ES2872957T3 - Método para reducir el contenido de ésteres de 3-MCPD/glicidílicos en aceites - Google Patents
Método para reducir el contenido de ésteres de 3-MCPD/glicidílicos en aceites Download PDFInfo
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Abstract
Un proceso para la producción de un aceite refinado que tiene un contenido reducido de ésteres de 3-MCPD y/o ésteres glicidílicos caracterizado por que comprende someter un aceite a las siguientes etapas, en orden: (a) una etapa de decoloración, (b) una etapa de desodorización, y (c) una etapa de decoloración final con arcilla decolorante activada, y (d) una etapa de desodorización final se realiza a al menos 40 °C menos que la de la etapa de desodorización (b) y la etapa de desodorización final (d) se realiza a una temperatura inferior a 180 °C.
Description
DESCRIPCIÓN
Método para reducir el contenido de ásteres de 3-MCPD/glicidílicos en aceites
Campo de la invención
La presente invención se refiere al proceso para preparar composiciones de aceite refinado que tienen un contenido muy bajo de ásteres de 3-MCPD y/o de ásteres glicidílicos.
Antecedentes de la invención
Los aceites en bruto, tal como se extraen de su fuente original, no son aptos para el consumo humano debido a la presencia de niveles elevados de contaminantes, tales como ácidos grasos libres, fosfátidos, jabones y pigmentos, que pueden ser tóxicos o pueden provocar un color, olor o sabor indeseables. Por lo tanto, los aceites en bruto se refinan antes de su uso. El proceso de refinado típicamente consiste en tres etapas principales: desgomado, decoloración y desodorización. Un aceite obtenido después de la finalización del proceso de refinado (denominado “aceite refinado” ) se considera normalmente apto para el consumo humano y, por lo tanto, puede usarse en la producción de cualquier número de alimentos y bebidas.
Desgraciadamente, ahora se ha descubierto que el propio proceso de refinado contribuye a la introducción, en el aceite refinado, de niveles elevados de ásteres de ácidos grasos de 3-monocloropropano-1,2-diol (ásteres de 3-MCPD) y ásteres glicidílicos, típicamente en una cantidad de aproximadamente 10-25 ppm. Los ásteres de 3-MCPD y los ásteres glicidílicos se producen como resultado de la exposición de los aceites a temperaturas elevadas durante el procesamiento, en particular durante la desodorización. Tanto los ásteres glicidílicos como los ásteres de 3-MCPD están asociados con un posible efecto carcinógeno. En particular, existe el riesgo de que los ásteres de 3-MCPD se conviertan en 3-MCPD libre en el organismo durante la digestión. Se sabe que el 3-MCPD libre, cuando está presente en el organismo a concentraciones elevadas, provoca hiperplasia (aumento del recuento de cálulas) en los túbulos renales de los animales lo que, a su vez, puede conducir a la formación de tumores. Se observa un efecto similar para los ásteres glicidílicos que se convierten en glicidol libre en el organismo. Por ello, los equipos de expertos científicos de la UE, la Organización Mundial de la Salud y la Organización para la Agricultura y la Alimentación han establecido una ingesta diaria tolerable (IDT) de 2 microgramos de 3-MCPD libre por kilogramo de peso corporal para los seres humanos.
Suponiendo que todos los ásteres de 3-MCPD presentes en los aceites refinados se convirtieran en 3-MCPD libres, se ha calculado que un hombre que consuma 100 g de margarina vegetal al día podría superar la IDT anterior hasta cinco veces. De forma similar, un bebá alimentado con leche de fórmula (que contiene aproximadamente 25 % de grasa en peso) podría estar superando la IDT hasta en 20 veces.
Por lo tanto, aunque todavía existe mucha incertidumbre en torno al efecto de los ásteres de 3-MCPD y los ásteres glicidílicos en el cuerpo humano, varios organismos reguladores, incluido por ejemplo, el Instituto Federal Alemán de Evaluación de Riesgos, han recomendado, no obstante, que se hagan esfuerzos para reducir los niveles de ásteres de 3-MCPD y ásteres glicidílicos en los aceites refinados. Por lo tanto, se ha realizado un esfuerzo concertado, en la industria del procesamiento de aceite, para identificar formas de reducir los niveles de ásteres de 3-MCPD y ásteres glicidílicos en los aceites refinados.
Hasta la fecha, se han sugerido dos enfoques principales: el primero implica la obtención de aceites en bruto que tengan niveles muy bajos de precursores de 3-MCPD, lo que significa que el aceite refinado final tendrá naturalmente un nivel de ásteres de 3-MCPD inferior al de un aceite refinado convencional. Desgraciadamente, esta solución es cara e insostenible en grandes volúmenes debido a la falta de fuentes disponibles de aceite de “contenido bajo de 3-MCPD” . Por ello, el principal mátodo utilizado en la industria para reducir el contenido de ásteres de 3-MCPD ha sido usar la desodorización a temperatura baja para reducir la tasa de conversión de los precursores de 3-MCPD en ásteres de 3-MCPD. Desgraciadamente, incluso a las temperaturas más bajas posibles (siendo necesaria una temperatura mínima para mantener la seguridad alimentaria), se formarán ásteres de 3-MCPD en cantidades que superan los niveles máximos deseados por la industria alimentaria. Por supuesto, esto podría solucionarse parcialmente combinando la desodorización a temperatura baja con aceites en bruto de contenido bajo de 3-MCPD, pero esta solución seguirá adoleciendo de los obstáculos y costes asociados a la obtención de dichos aceites.
