite se produce normalmente cerca de las zonas de producción de las materias primas. Esto supone productores en pequeña escala que tienen acceso a las materias primas, ayuda a asegurar que las semillas de aceite perecederas se elaboran rápidamente, y reduce los costos de transporte. En las comunidades rurales o urbanas pobres, los aceites vegetales sin refinar contribuyen considerablemente a la cantidad total de aceite consumido. Los aceites crudos son asequibles a los grupos con bajos ingresos y son una importante fuente de b - carotenos y tocoferoles. Para mantener la calidad de la materia prima, es necesario proceder con cuidado durante y después de la cosecha de los frutos oleaginosos perecederos y susceptibles de que sus grasas se descompongan. Las magulladuras en los frutos frescos de la palmera aceleran la actividad de las lipasas, conduciendo a la degradación de las grasas. Las semillas oleaginosas, como las nueces de butirospermo, tienden a enmohecerse durante el almacenamiento. Esto se frena con un tratamiento térmico: tratamiento con vapor o hervido, junto con secado al sol para reducir la humedad. Almacenamiento. La humedad de las semillas oleaginosas y nueces influye en gran medida en la calidad de las materias primas. En la mayoría de las operaciones rurales, el secado al sol reduce la humedad de las semillas de aceite por debajo del 10 por ciento. Una adecuada ventilación o aireación de las semillas o nueces durante el almacenamiento asegura que se mantengan niveles bajos de humedad y evita el
  • 33. desarrollo microbiano. Esto es importante en el almacenamiento del maní que es muy susceptible de contaminarse con aflatoxinas debidas al crecimiento de Aspergillus flavus. Puesto que las aflatoxinas y los plaguicidas no se eliminan con las técnicas de extracción rural, debe evitarse la contaminación microbiana y el empleo de insecticidas. Es necesario adoptar prácticas de almacenamiento que sean asequibles y disponibles para los productores en pequeña escala. Las materias primas perecederas, como los frutos de la palmera, deben elaborarse tan pronto como sea posible después de la cosecha. En los países en desarrollo húmedos, el secado al sol de las semillas oleaginosas que tienen una humedad elevada, como el coco maduro, es lento e ineficaz. Estas condiciones favorecen el crecimiento de mohos, lo que produce elevados niveles de ácidos grasos libres y características organolépticas pobres. El aceite de coco destinado al consumo humano debe obtenerse poco después de la cosecha. Pretratamiento. La primera operación después de la cosecha implica esterilización y tratamiento térmico con vapor o cocimiento, lo que inactiva las enzimas lipolíticas que pueden ocasionar una rápida degradación del aceite y facilita el flujo del mesocarpio para extraer el aceite. La pulpa de los frutos de la palmera «esterilizados» se extrae en un triturador o un mortero de madera, o en un digestor mecánico. El descortezado o pelado separa la porción portadora de aceite de la materia prima, y elimina las partes con poco o ningún valor nutritivo. Se puede disponer de peladoras mecánicas pequeñas para las almendras, pero sigue predominando el pelado manual. La mayoría de las semillas oleaginosas y nueces se someten a un tratamiento térmico de tostado para licuar el aceite presente en las células de la planta y facilitar su liberación durante la extracción. Todas las semillas oleaginosas y nueces se someten a este tratamiento excepto los frutos de la palmera, en los que la «esterilización» reemplaza este tratamiento. Para aumentar la superficie y optimizar el rendimiento en aceite, se reduce el tamaño de la parte portadora de aceite del maní, girasol, sésamo, coco, almendra de palma y semilla de butirospermo. En las operaciones rurales se suelen emplear molinos mecánicos de fricción por discos. Extracción. En la extracción del aceite, las semillas molidas se mezclan con agua caliente y se hierven para permitir que el aceite flote y sea recogido. Las semillas molidas se mezclan con agua caliente para hacer una pasta que se amasa a mano o a máquina hasta que el aceite se separa en forma de emulsión. En la extracción del aceite de maní, se suele añadir sal para hacer que las proteínas coagulen y favorecer la separación del aceite. Los grandes trituradores rotatorios en sistemas de mortero fijo pueden moverse mediante motor, hombres o animales, proporcionando fricción y presión a las semillas oleaginosas para liberar el aceite en la base del mortero. Hay otros sistemas tradicionalmente utilizados en la extracción rural de aceite que emplean piedras pesadas, cuñas, palancas y cuerdas retorcidas. Para presionar, se aprieta manualmente una placa o un pistón dentro de un cilindro perforado que contiene la masa de aceite molida o su pulpa por medio de un tornillo. El aceite se recoge debajo de la cámara perforada. Se han diseñado diversos expeledores mecánicos. La materia prima precalentada se alimenta en un cilindro horizontal mediante un
