Transformaciones de las Grasas Vegetales

Alteraciones de las Grasas

Enranciamiento Hidrolítico

Consiste en la hidrólisis de los triglicéridos (por el enlace éster). Hay dos posibilidades de hidrólisis:

• Enzimático: lipasas que actúan sobre las grasas rompiendo los triglicéridos y liberando ácidos grasos.
• No enzimático: ácidos, bases o el calor favorecen el proceso de hidrólisis.

Los triglicéridos se liberan en glicéridos, ácidos grasos libres y glicerina; lo que produce una mayor acidez, sabores rancios y aromas típicos.

Enranciamiento Oxidativo

Consiste en una oxidación.

• Enzimática: lipooxigenasas que actúan en las grasas oxidando.
• Autooxidación: factores como el calor o temperatura, luz, oxígeno y cationes metálicos. Se trata de ácidos grasos insaturados, los cuales forman hidroperóxidos, aldehídos, cetonas, alcoholes y ácidos; se producen sabores y olores anómalos y radicales libres.

Fases:

• Iniciación: hay un doble enlace que es objeto de una oxidación por la luz o por la lipooxigenasa, que conduce a la oxidación de un radical libre (rompe el doble enlace, se traslada y se nos queda un enlace de átomo de carbono vacío). Intenta ocupar esa posición con lo que sea, el oxígeno se coloca ahí, reacciona, pero nos sigue dejando una valencia vacía (estamos formando radicales libres). A este radical lo llamaremos radical peróxido (siendo muy radiactivo), va a seguir intentando estabilizarse, pudiendo llegar a ciclarse, dando lugar a óxidos cíclicos.
• Propagación/Destrucción de Peróxidos: Otra posibilidad es capturar un hidrógeno y obtenemos el hidroperóxido (es un compuesto poco estable y va a tratar de reaccionar con otras moléculas). Si tenemos presencia de metales, puede ocurrir que reaccionen, transformando este peróxido en un alcóxido (se libera el grupo OH); luego da lugar a un grupo aldehído. Para estabilizarse, vuelve a captar oxígeno y así cierra el ciclo.
• Formación/Destrucción de Polímeros: esos radicales se descomponen en forma de aldehídos, cetonas, alcoholes que dan lugar a olores de rancidez y, a veces, lo que hacen cuando no tienen nada con que reaccionar es unir dos moléculas entre sí, formando polímeros (moléculas más grandes) y así se estabilizan. En el momento de la formación de polímeros se produce un aumento de la viscosidad. Cuando los polímeros bajan, la viscosidad aumenta. En las fases finales, los peróxidos se están descomponiendo.

Enranciamiento Cetónico

Es un enranciamiento propio de grasas saturadas. Se considera característico de grasas de origen animal. Además, este tipo de enranciamiento suele ocurrir por microorganismos. Se produce en aquellas sustancias que contienen agua y proteínas (como la mantequilla).

Transformaciones de las Grasas por Tratamientos

Tratamientos Térmicos

Modificaciones del estado sólido a líquido. Suele oscurecerse, aumenta la viscosidad, se forma espuma, disminuye el punto de humo (el aceite se descompone) y se forman compuestos tóxicos (intolerancias, lesiones hepáticas).

• Hidrólisis térmica: triglicéridos se hidrolizan en ácidos grasos, produciendo acidez y descomposición grasa (la glicerina se descompone en acroleína -> aceite que se recalienta mucho y es irritante).
• Polimerización térmica: se produce como consecuencia de las oxidaciones, se forman polímeros y otros ácidos grasos, dando lugar a viscosidad.
• Oxidación: se forman hidroperóxidos, ruptura de radicales libres (epóxidos y oxiácidos formando cetoácidos).

ACEITE DE SEMILLAS, LAS MÁS SENSIBLES (MAYOR CANTIDAD DE ÁCIDOS GRASOS POLIINSATURADOS)

Factores que Favorecen la Alteración Térmica de las Grasas

• Naturaleza de la grasa.
• Proporción de ácidos grasos libres y grado de insaturación.
• Superficie de contacto con el aire.
• Presencia de partículas extrañas.
• Riqueza en ácidos grasos insaturados.
• pH.
• Interacción con otros componentes del alimento.

Radiaciones Ionizantes

Producen un fenómeno llamado radiólisis (ruptura de las grasas por efecto de la radiación). Aplicamos radiación sobre las grasas en la industria como un método de conservación para alargar la vida útil de los alimentos, pudiendo producir algunos cambios químicos en el alimento: sobre las grasas se producen oxidaciones y cambios no oxidativos (radioliticos).