En WO2010/036450 (Süd-Chemie) se hace una sugerencia adicional para reducir el contenido de ásteres de 3-MCPD. Se basa en un proceso de refinado modificado que usa una decoloración muy intensiva (con cantidades elevadas de arcillas decolorantes). Lamentablemente, esta solución tiene un coste prohibitivo para su uso a escala industrial y no es suficientemente eficaz: los niveles de ásteres de 3-MCPD no se reducen lo suficiente y, por otra parte, el proceso da como resultado párdidas de rendimiento elevadas para el aceite en general.
Se ha observado que la decoloración puede provocar una reducción de los niveles de ásteres de 3-MCPD (váase WO2011/069028A1). Sin embargo, la decoloración tambián aumenta el contenido de ácidos grasos libres y afecta
negativamente al sabor. Por lo tanto, debe ir seguida de una etapa de refinado adicional, típicamente desodorización, para que el aceite sea apto para el consumo.
Francke describe en LWT Food Science and Technology 42 (2009) páginas 1751 a 1754 la influencia del proceso de refinado químico en el contenido de 3-MCPD unido en el aceite de palma y el aceite de colza.
Strijowski describe en una presentación recuperada de Internet (http://www.ovid-verband.de/fileadmin/user upload/ovidverband.de/downloads/OVID BLL Informationsveranstaltung Vortrag Strijowski DIL.pdf?PHPSESSID=eeaa3c941cab19 9a5e88e453667654a6) la reducción de sustancias formadoras de 3-MCPD en aceites vegetales por adsorción superficial.
Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad en la industria de identificar un método eficiente y eficaz para producir aceites refinados con un sabor aceptable y con niveles muy bajos de ésteres de 3-MCPD y/o de ésteres glicidílicos. La presente invención proporciona un proceso de este tipo.
Sumario de la invención
Según la presente invención, se proporciona un proceso para la producción de un aceite refinado que tiene un contenido reducido de ésteres de 3-MCPD y/o ésteres glicidílicos caracterizado por que comprende someter un aceite a las siguientes etapas, en orden: (a) una etapa de decoloración, (b) una etapa de desodorización, (c) una etapa de decoloración final con arcilla decolorante activada, y (d) una etapa de desodorización final, en donde la etapa de desodorización final (d) se realiza a una temperatura al menos 40 °C inferior a la de la etapa de desodorización (b), a una temperatura inferior a 1800C.
Según ciertas realizaciones, los procesos anteriores pueden comprender además una etapa de tratamiento alcalino seleccionada de una etapa de refinado alcalino y una etapa de interesterificación alcalina.
Descripción detallada
La presente invención proporciona un proceso para la producción de aceites refinados que tienen un contenido reducido de ésteres de 3-MCPD y/o de ésteres glicidílicos.
Los aceites refinados son aceites que se han sometido a un proceso de refinado total y son aptos para su uso en su aplicación final designada. En particular, serán aptos para el consumo humano. Tradicionalmente, el refinado ha incluido al menos una etapa de desgomado, una etapa de decoloración y una etapa de desodorización, aunque también pueden usarse otras etapas de refinado. Un aceite no refinado (es decir, un aceite que no se ha sometido a ninguna etapa de refinado) se denominará aceite en bruto o virgen. Dichos aceites en bruto pueden obtenerse mediante la extracción con disolventes (tales como hexano) seguida de la evaporación del disolvente. La mezcla de aceite y disolvente se denomina micela pero, para simplificar, en la presente memoria también se denominará “aceite en bruto” . Un aceite parcialmente refinado es aquel que se ha sometido a una o más etapas de refinado pero que aún no es apto para su uso en su aplicación final. Cuando el término “aceite” se usa solo, sin prefijo, puede referirse a un aceite no refinado, parcialmente refinado y/o totalmente refinado, resultando evidente su significado a partir del contexto.
Procesamiento especial
La presente invención proporciona un proceso según las reivindicaciones para la producción de un aceite refinado que tiene un contenido reducido de ésteres de 3-MCPD y/o de ésteres glicidílicos.
El proceso comprenderá someter un aceite a las siguientes etapas, en orden: (a) una etapa de decoloración, (b) una etapa de desodorización, (c) una etapa de decoloración final con arcilla decolorante activada, y (d) una etapa de desodorización final, en donde la desodorización final de la etapa (d) se realiza a una temperatura al menos 40 0C inferior a la de la desodorización de la etapa (b), la desodorización final se realizará a una temperatura de menos de 180 0C, incluso más preferentemente a una temperatura de 160 0C o menos, por ejemplo, a una temperatura en el intervalo de 140-160 0C o 130-160 0C. Cuando se realiza en dichas condiciones, la desodorización final se denominará “etapa de desodorización suave” .
Preferentemente, la etapa de decoloración final se realizará a una temperatura de 70 °C o menos, por ejemplo, a una temperatura en el intervalo de 50-70 0C. De forma ideal, se realizará en un entorno con poco oxígeno. Se entenderá por entorno con poco oxígeno un entorno o configuración capaz de reducir significativamente el contacto del aceite con el oxígeno. Preferentemente, el entorno con poco oxígeno estará sustancialmente desprovisto de oxígeno. La etapa de decoloración final puede realizarse, por ejemplo, en un gas inerte (p. ej., en atmósfera de nitrógeno) o en una columna de lecho fijo (o sistemas de filtros estructurados similares).
