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CULTIVOS OLEAGINOSOS Se denomina así al grupo de cultivos en los que la energía esta almacenada en la semilla o fruto en forma de aceite. Algunos de ellos como el maní por ej. pueden ser usados directamente como alimentos o exclusivamente procesados para obtener grasa o aceite y harina. CLASIFICACIONES ✓ Netamente oleaginosos y Proteoleaginosos ✓anuales- perennes ✓ uso del aceite comestibles (40 especies uso comestible) y no comestibles Su producción se ha expandido como respuesta a ❖ crecimiento de la población mundial ❖ aumento del nivel de vida ❖ avances tecnológicos Especies de uso a escala comercial se conocen desde hace miles de años soja, girasol, lino, colza, sésamo Especies mas recientes (domesticación incompleta),implementación es importante por la necesidad de diversificar por razones económicas y ecológicas (Lesquerella sp; Salvia hispanica L. Eruca sativa, etc.) No comestibles • Componentes tóxicos • Principios amargos • Niveles altos de ácidos grasos inusuales • Características físicas indeseables Tienen como destino la manufactura de productos: jabones, cosméticos, textiles, medicinas, resinas, naylon, plásticos adhesivos, insecticidas, pinturas, barnices, sustitutivos de ceras comunes, espumas de uretano, velas, petroquímica, ácidos grasos, fragancias sintéticas, aislamientos eléctricos, etc. Comestibles Inicialmente de origen animal Lípidos XIX y XX aceites vegetales importantes en la dieta ´20 1/3 del consumo ´60 incremento rendimiento 2009 521 mill t • En Argentina ´70 2,7 mill ha 2010 19,6 mill ha (soja y girasol) 2019 21,5 mill ha Industria y comercio Argentina 8° país productor de alimentos 5° país en valor de su exportaciones (ppales productos son: aceite y harina de soja-girasol y sus granos) Cadena de agroindustrial economía del país 1°sector Industria de granos oleaginosos I. Aceitera es estructuralmente exportadora ( 92%) China e India I. Harinas proteicas UE I. A se concentra en: Bs As. 12% - Sta Fe 76% y Córdoba 10% (sector con alto nivel de tecnificación y productividad, con alto impacto en el empleo) PRODUCTOS consumo de granos en forma directa por el hombre y alimentación animal es muy bajo fracción líquida ➢ 86 % destino a la industria (FAO) fracción sólida Aceites vegetales: son triglicéridos Los AG están formados por largas cadenas de carbonos con un grupo carboxilo terminal pueden ser saturados o no saturados Clasificación: según la UPAC • Nomenclatura abreviada: C seguida de 2 números, C 18:1 • Pto de vista biológico se numera desde el C omega Demanda de aceites con características específicas como consecuencia de cambios en la preferencia del consumidor o nuevos requerimiento de la industria • Demanda por alta proporción de AG monoinsaturado • Demanda creciente por aceites con AG de la flia omega • Demanda creciente de aceites no comestibles para productos industriales como: lubricantes, jabones, cosméticos, textiles, nylon, plásticos, adhesivos, insecticidas, pinturas y barnices Ej.: sulfonatos usados como detergentes domésticos Opciones: a) Cultivos de nuevas especies b) Transformaciones industriales de aceites c) Mejoramiento genético de cultivos tradicionales (ingeniería genética, mutagénesis) Fracción líquida Cada especie acumula lípidos de reserva en su fruto o semilla generando un tipo de aceite que varia según la concentración y calidad de los ácidos grasos que lo componen Composición promedio de ácidos grasos –principales oleaginosos de Argentina. (Fte: Windauer &Ploschuk, 2010) https://www.edualimentaria.com/grasas-colesterol-alimentos https://www.edualimentaria.com/grasas-colesterol-alimentos Grupos de AV según el perfil en ácidos grasos • Los aceites oleicos: + 50 % representado por oleico: girasol