En la industria alimentaria y la bioquímica , la interesterificación (IE) es un proceso que reordena los ácidos grasos de un producto graso , típicamente una mezcla de triglicéridos . El proceso implica romper y reformar los enlaces éster C – O – C que conectan las cadenas de ácidos grasos con los núcleos de glicerol de las moléculas de grasa. Estas reacciones son realizadas por catalizadores inorgánicos, produciendo lo que se denomina interesterificación química (CIE) en la industria; o por enzimas , en la denominada interesterificación enzimática (EIE). [1]
Este proceso se utiliza normalmente para ajustar las características físicas de la grasa, como el punto de fusión y la plasticidad , para usos específicos. Se puede utilizar, por ejemplo, para convertir aceites en productos sólidos o semisólidos combinándolos con otras grasas sólidas. También se puede utilizar para evitar la separación de las fracciones sólidas en el aceite de palma y grasas láuricas , [2] lento enranciamiento , o crear aceites más adecuado para freír .
En comparación con otros procesos que se utilizan para el mismo propósito, como la hidrogenación , la interesterificación generalmente conserva la distribución original de ácidos grasos en el producto y, por lo tanto, se espera que conserve sus atributos nutricionales y de salud. Sin embargo, esas otras técnicas aún pueden aplicarse a las grasas de partida oa los productos de IE, y estos últimos pueden mezclarse con otras grasas. Además, algunos de los nuevos triglicéridos producidos por IE pueden fraccionarse (separarse) mediante cristalización controlada . [3]
Las grasas interesterificadas se utilizan en muchos productos alimenticios industriales, que incluyen galletas , galletas saladas , bizcochos, pasteles y glaseados , sustitutos de grasa lácteos, masa para pasteles, palomitas de maíz , pan plano y tortillas . [4]
Materia prima
Normalmente, la materia prima (producto de partida) es una mezcla de dos o más aceites.
En particular, un aceite vegetal insaturado se puede interesterificar con una versión completamente hidrogenada del mismo. Este procedimiento produce una grasa menos insaturada sin crear los ácidos grasos trans que se producirían por hidrogenación parcial. [3]
Proceso
Química
En principio, cuando la interesterificación se aplica a dos triglicéridos puros, cada uno con tres ácidos grasos idénticos (AAA y BBB), el resultado podría contener seis triglicéridos diferentes (AAA, AAB, ABA, ABB, BAB y BBB). El número es 6, en lugar de 2 3 = 8, debido a la simetría de la columna vertebral de glicerol. [5] El número es mucho mayor si la materia prima tiene tres o más ácidos grasos distintos.
Interesterificación "química"
La interesterificación denominada "química", el catalizador es un compuesto inorgánico como el metóxido de sodio . La reacción se lleva a cabo a altas temperaturas y crea tres subproductos ( jabones de sodio , ésteres metílicos grasos y monoglicéridos ) además de las grasas interesterificadas. [6]
Interesterificación enzimática
La interesterificación enzimática (IE) utiliza una enzima para romper y reformar los enlaces éster. Las enzimas más adecuadas para este proceso son la esterasa ; lipasa ; acilasa; aquellas enzimas que facilitan acidolisis reacciones, transesterificación reacciones, éster de síntesis o de intercambio de éster de reacciones; enzimas que tienen actividad fosfolipasa o proteasa , incluyendo actividad hidrolasa termoestable y termotolerante ; y polinucleótidos . [7] [8] [9] [10] [11]
Algunas enzimas romperán y reformarán los enlaces éster solo en las posiciones 1 y 3 (sp1 y sp3) del centro de glicerol, dejando los ácidos en la posición 2 (sp2) fijos. [5]
El proceso industrial de EIE más común obliga a la materia prima líquida a pasar por un reactor de lecho fijo, que normalmente contiene un lecho de purificación de aceite seguido de un lecho de enzimas. Este último tiene la enzima fijada sobre algún sustrato granular inerte. El primer lecho elimina las impurezas de la mezcla de aceite que podrían inactivar la enzima o afectar su desempeño. La actividad enzimática disminuye con el tiempo, por lo que el flujo debe controlarse y ajustarse cuidadosamente con el tiempo para mantener la conversión. [5]
Se pueden usar dos o más reactores en tándem, donde el primer reactor tiene la actividad enzimática más baja y absorbe la mayoría de las impurezas y compuestos dañinos. Esta secuenciación protege las enzimas más activas, que se encuentran en los últimos reactores . [12] [13]
EIE ha estado reemplazando a CIE porque tiene menos pasos de procesamiento, se puede llevar a cabo a temperaturas más bajas, no produce subproductos y tiene costos de producción más bajos. [14] [15] [12]
Ventajas
En comparación con las mezclas simples, las grasas interesterificadas tienen un rango de plasticidad más amplio, lo que significa que conservan sus propiedades físicas en un rango de temperatura más amplio, sin separación de sus componentes. [16] IE también puede utilizar una variedad más amplia de materias primas, como el aceite de soja , que proporcionan un mejor perfil de gestión de riesgos que el aceite de palma producido a nivel mundial.