Decoloración
La decoloración es un proceso por el que se retiran impurezas para mejorar el color y el sabor del aceite. Típicamente, se realiza antes de la desodorización. La naturaleza de la etapa de decoloración dependerá, al menos en parte, de la naturaleza y la calidad del aceite que se va a decolorar. Generalmente, un aceite en bruto o parcialmente refinado se mezclará con un agente decolorante que se combina con productos de oxidación (p. ej., peróxidos), trazas de fosfátidos, trazas de jabones, pigmentos y otros compuestos, para permitir su retirada. La naturaleza del agente decolorante puede seleccionarse para que coincida con la naturaleza del aceite en bruto o parcialmente refinado para obtener un aceite decolorado deseable. Los agentes decolorantes generalmente incluyen arcillas decolorantes naturales o “ activadas” , también denominadas “tierras decolorantes” , carbón activado y diversos silicatos. Un experto será capaz de seleccionar un agente decolorante adecuado de los que están disponibles en el mercado basándose en el aceite que se va a refinar y en el uso final deseado de ese aceite.
Los procesos de la presente invención incluirán al menos dos etapas de decoloración. La etapa de decoloración final va seguida de una etapa de desodorización, estas pueden ser iguales o similares (p. ej., con los mismos agentes decolorantes y realizadas en condiciones similares); la etapa de decoloración final podría ser incluso más intensa que la anterior o anteriores. Preferentemente, sin embargo, la etapa de decoloración final será una etapa de decoloración suave, es decir, menos intensa que la anterior o anteriores. Por ejemplo, la etapa de decoloración final puede realizarse con menos agente decolorante (o menos agente decolorante activo), a temperaturas más bajas y/o con un tiempo de retención reducido, o en un equipo de decoloración que tendrá menos repercusión en el sabor y en la formación de ácidos grasos libres (es decir, en un entorno con poco oxígeno como se ha descrito anteriormente).
Por lo tanto, el proceso de la presente invención incluirá una primera etapa de decoloración seguida de una primera etapa de desodorización y una etapa de decoloración final que va seguida de una etapa de desodorización final según las reivindicaciones.
Desodorización
La desodorización es un proceso por el que se retiran los ácidos grasos libres (AGL) y otras impurezas volátiles mediante el tratamiento (o “ arrastre por vapor” ) de un aceite en bruto o parcialmente refinado con vapor, nitrógeno u otros gases inertes. El proceso de desodorización y sus múltiples variaciones y manipulaciones son bien conocidos en la técnica y la etapa o etapas de desodorización de la presente invención pueden basarse en una única variación o en múltiples variaciones de las mismas.
Por ejemplo, los desodorizadores pueden seleccionarse de una amplia diversidad de sistemas disponibles en el mercado, incluidos tanto desodorizadores de cámaras múltiples (tales como los comercializados por Krupp de Hamburgo, Alemania; De Smet Group, S.A. de Bruselas, Bélgica; Gianazza Technology s.r.l. de Legnano, Italia; Alfa Laval AB de Lund, Suecia, u otros) como desodorizadores de bandejas múltiples (tales como los comercializados por Krupp, DeSmet Group, S.A. y Crown Ironworks de los Estados Unidos).
Si el proceso de la presente invención incluye dos (o más) etapas de desodorización, se usará típicamente un desodorizador separado para cada etapa de desodorización. Cada desodorizador puede ser de la misma marca, tipo, configuración, etc. o pueden ser diferentes, a condición de que la desodorización final sea una etapa de desodorización suave según las reivindicaciones. Sin embargo, según una posible configuración, las desodorizaciones múltiples pueden realizarse en un único aparato de desodorización. Según esta realización, se proporcionaría una salida de aceite de manera que el aceite salga del desodorizador después de la desodorización inicial a temperatura elevada (por lo que se entiende que la desodorización inicial incluirá al menos una etapa de desodorización a temperatura elevada). Después, se decoloraría y se volvería a introducir en el desodorizador a través de una entrada colocada de manera que el aceite volviera a entrar en el desodorizador y se sometiera a una desodorización a temperatura menos elevada (es decir, una desodorización a una temperatura al menos 40 °C inferior a la temperatura de desodorización más elevada utilizada durante la desodorización inicial). Esto podría hacerse, por ejemplo, en un desodorizador de bandejas múltiples o de cámaras múltiples. En estos desodorizadores, se colocan intercambiadores de calor de manera que, por ejemplo, en la bandeja o cámara superior, los aceites se someten a desodorización a 270 °C En la siguiente bandeja o cámara, la temperatura de desodorización será de 250 °C, y así sucesivamente hasta que, en las bandejas inferiores, las temperaturas de desodorización sean de 140 °C o 120 °C Por lo tanto, la salida de aceite podría colocarse por debajo de un primer conjunto de bandejas/cámaras de manera que el aceite saliera del desodorizador después de la desodorización a 200 °C, por ejemplo. La entrada de aceite se colocaría entonces de manera que el aceite se volviera a introducir en una bandeja/cámara en la que se realiza la desodorización a 190 °C o menos. Después, se dejaría que continuase por las bandejas/cámaras hasta llegar al final/fondo del desodorizador.