alto oleico, colza, oliva, maní • Los aceites linoleicos: al menos 50 % es linoleico: cártamo, girasol, germen de maíz, algodón • Los aceites linolénicos: suministran conjuntamente al organismo AG linoleico y AG linolénico en cantidades no despreciables- nuez, colza y soja- Los AV contienen otras sustancias liposolubles: tocoferoles (antioxidantes) , fitoesteroles (permiten determinar adulteraciones ej. delta 7-stigmasterol abunda en girasol y cártamo), compuestos fenólicos, colorantes (carotenos – clorofila) y sustancias tóxicas (gossipol) VALORACIÓN FÍSICO QUÍMICA Y SENSORIAL DE LOS ACEITES VEGETALES • Índice de saponificación mg de KOH necesario para saponificar 1 g de grasa. Determina el largo promedio de AG presentes. Es inversamente proporcional al peso molecular medio. • Indice de Iodo (II2) mg de iodo fijados por g de grasa. Estima el grado de insaturación. Medida de la cantidad de O2 capaz de absorber. A. no secante: menor a 100 ej. oliva, maní A. semi-secante: entre 100 y 150 girasol, colza, soja, cártamo, algodón A. secantes: mayor a 150 lino, tung • Enranciamiento • Viscosidad Tiene relación directa con la insatauración y la longitud de las cadenas. Disminuye ligeramente con mayor grado de insaturación. • Punto de fusión Es la temperatura a la cual la materia pasa de estado sólido a estado líquido . Aumenta a medida que las insaturaciones disminuyen. BIOSÍNTESIS • El aceite se forma a partir de los hidratos de carbono, en los tejidos de reserva de la semilla • Hidratos de carbono acetil- coenzima A (materia prima de la biosíntesis de los AG) • 1° paso: formación de la cadena de grasa saturada hasta el palmítico (16:0) denominada síntesis de novo (ausente mecanismos de desarturación) • 2° paso: mecanismo de alargamiento para producir el acido esteárico • 3° éste puede ser sometido a procesos de desaturación o ser alargado mas. ➢ La biosíntesis de AG no saturados no depende de la correspondiente de AG saturados (son 2 procesos que ocurren paralelamente) ➢ Contenido de AG saturado permanece constante independiente del contenido de aceite y grado de madurez de la semilla ➢ A medida que avanza la maduración cambia la relación entre oleico y linoleico ➢ En el proceso de formación de aceite participa una gran cantidad de agua (importante en la etapa de formación y llenado de grano) ➢ El aceite de la semilla y del pericarpio es elaborado en esas mismas partes de la planta 4 FASES EN LA ACUMULACIÓN DE ACEITE EN FRUTOS Y SEMILLAS. • 1° época de crecimiento en tamaño de frutos y semillas: el aceite es escaso y su formación lenta. • 2°: Los frutos y semillas han alcanzado sus dimensiones definitivas. La formación de aceite es rápida y alcanza su nivel máximo. • 3°: Es la de mayor duración, la formación se retrasa hasta que cesa por completo. La cantidad de aceite es estacionario y se hacen mas activos los cambios cualitativos. • 4°: Se caracteriza por una ligera disminución de la cantidad total de aceite. Influencia de las condiciones geográficas y ambientales • LATITUD: escasamente sobre la cantidad- notablemente sobre la calidad • Latitudes altas cantidad de AG no saturados más elevada • ALTITUD: el índice de yodo del aceite de la semilla aumenta con la altitud • Respecto a los cambios cualitativos según la situación geográfica, se observa que los AG con un solo enlace doble permanecen inalterados, los que tienen tres enlaces dobles son los más modificados, los de dos muestran un comportamiento intermedio • TEMPERATURA: en general los cambios de temperatura inciden en los contenidos de aceites e hidratos de carbono contenidos en las diferentes partes de la planta. • Meses calurosos mayor cantidad de HC • Meses con baja temperatura los HC disminuyen y se hace máximo el contenido de aceite. • La