  • 34. estrangulador ajustable, la presión interna que se crea en el cilindro produce la ruptura de las células que contienen el aceite, y lo liberan. Deshidratación. Las trazas de agua presente en el aceite crudo se eliminan hirviéndolo en calderos poco profundos, después de depositarlo en ellos. Esto es frecuente en todas las técnicas rurales que reconocen el papel catalítico del agua en el desarrollo de rancidez y de características organolépticas pobres. Tortas de prensado. El subproducto de la elaboración, las tortas de prensado, puede resultar útil, dependiendo de la técnica de extracción que se emplee. Las tortas oleaginosas a las que se ha extraído el agua carecen normalmente de nutrientes. Otras técnicas tradicionales, como por ejemplo la que se utiliza con el maní y la copra, aseguran que los subproductos, si se manipulan con cuidado, sean idóneos para el consumo humano. Tecnologías tradicionales. En muchos países son muy importantes los procedimientos tradicionales para producir aceite, especialmente en las comunidades que tienen fácil acceso a las materias primas oleaginosas. La elaboración tradicional tiende a ser ecológicamente inocua, y la destreza que se requiere consiste en las actividades de una familia o grupo, en que intervienen sobre todo las mujeres. En un ambiente industrial cambiante, estos factores positivos han tenido menos peso que los aspectos negativos de la elaboración tradicional, como pequeña capacidad de producción, pobre economía de escala, altos desembolsos de energía y tiempo, y coste de transporte de los aceites a los mercados. Producción en gran escala Almacenamiento. Muchas de las fases de elaboración industrial tienen su origen en los procedimientos tradicionales. En las operaciones en gran escala, las semillas oleaginosas se secan hasta obtener una humedad inferior al 10 por ciento. Se pueden almacenar durante períodos prolongados de tiempo en condiciones adecuadas de aireación, tomando precauciones contra las infestaciones de insectos y roedores. Este tipo de almacenamiento reduce la infección por mohos y la contaminación con mico toxinas, y minimiza el proceso de degradación biológica que conduce a la aparición de ácidos grasos libres y de color en el aceite. Las frutas oleaginosas, como la aceituna y la palma, deben tratarse tan pronto como sea posible. La palma se esteriliza como primer paso de la elaboración. Los tejidos adiposos y las materias primas procedentes del pescado (esto es, el cuerpo o el hígado) se derriten durante las primeras horas haciéndolos hervir para destruir las enzimas y evitar el deterioro del aceite. Elaboración. Las semillas oleaginosas generalmente se limpian de sustancias extrañas antes de ser descortezadas. Las almendras se muelen para reducir su tamaño y se cuecen con vapor, y el aceite se extrae mediante un torno o una presa hidráulica. La torta de la prensa se desprende en escamas para la posterior extracción de las grasas residuales con disolventes, como el hexano «de uso alimentario». El aceite puede extraerse directamente con disolventes de los productos con bajo contenido en aceite, tales como la soja, el salvado de arroz y el maíz. Después de la esterilización, se extrae la pulpa (digestión) antes de someterla a presión mecánica a menudo en una prensa de torno. Las almendras de palma se extraen de la torta de prensado y se vuelven a elaborar para obtener el aceite. Los tejidos animales se reducen de tamaño antes de derretirlos con procesos secos o
  • 35. húmedos. Después de un tratamiento en autoclave, los tejidos de pescado se prensan y la suspensión aceite/agua se centrífuga para separar el aceite. Refinado del aceite. El refinado produce un aceite comestible con las características deseadas por los consumidores, como sabor y olor suaves, aspecto limpio, color claro, estabilidad frente a la oxidación e idoneidad para freír. Los dos principales sistemas de refinado son el refinado alcalino y el refinado físico (arrastre de vapor, neutralización destilativa), que se emplean para extraer los ácidos grasos libres. El método clásico de refinado alcalino comprende normalmente las siguientes etapas: 1a etapa Desgomado con agua para eliminar los fosfolípidos fácilmente hidratables y los metales. 2a etapa Adición de pequeñas cantidades de ácido fosfórico o cítrico para convertir los restantes fosfolípidos no hidratables (sales de Ca, Mg) en fosfolípidos hidratables. 