La desodorización típicamente se realiza a temperaturas elevadas y a presión reducida para volatilizar mejor los AGL y otras impurezas. La temperatura y la presión precisas pueden variar en función de la naturaleza y la calidad del aceite que se va a procesar. La presión, por ejemplo, preferentemente no será superior a 1333 Pa (10 mm Hg) pero ciertas realizaciones pueden beneficiarse de una presión inferior o igual a 666 Pa (5 mm Hg), p. ej., 133-533 Pa (1-4 mm Hg). La temperatura en el desodorizador puede variarse según se desee para optimizar el rendimiento y la calidad del aceite desodorizado. A temperaturas más elevadas, las reacciones que pueden degradar la calidad del aceite transcurrirán más rápidamente. Por ejemplo, a temperaturas más elevadas, los ácidos grasos cis pueden
convertirse en su forma trans, menos deseable. El funcionamiento del desodorizador a temperaturas más bajas puede minimizar la conversión de cis a trans, pero generalmente tardará más tiempo o requerirá más medio de arrastre por vapor o una presión menor para retirar el porcentaje requerido de impurezas volátiles. Por ello, la desodorización típicamente se realiza a una temperatura en un intervalo de 200 a 280 0C, siendo útiles para muchos aceites temperaturas de aproximadamente 220-270 °C (nota: las temperaturas reflejan las temperaturas alcanzadas por los aceites en el desodorizador en lugar de, por ejemplo, la del vapor utilizado durante el proceso).
Según la presente invención, la etapa de desodorización final se realizará a una temperatura al menos 40 0C inferior a la de la primera etapa de desodorización. La etapa de desodorización final se realizará a una temperatura de menos de 180 0C, más preferentemente a una temperatura de 160 0C o menos, por ejemplo, a una temperatura en el intervalo de 140-160 0C o 130-160 0C.
Por lo tanto, el proceso de la presente invención incluirá una primera etapa de decoloración y una primera etapa de desodorización, seguidas de una etapa de decoloración final con arcilla decolorante activada y, opcionalmente, una etapa de desodorización final según las reivindicaciones. También puede incluir una o más etapas de tratamiento alcalino.
Tratamiento alcalino
Según una realización preferida, el proceso de la presente invención también puede incluir una o más etapas de tratamiento alcalino. La expresión “tratamiento con álcali” , como se usa en la presente memoria, no debe entenderse como referencia únicamente al proceso tradicional de refinado químico conocido como “ refinado alcalino” , sino, en cambio, a cualquier tratamiento del aceite con un álcali (es decir, a cualquier proceso en el que el aceite en bruto o parcialmente refinado se pone en contacto con un álcali), como resultará evidente a continuación.
• Refinado alcalino
Según una realización específica, el tratamiento alcalino consistirá en una etapa de tipo refinado alcalino que comprende: (a) mezclar un aceite en bruto o parcialmente refinado con una solución alcalina acuosa para producir una mezcla de aceite parcialmente refinado y pasta de neutralización; (b) separar la pasta de neutralización (p. ej., usando una centrifugadora o un tanque de sedimentación); y (c) lavar el aceite parcialmente refinado (preferentemente con agua a una temperatura en el intervalo de 70-105 °C). El aceite lavado y parcialmente refinado puede entregarse entonces a la siguiente fase de refinado (nota: en el caso de la micela, el refinado alcalino dará como resultado una micela lavada y neutralizada que tendrá que someterse en primer lugar a evaporación antes de que el aceite pueda entregarse a la siguiente etapa de refinado).
Los álcalis que pueden usarse para el refinado alcalino típicamente serán álcalis fuertes, tales como el hidróxido de sodio o el carbonato de sodio. El hidróxido de sodio, por ejemplo, se usará preferentemente a una concentración de aproximadamente 25 %. Esta y otras variaciones posibles de la etapa de refinado alcalino resultarán evidentes para el experto en la técnica y, por lo tanto, no es necesario describirlas en detalle en la presente memoria.
Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que esta etapa de refinado alcalino permitirá retirar precursores de ésteres de 3-MCPD y/o ésteres glicidílicos del aceite en bruto o parcialmente refinado, reduciendo por lo tanto el número total de ésteres de 3-MCPD y/o ésteres glicidílicos formados durante el procesamiento adicional (p. ej., durante la desodorización). Por ello, cuando se usa, este tipo de etapa de tratamiento alcalino se realizará preferentemente antes de la primera etapa de desodorización, más preferentemente antes de la primera etapa de decoloración.
• Interesterificación alcalina
Según una realización adicional de la presente invención, la etapa de tratamiento alcalino puede ser una etapa de interesterificación alcalina, realizada poniendo en contacto un aceite en bruto o parcialmente refinado con un catalizador de interesterificación alcalina.
La interesterificación se usa para cambiar el perfil de acil-glicerol de un aceite (en particular, mediante el intercambio de ácidos grasos entre diferentes triglicéridos). De nuevo, sin pretender imponer ninguna teoría, se piensa que la etapa de interesterificación alcalina permite la retirada de los propios ésteres de 3-MCPD y/o ésteres glicidílicos de un aceite tratado. Por ello, cuando se usa, la etapa de interesterificación alcalina se realizará preferentemente después de la primera etapa de desodorización y, más preferentemente, antes de la etapa de decoloración final.