composición relativa de los AG cambia con la temperatura, cuando es elevada, aumentan los AG saturados, las bajas incrementan los AF insaturados, en especial los poliisaturados. • Suelo: su influencia es mas variable y menor que el clima • influye en la productividad y por lo tanto en la cantidad de aceite. La adición de fertilizante tienenescasa influencia • El N es la excepción, influye negativamente ya que está relacionado con la producción de proteínas, antagonistas de las grasas • Humedad Junto con la temperatura son determinante de la relación entre las distintas sustancias de reservas • A mayor humedad mayor contenido de aceite de la semilla y mayor I. de Yodo • Ciclo de cultivares, época de siembra y recolección y la densidad de plantas (es inverso el contenido de insaturados al incremento de espacio) Fracción sólida Denominada harina vegetal, su valor esta asociado a: ➢ la riqueza en proteínas ➢ bajo contenido en fibras ➢ Ausencia de compuestos tóxicos y antinutricionales Concentraciones promedio de harinas desgrasadas Procesamiento industrial Incluye varias etapas: A. Recepción, acondicionamiento y almacenamiento del grano (limpieza y secado en caso que sea necesario) B. Preparación del grano ( descascarado para algunos granos, reduce el coloreado ejemplos C. Tratamiento del grano (se tritura, calienta y acondiciona para la extracción del aceite. La T es de 80°C a 150°C) D. Extracción del aceite (1- por presión 2- por disolventes y 3- por sistema combinado. Actualidad se usa prensa continuas, a T ambiente, en frio o caliente entre 65°C y 72° C) E. Refinado (permite hacer apto para consumo el aceite en bruto). Se eliminan impurezas: resinas, mucilagos, ácidos grasos libres, gomas, pigmentos y cetonas Prensa o expeller Harinas de extracción Los residuos sólidos resultantes se clasifican de acuerdo al proceso de extracción: ➢ Tortas (residuo de la extracción de aceite con prensa no continua, contiene 2 a 4 % de aceite) ➢ Expellers (residuo de la extracción de aceite con prensa continua, contiene 2 a 4 % de aceite) ➢ Harinas de extracción ppiamente dichas (residuo de la extracción de aceite con solventes, contiene hasta 1% de aceite) Pellets (comprimidos realizados con los residuos de la extracción del aceite por cualquiera de los métodos de extracción) Industria oleoquímica ➢ Tiene como finalidad la transformación de aceites de diferentes especies oleaginosas con propiedades especificas (AG con características diferentes a la que proporciona el cultivo) ➢ Es fundamental para la producción de: esteres, alcoholes, sales grasas y aminas grasas para la elaboración de jabones, detergentes, cosméticos, etc. Solo algunas transformaciones son viables debido al costo (mercado dominado por la química del petróleo) ej. plástico Algunas transformaciones: ✓ Hidrolisis (reacción entre un aceite o grasa con agua en presencia de una agentes alcalinos, ácidos, a altas T y presiones- modificación mas importante de los aceites) ✓ Hidrogenación: forma de solidificar un aceite, implica disminución del grado de insaturación de los AG. Fabricación de margarinas. ✓ Oxidación: ozonólisis ( craqueo doble ligadura para AG de cadenas cortas: polímeros, plastificantes y lubricantes- nylon C22:1 en C11 y C13) epoxidación (AG en agentes plastificantes y estabilizantes de plásticos: polivinilos) ✓ Uso energético de los aceites: el Biodiesel Se trata de un ester sustituto del combustible diésel Se aprovecha la parte ester del Aceite vegetal a través de un proceso denominado transesterificación: catalizador Aceite + alcohol ester + glicerol + ácidos 20°C - 80°C ✓ Es energía renovable y biodegradable ✓ Impacto global sobre efecto invernadero 3 veces inferior al del gasoil
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