Método:

Tenemos la materia prima junto con radiaciones ionizantes, formando iones con moléculas excitadas. Posteriormente, se descomponen, dando lugar a radicales libres de distintos tipos: alquilo (R*), acilo (RCO*), aciloxi (RCOO*). Todos estos radicales se combinan entre sí formando aldehídos, cetonas, ésteres… Finalmente, tenemos la grasa en descomposición y también compuestos volátiles de olores desagradables. Por ello, las grasas no deberían someterse a la radiación ionizante.

Conclusión: los alimentos grasos no deberían conservarse por radiación.

Otros Tratamientos

Hidrogenación, dando lugar a la isomerización de la forma cis a trans, se forman los ácidos grasos trans.

Control Analítico de Grasas y Aceites

Parámetros Fisicoquímicos para la Identificación de Grasas

Caracteres Organolépticos

• Aspecto: homogéneo, limpio, transparente, mantenerse durante 24h a una temperatura de 20ºC.
• Color: cada aceite tiene un color propio, el aceite de oliva es verdoso, el aceite de palma es de color rojizo… Se utiliza el método de A.B.T.= azul de bromotimol; consiste en poner el colorante en presencia de unas soluciones de sales de fosfatos y hacemos una batería de tubos de ensayos poniendo distintas concentraciones (0, 1, 2, 3ml y del otro 50, 49, 48ml… una va a mayor y otra a menor), el azul de bromotimol va de amarillo a azul verdoso; posteriormente, tenemos una muestra problema y, mediante la observación, determinamos la concentración. CONSISTE EN UNOS PATRONES DE COLOR. Otra forma sería realizar el ensayo con un colorímetro.
• Olor, sabor: el único aceite que se puede caracterizar de esta manera es el aceite de oliva virgen (no está refinado), porque todos los demás aceites están refinados, por lo que quitamos todos los sabores y olores. Además, este aceite de oliva virgen es apreciado por tener olor y sabor. Es el único alimento que tiene recogido un análisis sensorial como método legislado desde la UE. La cata del aceite de oliva nos ayuda a caracterizar si es virgen o virgen extra. Se hace en salas de cata con catadores muy entrenados, con jueces, en unas condiciones ambientales controladas (cabinas) y en unas copas de cata normalizada. Estas copas son de color azul para que no se vea el color del aceite (en el aceite de oliva virgen podemos cometer errores, ya que este tiene un color verde y nos puede confundir). La copa se calienta con las manos del catador, quita el vidrio de reloj que tapa la copa y lo huele.
  • Positivos: Afrutado: atributo positivo siempre presente, es el abanderado de la calidad. Amargo, picante: atributos positivos, dependen del momento de recolección.
  • Negativos: Atrojado: atributo negativo, por almacenamiento inadecuado de aceituna. Moho: atributo negativo, por almacenamiento inadecuado de aceituna. Borras: parecido al estiércol, cuando se almacena el aceite en bodega y no se eliminan los fondos periódicamente. Pútrido: se debe a la presencia de diazina, por fermentación por bacterias anaerobias estrictas.

Propiedades Físicas

• Densidad: se utiliza el picnómetro. Se pesa el picnómetro vacío, luego con agua y luego con la muestra de aceite. D aceite = D agua · [(P aceite-P vacío)/ (P agua-P vacío)]. Para grasas sólidas se utiliza el picnómetro, pero solo se llena las 3 cuartas partes, la otra parte es con agua.
• Índice de refracción: mide el ángulo de desviación de la luz al atravesar un medio. Velocidad luz vacío/ Velocidad luz sustancia = sen α incidencia/ sen α’ incidencia. Se mide con el refractómetro, se pone una gota de la muestra, se cierra el equipo de tal manera que la gota queda presionada. Este aparato emite una luz de sodio a 589,3 nm de Na. Se mide a una determinada temperatura, si es diferente habrá que corregir dicha temperatura.
• Punto de fusión: un método es tubos capilares cerrados. Ponemos la grasa en el tubo capilar y en un baño termostatizado, vamos calentando progresivamente, en el momento que la grasa ha desaparecido o se vuelve transparente, este es su punto de fusión. Mediante el método de capilar abierto, utilizamos un tubo capilar en forma de U, de forma que introducimos la grasa, vamos calentando de forma muy lenta. Aquí tenemos en cuenta la temperatura inicial de fusión (desciende la grasa) y la temperatura final de fusión (grasa fundida).
• Puntos de humo, ignición y llama: la temperatura en la que se produce humo se llama punto de humo (se calienta la muestra). Si seguimos calentando, la muestra empieza a arder y se llama punto de ignición. Si seguimos calentando aún más, la muestra arde completamente, se llama punto de llama, combustión o encendido. Hay que tener en cuenta el índice de acidez. Los aceites con más ácidos grasos libres arden mejor (más baja es la temperatura que empieza a humear).
• Índice de yodo: nos mide el grado de instauración del aceite como número de átomos de yodo que se fijan a los dobles enlaces. Lo realizamos mediante el reactivo de Hanus. Se realiza de modo que la grasa con cloroformo y con el reactivo de Hanus, paralelamente se realiza el blanco; posterior se valora con tiosulfato sódico. NOS PERMITE IDENTIFICAR ACEITES.
• Índice de saponificación: hidroliza con sosa o potasa, rompe los ésteres (triglicéridos y los fosfolípidos) formando jabones. Los ácidos grasos no se van a hidrolizar, ni los esteroles, ni las vitaminas liposolubles, ni los pigmentos = INSAPONIFICABLES. El método consiste en una medida volumétrica, ponemos en contacto la grasa con una solución de potasa alcohólica. Luego la ponemos a reflujo (así se realiza la reacción de saponificación), después valoramos con ácido clorhídrico (medimos la cantidad de potasa que nos queda con la valoración y el indicador de fenolftaleína rosa->blanco). La diferencia entre blanco y problema me indica la cantidad de potasa gastada. Y= mg de KOH/g grasa.