Se conocen en la técnica varios catalizadores de interesterificación alcalina. Estos incluyen, a modo de ejemplo solamente, alcoholatos de sodio y alcoholatos de potasio, tales como metóxido de sodio y/o etóxido de sodio; estearato de sodio; hidróxido de sodio e hidróxido de potasio. Cualquiera de estos puede usarse para los fines de la presente invención. Según una realización particular, se usa metóxido de sodio, preferentemente a niveles de aproximadamente 0,05 a 0,1 % en peso. De forma ventajosa, el aceite que ha de tratarse se pondrá en contacto con el catalizador de interesterificación
alcalina al vacío y a una temperatura comprendida en el intervalo de 80 a 120 ‘ C. El contacto se mantendrá preferentemente durante 30 a 90 minutos. Esto típicamente dará como resultado una interesterificación total del aceite, aunque cabe señalar que no se considera necesaria la interesterificación real para conseguir niveles reducidos de ásteres de 3-MCPD.
Según una realización particular, el proceso de la presente invención puede incluir múltiples etapas de tratamiento alcalino. Por ejemplo, puede incluir una etapa de tipo refinado alcalino antes de la primera desodorización y una etapa de interesterificación alcalina posterior a la primera desodorización. Otras permutaciones posibles resultarán evidentes para un experto en la técnica.
Por lo tanto, a modo de ilustración, las realizaciones posibles de la presente invención incluyen:
(I) someter un aceite a (a) una etapa de refinado alcalino, (b) una etapa de decoloración, (c) una etapa de desodorización, (d) una etapa de decoloración final, y (e) una etapa de desodorización final suave según las reivindicaciones.
(II) someter un aceite a (a) una etapa de decoloración, (b) una etapa de desodorización, (c) una etapa de interesterificación alcalina, (d) una etapa de decoloración final, y (e) una etapa de desodorización final suave según las reivindicaciones.
(III) someter un aceite a (a) una etapa de refinado alcalino, (b) una etapa de decoloración, (c) una etapa de desodorización, (d) una etapa de interesterificación alcalina, (e) una etapa de decoloración final, y (f) una etapa de desodorización final suave según las reivindicaciones.
Etapas adicionales
Además de las etapas de refinado descritas anteriormente, el proceso de la presente invención puede incluir una o más etapas adicionales de refinado o tratamiento. Por ejemplo, el aceite en bruto o parcialmente refinado puede someterse a una o más etapas de desgomado. Puede usarse cualquiera de una diversidad de procesos de desgomado conocidos en la técnica. Uno de dichos procesos (conocido como “desgomado en agua” ) incluye mezclar agua con el aceite y separar la mezcla resultante en un componente de aceite y un componente de fosfátidos hidratados insolubles en aceite, en ocasiones denominado “goma húmeda” o “ lecitina húmeda” . Como alternativa, el contenido de fosfátidos puede reducirse (o reducirse adicionalmente) mediante otros procesos de desgomado, tales como el desgomado ácido (utilizando ácido cítrico o fosfórico, por ejemplo), el desgomado enzimático (p. ej., ENZYMAX de Lurgi) o el desgomado químico (p. ej., el desgomado SUPERIUNI de Unilever o el desgomado TOP de VandeMoortele/Dijkstra CS). Si se usa una etapa de desgomado, esta preferentemente precederá a la primera etapa de decoloración.
El proceso también puede incluir opcionalmente una o más etapas de neutralización (antes de la primera decoloración), cualquier tipo de desparafinado (en cualquier lugar del proceso), fraccionamiento (en cualquier lugar del proceso),
El proceso de la invención también puede incluir una o más etapas de modificación química o enzimática, incluidos por ejemplo, hidrogenación y/o interesterificación. La hidrogenación se realizará preferentemente antes de la primera etapa de desodorización o de la etapa de decoloración final. La interesterificación química se realizará preferentemente después de la desodorización inicial y antes de la desodorización final, si se usa. Si el aceite que se va a tratar según el presente proceso tiene un contenido de AGL relativamente bajo, también puede realizarse antes de la desodorización inicial. La interesterificación enzimática puede realizarse en cualquier punto del proceso y preferentemente se realizará con una enzima lipasa. De forma ventajosa, se ha descubierto que cuando se realiza después de la etapa de desodorización inicial, la interesterificación enzimática podría usarse como alternativa a la segunda etapa de decoloración, o podría realizarse al mismo tiempo, en el mismo proceso (p ej., por lotes o en una columna de lecho fijo).
El proceso también puede incluir, o incluso ir precedido o seguido de, una o más etapas de mezcla. Puede ser deseable, por ejemplo, mezclar aceites de diferentes tipos o de múltiples fuentes. Por ejemplo, se podrían mezclar varios aceites en bruto o parcialmente refinados antes de la primera etapa de decoloración. Como alternativa, pueden mezclarse dos o más aceites refinados después de la etapa final de refinado o pueden mezclarse aceites parcialmente refinados en una etapa intermedia.
Son posibles muchas permutaciones y variaciones del presente proceso. Estas resultarán evidentes para un experto dependiendo de la naturaleza del aceite en bruto que se use como material de partida y/o del tipo de aceite refinado que se produzca y su uso final deseado. La única restricción que se impondrá es que el aceite no debe someterse a ninguna etapa de tratamiento, después de la etapa de refinado final suave (es decir, decoloración y/o desodorización), que podría aumentar significativamente los niveles de ésteres de 3-MCPD y/o de ésteres glicidílicos en el aceite por encima de un nivel objetivo.