3a etapa Neutralización de los ácidos grasos libres con un ligero exceso de solución de hidróxido sódico, seguida de la eliminación por lavado de los jabones y de los fosfolípidos hidratados. 4a etapa Blanqueo con tierras minerales naturales o activadas con ácido para adsorber los compuestos coloreados y para descomponer los hidroperóxidos. 5a etapa Desodorización para eliminar los compuestos volátiles, principalmente aldehídos y cetonas, con bajos umbrales de detección por el gusto y el olfato. La desodorización es fundamentalmente un proceso de destilación con vapor que se lleva a cabo a bajas presiones (2-6 mbares) y elevadas temperaturas (180-220 °C). En algunos aceites, como el de girasol o el de salvado de arroz, se obtiene un producto claro de mesa mediante una etapa de eliminación de las ceras o de cristalización de los ésteres de ceras a baja temperatura, seguida de una filtración o centrifugación. El proceso de neutralización alcalina tiene importantes inconvenientes, el rendimiento es relativamente bajo y se producen pérdidas de aceite debido a la emulsión y saponificación de los aceites neutros. También se genera una cantidad considerable de efluente líquido. Los jabones se disocian generalmente con ácido sulfúrico, recuperándose los ácidos grasos libres junto con sulfato sódico y vapor de agua ácida que contiene grasa. En el refinado físico, los ácidos grasos se eliminan mediante un procedimiento de destilación al vapor (arrastre) similar a la desodorización. La baja volatilidad de los ácidos grasos (que depende de la longitud de la cadena) requiere temperaturas más elevadas que las requeridas sólo para la desodorización. En la práctica, una temperatura máxima de 240-250 °C es suficiente para reducir el contenido de ácidos grasos libres a niveles de alrededor del 0,05-0,1 por ciento. Un requisito previo del refinado físico es que se eliminen los fosfátidos hasta un nivel inferior a los 5 mg de fósforo/kg de aceite. En el proceso de refinado clásico, este nivel se consigue
  • 36. fácilmente en la etapa de neutralización, pero se requiere un proceso especial de desgomado para el refinado físico de las semillas oleaginosas con alto contenido en fosfátidos. Estos procedimientos se basan en una hidratación mejorada de los fosfolípidos mediante un contacto íntimo entre el aceite y una solución acuosa de ácido cítrico, ácido fosfórico y/o hidróxido sódico, seguida de blanqueo (Segers y van de Sande, 1988). Es improbable que las condiciones de reacción suave empleadas durante el desgomado y la neutralización induzcan cambios significativos indeseables en la composición del aceite. Por el contrario, algunas impurezas, incluidos compuestos oxidados, trazas de metales y materiales coloreados se eliminan parcialmente por arrastre con los fosfolípidos y con el depósito de jabón. Estas impurezas se reducen posteriormente durante el blanqueo. La neutralización también contribuye considerablemente a eliminar contaminantes, tales como las aflatoxinas y los organofosforados. (Thomas, 1982). Los plaguicidas organoclorados y los hidrocarburos aromáticos policíclicos, si están presentes, deben eliminarse durante la etapa de desodorización/arrastre y mediante un tratamiento con carbón activo. Suelen producirse pérdidas de tocoferoles y esteroles durante la etapa de neutralización alcalina, pero, sin embargo, en condiciones bien controladas (minimizando el contacto con el aire) esta pérdida no supera el 5-10 por ciento (Gertz, 1988; Johansson y Hoffmann, 1979). Posibles reacciones secundarias durante el procesamiento a alta temperatura La posibilidad de que las elevadas temperaturas de la desodorización y arrastre tengan efectos negativos ha sido motivo de preocupación. En algunos estudios se emplearon unas condiciones extremas de temperatura y tiempo (incluso con libre acceso de aire) para generar resultados cuantitativos significativos. Sin embargo, los resultados de los estudios en modelos deberían estar relacionados con las condiciones prácticas de los procesos. Ya en 1967-79, la Sociedad Alemana de Investigación sobre las Grasas (DGF) definió los límites superiores de las condiciones de desodorización [240 °C para 2 horas, 270 °C para 30 min (Fremdstoff-Kommission, 1973; Gemeinschaftsarbeiten, 1992)]. Un buen hábito de manipulación también supone lo siguiente: empleo de equipos de acero inoxidable; deaireacióncuidadosa a < 100 °C antes de calentar a la temperatura final de arrastre; utilización de corrientes libres de oxígeno; y especificaciones de alimentación estrictas (normalmente: 0,1 Fe, 0,01 Cu, 5P, tierras de blanqueo 5 mg/kg de aceite como máximo). Las investigaciones en las que se maltrataba el aceite en condiciones extremas (Rossel, Kochhar y Jawad, 1981; Jawad, Kochhar