Historia
El primer registro de interesterificación enzimática fue en 1844, cuando Théophile-Jules Pelouze publicó un estudio sobre la síntesis de un triglicérido mediante la esterificación del glicerol por el ácido butírico . [17] En 1920, Wilhelm Norman, quien también patentó la hidrogenación catalítica de ácidos grasos, obtuvo una patente para la interesterificación química de lípidos comestibles. [18] Este proceso se convirtió en una opción viable para la industria alimentaria, ya que mejoró la capacidad de untar y las propiedades de horneado de la manteca de cerdo común .
La interesterificación enzimática fue desarrollada en la década de 1970 por el equipo del Centro de Investigación de Unilever en Colworth House en Inglaterra. Su trabajo demostró que el uso de una enzima específica reordenaba de manera predecible los ácidos grasos en la columna vertebral de glicerol de un triglicérido en las posiciones 1 y 3. Esto proporcionó una gama ampliada de tipos de triglicéridos disponibles. [19]
Aún así, EIE permaneció en gran parte confinado a los laboratorios de investigación debido a los altos precios de las enzimas. Fue solo en la década de 2000 que las preocupaciones generales sobre los efectos en la salud de los ácidos trans llevaron a la industria a adoptar la interesterificación como reemplazo de la hidrogenación parcial (que ha sido el método de endurecimiento del aceite de elección, debido a su menor costo). [20] La adopción se vio facilitada en gran medida por el desarrollo de enzimas unidas a sustratos sólidos inertes como la sílice , por Novozymes y otras empresas. [15]
Ver también
- Hidrogenación
- Grasas trans
- Triglicéridos
Referencias
- ^ Instituto de mantecas y aceites comestibles (2006). "Grasas y aceites alimentarios" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 26 de marzo de 2007 . Consultado el 19 de febrero de 2009 .
- ^ Costales-Rodríguez, R .; Gibon, V .; Verhe, R .; De Greyt, W. (2009), "Interesterificación química y enzimática de una mezcla de estearina de palma: aceite de soja para una formulación baja en trans-margarina", J Am Oil Chem Soc , 86 (7): 681-697, doi : 10.1007 / s11746-009-1395-2
- ^ a b Kellens, Marc (2000). "Condiciones del proceso de interesterificación" . Consultado el 29 de enero de 2007 .
- ^ Hui, YH (2006), Manual de ciencia, tecnología e ingeniería de los alimentos, Volumen 1 , Boca Raton: Taylor & Francis, ISBN 1-57444-551-0
- ^ a b c "Interesterificación química frente a enzimática". De Greyt, Wim. Taller IUPAC-AOCS sobre análisis y producción de grasas, aceites y semillas oleaginosas, 6 de diciembre de 2004. Consultado el 20 de octubre de 2010.
- ^ Rousseau, D. (2002): "Los efectos de la interesterificación sobre las propiedades físicas de las grasas". Capítulo 13 de Propiedades físicas de los lípidos . Prensa CRC.
- ^ US 2001/0004462 Sugeria y col.
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- ^ a b Solicitud de EE. UU. 0138867 Dayton
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- ^ W. Hamm y R. Hamilton, editores (2000): Procesamiento de aceite comestible . ISBN 1-84127-038-5
- ^ a b T. L. Husum, LS Pedersen, PM Nielsen, MW Christensen, D. Kristensen y HC Holm (2003): " Interesterificación enzimática: ventajas del proceso y beneficios del producto " . Archivado 2006-01-04 en Wayback Machine . Servicio en línea de información sobre aceite de palma. Consultado el 20 de octubre de 2010.
- ^ Osório, NM; Dubreucq, E .; Da Fonseca, MM R .; Ferreira-Dias, S. (2009), "Operational Stability of Immobilized Lipase / acyltransferase during Interesterification of Fat Blends.", Eur J Lipid Sci Technol , 111 (4): 358-367, doi : 10.1002 / ejlt.200800194 , hdl : 10400.5 / 9067
- ↑ Chim Phys 10 (1844). Pelouze, J. Ann. Página 434.
- ^ DE 417,215 normando
- ^ Sabiduría, RA; Dunnill, P .; Lilly, MD; Macrae, A. (1984), "Interesterificación enzimática de las grasas: factores que influyen en la elección del soporte para la lipasa inmovilizada". Tecnología enzimática y microbiana , 6 (10): 443-446, doi : 10.1016 / 0141-0229 (84) 90093-0
- ^ "Recursos legales y de políticas sobre 'batallas ganables' de salud pública" Archivado el 31 de enero de 2011 en la Wayback Machine www.cdc.gov. Consultado el 20 de octubre de 2010.
enlaces externos
- Novozymes