Productos
El proceso según las reivindicaciones proporciona un aceite refinado que tiene un contenido reducido de ásteres de 3-MCPD y/o de ásteres glicidílicos. Los aceites refinados pueden proceder de aceites en bruto o parcialmente refinados de cualquier tipo, fuente u origen. Pueden derivar, por ejemplo, de una o más fuentes vegetales y/o animales y pueden incluir aceites y/o grasas de un único origen o mezclas de dos o más aceites y/o grasas de diferentes fuentes o con diferentes características. Pueden derivar de aceites convencionales o de aceites especiales tales como aceites de contenido bajo en 3-MCPD, de aceites y/o grasas modificados o sin modificar (es decir, de aceites en su estado natural o aceites que se han sometido a una modificación química o enzimática o a fraccionamiento), etc. Preferentemente, derivarán de aceites vegetales o mezclas de aceites vegetales. Los ejemplos de aceites vegetales adecuados incluyen: aceite de soja, aceite de maíz, aceite de semilla de algodón, aceite de palma, aceite de palmiste, aceite de cacahuete, aceite de colza, aceite de cártamo, aceite de girasol, aceite de semilla de sásamo, aceite de salvado de arroz, aceite de coco, aceite de canola y cualesquiera fracciones 0 derivados de los mismos. Según una realización particularmente preferida, los aceites refinados de la presente invención derivarán de aceite de palma.
Los distintos aceites contienen diferentes niveles de precursores de ásteres de 3-MCPD y de ásteres glicidílicos y, por lo tanto, dan origen a diferentes niveles de ásteres de 3-MCPD y ásteres glicidílicos después del procesamiento. Los aceites refinados obtenidos mediante el proceso de la presente invención tendrán un contenido reducido de ásteres de 3-MCPD y/o de ásteres glicidílicos, donde el tármino “ reducido” se refiere a un contenido de ásteres de 3-MCPD y/o de ásteres glicidílicos que es inferior al de un aceite correspondiente obtenido mediante refinado convencional (es decir, desgomado, decoloración y desodorización convencionales). Preferentemente, los aceites refinados tendrán un contenido combinado de ásteres de 3-MCPD y ásteres glicidílicos que es al menos 50 % inferior al del aceite correspondiente obtenido mediante refinado convencional. Más preferentemente, el contenido combinado de ásteres de 3-MCPD y ásteres glicidílicos será al menos 60 % inferior, más preferentemente al menos 70 % inferior, más preferentemente al menos 80 % inferior, más preferentemente al menos 90 % inferior.
Tomando como ejemplo el aceite de palma, cuando se refina mediante refinado físico convencional (desgomado, decoloración, desodorización), tiene un contenido combinado de ásteres de 3-MCPD y ásteres glicidílicos de 15 a 25 ppm. En comparación, un aceite de palma refinado obtenido según el proceso de la invención) tendrá un contenido combinado de ásteres de 3-MCPD y ásteres glicidílicos (“ M+G” ) de no más de 3 ppm, más preferentemente de no más de 2 ppm, más preferentemente de no más de 1 ppm, más preferentemente de no más de 0,5 ppm. Como alternativa, puede tener un contenido combinado de M+G de 1 a 3 ppm. Como alternativa, puede tener un contenido combinado de M+G de 1 a 2,5 ppm. Como alternativa, puede tener un contenido combinado de M+G de 0,3 a 1,7 ppm. Como alternativa, puede tener un contenido combinado de M+G de 0,5 a 1 ppm.
A menos que se especifique de cualquier otra manera, el contenido combinado de ásteres de 3-MCPD y ásteres glicidílicos se determinará mediante el Mátodo A (DGF Standard Methods Section C (Fats) C-III 18(09) Opción A. El contenido de ásteres de 3-MCPD solos puede determinarse mediante el Mátodo B (DGF Standard Methods Section C (Fats) C-III 18(09) Opción B). El contenido de ásteres glicidílicos puede calcularse, por lo tanto, como el resultado del Mátodo A menos el resultado del Mátodo B.
De forma ventajosa, el proceso de la presente invención será capaz de producir aceites con niveles indetectables de ásteres glicidílicos. Por “ indetectable” se entiende que cualesquiera ásteres glicidílicos que se midan estarán dentro del margen de error del mátodo de ensayo. Por ejemplo, el aceite refinado puede tener un contenido de ásteres glicidílicos de 0,05 ppm o menos, más preferentemente de 0,01 ppm o menos.
Los aceites refinados tambián tendrán, preferentemente, un contenido de AGL inferior a 0,1 %, más preferentemente inferior a 0,05 % en peso, para evitar olores y/o sabores molestos o desagradables. De hecho, los aceites refinados de la presente invención tendrán de forma ideal un valor de sabor, medido según el Mátodo C, de 8 o más, preferentemente de 9 o más.
Bebidas y productos alimenticios
Los aceites refinados obtenidos mediante el proceso de la presente invención pueden envasarse y comercializarse tal cual (es decir, como aceites de contenido bajo en ásteres de 3-MCPD/glicidílicos) o pueden mezclarse adicionalmente con uno o más aceites o composiciones de aceite y/o con uno o más de otros ingredientes, incluido, si se desea, con uno o más aditivos. Cuando los aceites refinados obtenidos mediante el proceso de la invención se mezclan con uno o más de otros aceites, estos serán preferentemente aceites desodorizados e, incluso más preferentemente, aceites refinados obtenibles según el proceso de la invención.