y Hudson, 1983a, b; 1984) determinaron los efectos de la temperatura (240-300 °C) y del tiempo (30-180 min.) en el refinado físico del aceite de soja (desgomado con ácido fosfórico y ligeramente blanqueado, pero conteniendo todavía 20 mg de P, 0,35 mg de Fe y 0,05 mg de Cu por kg de aceite). En la Figura 5.1 se muestra el fuerte efecto de la temperatura sobre la formación de ácidos grasos en trans y de compuestos polimíricos. El tiempo tiene también un efecto significativo. A 280-300 °C, hubo muestras de una apreciable inter o intraesterificación (aumento en el contenido de ácidos grasos saturados en la posición 2 de los triacilglicéridos); también se formaron cantidades importantes de ácidos grasos conjugados. Las áreas sombreadas indican la gama habitual de condiciones de elaboración requeridas para el refinado físico (270 °C para 30 min; 250 °C para 1 h; 240 °C para 2 h; 220 °C para 3 h). En estas condiciones, todos los
  • 37. cambios inducidos por el tratamiento a altas temperaturas parecen ser relativamente insuficientes. Isomerización cis-trans. Uno de los parámetros más sensibles que se utiliza para detectar los cambios químicos resultantes de unas condiciones de elaboración severas es la isomerización cis-trans, especialmente en el ácido linoleico. El estudio más completo realizado sobre este tema ha sido el de Eder (1982), que investigó con varios aceites la formación de isómeros geométricos a escala de laboratorio, planta piloto, y de producción. A escala de laboratorio, con aceite de soja sin blanquear a 240 °C, la formación de los isómeros C18:3 (determinada por GLC) era insignificante (menos del 1 por ciento, incluso después de 5 h, frente al 3 por ciento a 260 °C). En la Figura 5.2 se describe el contenido total de isómeros trans (determinado por espectroscopia de infrarrojos) en diversos aceites desodorizados en equipo de acero inoxidable a escala de planta experimental. Los datos muestran un fuerte efecto de la temperatura, especialmente entre 240 y 270 °C, y confirman la tendencia general. Esto es, incluso en aceites altamente insaturados que contengan ácido linoleico, la formación de isómeros en trans es lenta en las condiciones recomendadas para la desodorización/refinado químico industrial (por ejemplo, 250 °C como máximo). En conclusión, en la gama de temperaturas de 240-250 °C, la cantidad de ácidos grasos en trans que se forman a partir de los aceites insaturados es de alrededor del 1 por ciento o menos por hora. Este dato concuerda con los que se han considerado anteriormente (Rossel, Kochhar y Jawad, 1981; Jawad, Kochhar y Hudson, 1983b). Calentar los aceites al aire, en condiciones de fritura simulada, ha conducido a tipos similares de ácidos grasos isomerizados (Grandgirard, Sebedio y Fleury, 1984; Grandgirard y Juillard, 1987; Sebedio, Grandgirard y Provost, 1988). No se ha descrito la formación de isómeros de posición (esto es, dobles enlaces desplazados a lo largo de la cadena de ácidos grasos) del ácido linoleico y linolénico en condiciones de desodorización/refinado físico. Dimerízación y polimerización. En la Figura 5.1 se han incluido datos cuantitativos sobre la formación de compuestos poliméricos en el aceite de soja blanqueado (Jawad, Kochhar y Hudson, 1983b). Hasta cerca de 260 °C, su tasa de formación parece ser baja; alrededor de 260 °C, el aumento es más rápido. Tendencias similares fueron observadas por Eder (1982). Sólo a 270 °C se observó un aumento rápido de la cantidad de triacilglicéridos. La desodorización del aceite de soja a escala comercial (2 x 51 min a 240 °C) dio como resultado un aumento entre el 0,5 y el 0,8 por ciento de los triacilglicéridos poliméricos. Cuando la temperatura se elevó a 270 °C en una de las bandejas del desodorizador, se encontró un 1,5 por ciento de polímeros. Esto sugiere que el contenido en dímeros y polímeros de triacilglicéridos de los aceites y grasas debidamente refinados normalmente no supera el 1 por ciento en peso. Strauss, Piater y Sterner (1982) realizaron estudios toxicológicos en ratones alimentados con concentrados (24 ó 96 por ciento) de dímeros (incluidos polímeros) de triacilglicéridos aislados a partir de aceite de soja que se había desodorizado a 220 °C durante 3,5 h y a 270 °C durante 1 h, y que contenía un 1,5 por ciento en peso de dímeros. Se vio que la toxicidad aguda era baja, con una DL50 de aproximadamente 18 g/kg de peso corporal. La administración del concentrado de dímeros durante un período largo de tiempo (12 meses, 15 por ciento en peso del concentrado al 24 por ciento en la dieta) no reveló ninguna diferencia significativa con respecto al grupo de control. Se vio que la absorción de los dímeros de ácidos grasos era bajo. Por lo tanto,