Estos aceites refinados y mezclas de aceites refinados pueden usarse para cualquier fin deseado, p. ej., en la industria alimentaria y de bebidas.
Los aceites refinados obtenidos mediante el proceso de la invención pueden usarse, por ejemplo, en productos de panadería (p. ej., pasteles, panes, masas, bollería, rebozados, etc.), productos culinarios (p. ej., caldos), productos
congelados (p. ej., pizzas, patatas fritas, etc.) o productos lácteos (p. ej., productos de queso, yogures, helados, etc.), en productos a base de grasa propiamente dichos (tales como margarinas o aceites para freír), en fórmulas infantiles, suplementos nutricionales y así sucesivamente, igual que cualquier otro aceite o mezcla de aceites. Los aceites refinados obtenidos mediante el proceso de la presente invención serán particularmente aptos para su uso en fórmulas infantiles y/u otros productos de nutrición infantil. Preferentemente, se usarán en productos de nutrición infantil para reemplazar otros aceites y/o grasas.
Métodos y ejemplos
Método C:
El sabor de los aceites y las grasas refinados es un criterio importante para juzgar la calidad del aceite; durante la cata se reconocen principalmente productos de oxidación.
• Área de cata
El área de ensayos de cata debe estar ubicada en un entorno limpio y neutro.
• Toma de muestras
Cada lote de aceites/grasas refinados debe evaluarse por su sabor. Se tomará una muestra representativa de un tanque para catar el aceite. La toma de la muestra debe realizarse según las instrucciones locales aplicables. Para tomar una muestra representativa puede ser necesario un lavado abundante suficiente. Si los aceites se almacenan antes de los ensayos, deben guardarse adecuadamente (es decir, no a temperaturas elevadas).
• Preparación de la muestra/materiales
Utensilios utilizados para la cata Vasos desechables
Fondo de color blanco Agua potable a 38 0C
Vasos limpios Microondas/horno
Cuando las botellas de muestreo están sucias por fuera o por dentro; vierta el aceite/grasa en un vaso de precipitados de vidrio, para evitar los sabores extraños de la botella sucia. Antes de comenzar la cata, las muestras deben estar a temperaturas específicas: los aceites vegetales se catan a temperatura ambiente; las grasas se catan a una temperatura de ± 50 0C (o 10 0C por encima del punto de fusión). Las grasas pueden calentarse en un horno o microondas para alcanzar esta temperatura.
• Métodos de ensayo de olores y sabores
1 o 2 miembros del panel de cata (que están formados y cualificados para catar aceites) deben catar el sabor de cada lote de aceites/grasas refinados. En primer lugar, deben limpiarse la boca con agua (moderadamente templada, aproximadamente a 38 0C) y evaluar el aceite/grasa en busca de olor (haciendo girar el aceite/grasa antes de olerlo). Después, se introducen en la boca 10 ml del aceite/grasa y se hacen rodar minuciosamente por toda la boca (al menos 10 s, sin tragar). Después, el aceite/grasa se escupe en un vaso desechable y se apunta cualquier regusto. Si es necesario someter a ensayo muestras adicionales, el catador debe aclararse la boca con agua templada (aproximadamente 38 0C) entre cada muestra.
Debe tenerse en cuenta lo siguiente: las grasas no deben almidonar en la boca, ni estar demasiado calientes, ya que esto influye en la sensación de sabor; para liberar los sabores en el aceite/grasa hay que aspirar de forma alterna algo de aire por la boca y hacerlo circular con la lengua; el ensayo de cata no debe realizarse en la media hora siguiente a fumar, beber café o comer. En general, la primera muestra no tendrá una puntuación tan buena. Esto se debe a que el catador tiene que superar la aversión de tomar aceite/grasa en la boca. Por lo tanto, se recomienda volver a catar la primera muestra después de haber catado 3 o 4 aceites/grasas.
• Evaluación
El aceite se evalúa usando una escala de puntuación para juzgar la calidad. Esta escala de valoración se basa en las escalas mencionadas en el AOCS Cg 2-83, y va de 1 a 10, siendo 8 o más lo que se considera bueno, es decir, que tiene un sabor insípido.
Se define como insípido un aceite/grasa que no tiene un sabor desagradable, lo que influye negativamente en el sabor del aceite. Esto no significa que el aceite no tenga sabor.
Ejemplo 1 (referencia)
Se sometió a refinado alcalino aceite de palma en bruto con AGL de 5,52 % (a escala industrial) usando una solución de hidróxido de sodio al 5,4 % (20 %). La neutralización se realizó mediante mezcla y centrifugación a 105 0C. El lavado después de la separación se realiza con agua al 10 % en las mismas condiciones. La decoloración con Taiko classic G al 1 % se realizó durante 37 min a 98 0C. La desodorización se realizó durante 50 min a 240 °C y 4 hPa (4 mbar) usando vapor rociado al 2 %.
De esta producción convencional se tomaron muestras, que mostraron en promedio: 0,65 ppm de 3-MCPD y 2,13 ppm de 3-MCPD+Glicidol (es decir, 0,99 ppm de glicidol).
Después de la 2a decoloración de este aceite con arcilla decolorante al 0,5 % (Taiko classic G) durante 30 min a 100 0C, el producto mostró 0,65 ppm de 3-MCPD y 0,66 ppm de 3-MCPD Glicidol. El sabor, sin embargo, tenía un fuerte sabor desagradable que sugería un aumento significativo de los niveles de AGL. Por lo tanto, se realizó un refinado físico adicional en condiciones convencionales que dio como resultado, en promedio, 3,43 ppm de 3-MCPD y 10,02 ppm de 3-MCPD Glicidol (lo que significa 4,42 ppm de Glicidol).
Ejemplo 2 (desodorización final suave) (referencia)
Un aceite de palma refinado con álcalis obtenido según la descripción anterior (sin la 2a decoloración y desodorización) se volvió a decolorar con arcilla decolorante al 0,5 % (Izegem BC) y se desodorizó a temperaturas de 183,7 0C, 188,1 0C y 196,3 0C, respectivamente. Los aceites obtenidos se analizaron y los resultados se muestran a continuación:
Como puede observarse en estos resultados, la etapa de refinado final suave da como resultado aceites con niveles muy bajos de ésteres de 3-MCPD y ésteres de glicidol. De hecho, a temperaturas de desodorización inferiores a 190 0C, los niveles de ésteres glicidílicos son eficazmente indetectables.
Ejemplo 3 (análisis de sabor)
En un sistema piloto para decoloración y desodorización, se decoloraron de nuevo 25 kg de aceite de palma refinado físicamente (aceite de palma RBD [refinado, decolorado y desodorizado] patrón) con Taiko classic G al 0,5 % a 100 0C. El producto se filtró y después se desodorizó a temperaturas entre 120 y 220 0C. En cada punto de ajuste, la temperatura se mantuvo durante 30 min, se tomó una muestra de sabor y después se aumentó la temperatura hasta el siguiente punto de ajuste. El análisis del sabor (según el Método C) se proporciona en la tabla a continuación, demostrando que, a partir de 140 0C, todas las muestras tenían un sabor tan bueno como el del aceite de palma RBD patrón y que, incluso a 120 0C, las muestras siguen teniendo un sabor muy bueno e insípido.
Ejemplo 4
En un sistema piloto de decoloración y desodorización, se decoloraron de nuevo 25 kg de aceite de palma refinado físicamente (RDB) con Taiko classic G al 0,5 % a 100 0C. El producto se filtró y se desodorizó a 140 0C. Los datos de sabor y 3-MCPD y Glicidol se proporcionan en la tabla a continuación, demostrando que, a 140 0C, el sabor era de nuevo tan bueno como el del aceite de palma RBD sometido a ensayo, y que los valores de 3-MCPD/Glicidol no volvieron a aumentar después de una desodorización adicional.
Ejemplo 5 (decoloración final suave)
Se realizó una decoloración de nuevo de 150 ml de aceite de palma RBD usando Taiko classic G al 0,2 %. La decoloración se realizó durante 30 min a 70 0C, 85 0C y 100 0C al vacío. Todas las etapas de llenado y filtración se realizaron en condiciones atmosféricas. La tabla a continuación muestra los datos de contenido de 3-MCPD y el análisis de sabor. Se pudo demostrar la ventaja de una temperatura más baja en la decoloración sobre el sabor.
(n.m. = no medido)
Ejemplo 6 (decoloración en un entorno con poco oxígeno)
Se realizó una decoloración de nuevo de 150 ml de aceite de palma RBD usando Taiko classic G al 0,2 %. La decoloración se realizó durante 1 h a 70 0C y 85 0C, al vacío. Todas las etapas de llenado y filtración se realizaron en atmósfera de nitrógeno. La tabla a continuación muestra los datos de contenido de 3-MCPD y el análisis de sabor. En atmósfera de nitrógeno, los resultados para el sabor fueron significativamente mejores. Incluso con un tiempo de decoloración prolongado, la decoloración no redujo la evaluación del sabor en comparación con el aceite de palma RBD sometido a ensayo, mientras que la retirada de glicidol fue total.
Ejemplo 7 (referencia)
A escala industrial, se interesterificaron químicamente 28 tm de aceite de palma RBD (desodorizado a 270 0C) usando metóxido de sodio al 0,1 % como catalizador de interesterificación. Después de 1 h de reacción a 95 0C, el catalizador se neutralizó con agua y se lavó. Después de la decoloración con BC al 0,5 % a 100 0C y la desodorización a 235 0C, el producto se volvió a decolorar y se desodorizó a 220 0C.
Claims (3)
1. Un proceso para la producción de un aceite refinado que tiene un contenido reducido de ásteres de 3-MCPD y/o ésteres glicidílicos caracterizado por que comprende someter un aceite a las siguientes etapas, en orden: (a) una etapa de decoloración, (b) una etapa de desodorización, y (c) una etapa de decoloración final con arcilla decolorante activada, y (d) una etapa de desodorización final se realiza a al menos 40 0C menos que la de la etapa de desodorización (b) y la etapa de desodorización final (d) se realiza a una temperatura inferior a 180 0C.
2. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el proceso comprende además una o más etapa de tratamiento alcalino.
3. Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores para producir aceite de palma refinado con un contenido combinado de ésteres de 3-MCPD ésteres glicidílicos de no más de 3 ppm, más preferentemente de no más de 2 ppm.
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