Reacciones Específicas de Grasas

• Reacción de polibromuros: específico de semillas. La muestra se pone en éter de petróleo (contiene bromuros), esto da lugar a un precipitado amarillo que nos indica que estamos trabajando con un aceite de semillas.
• Reacción de Halphen: se produce por precipitación con el reactivo de disulfuro de carbono y alcohol amílico, estos reaccionan con los ácidos grasos característicos del aceite de algodón. Estos ácidos grasos reaccionan con el disulfuro de carbono y dan un precipitado rojo.
• Reacción de Bellier: específica del aceite de cacahuete. Se puede realizar para cualquier aceite. Se trata de saponificar el aceite con potasa, la ponemos en presencia de alcohol de 70º y en medio ácido (HCl), lo llevamos a calentar. Después de que calentamos, enfriamos despacio; al enfriar, algunos ácidos grasos precipitan (el aceite se enturbia). La temperatura en la que vemos el precipitado es el índice de Bellier. El aceite de oliva tiene un índice de Bellier < 11º, otros aceites entre 13-17º, el aceite de cacahuete tiene un índice de Bellier > 35º.

Métodos Instrumentales de Análisis de Grasas y Aceites

Espectrofotometría

• UV: índice de K₂₃₂, K₂₇₀ específicos para aceite de oliva. Para un aceite de oliva virgen, el K₂₃₂ va a dar <0,25, para aceite de orujo de oliva >0,25, <2,00 y para aceite de oliva >2,00, <0,90. >0,90. El método consiste en pesar 50mg de aceite con 10ml de ciclohexano y se lee a una longitud de onda de 270nm y 232nm. K₂₇₀ = E_1cm, absorbancia de una disolución al 1% de aceite de ciclohexano x el espesor de una cubeta de 1 cm.
• IR: podemos determinar ácidos grasos trans. A veces están presentes en las grasas hidrogenadas. Estos espectros son los que ponen de manifiesto la presencia de ácidos trans.

Cromatografía

Nos aporta información de compuestos.

• Papel
• Columna
• Capa fina
• Cromatografía de gases: podemos cuantificar perfectamente esteroles, ácidos grasos y otros componentes. Sobre todo, se utiliza con el fin de analizar los perfiles de los ácidos grasos. Para analizar una grasa tenemos que formar los ÉSTERES METÍLICOS, cogemos los ácidos grasos. Para hacer esta cromatografía tenemos que volatilizar (evaporar), así se evaporan completamente (ésteres metílicos). Los sistemas que se utilizan son de columna de tipo capilar, detectores FID, el gas portador es nitrógeno y utilizamos temperatura elevadas para evaporar las sustancias. Una vez inyectados, obtenemos distintos perfiles.

Análisis de Componentes Insaponificables

(Lo que no forma jabón, no podemos romper):

Lo primero aplicamos condiciones de saponificación (para quitar el saponificable y quedarnos con el insaponificable), luego cogemos el líquido, lo ponemos en un embudo de decantación en presencia de éter de petróleo (para disolver, en la fase de arriba (éter) sustancias orgánicas -> insaponificables, fase de abajo nos queda todo lo soluble en medio alcohólico -> ácidos grasos). Sobre el saponificable volvemos a añadir éter y lo volvemos a retirar, nos vamos quedando con el éter que hemos quitado antes (amarillo). Después lo lavamos con etanol hasta que dé reacción neutra, le ponemos sulfato sódico anhidro (por si tiene resto de agua), lo evaporamos y el residuo es el insaponificable aislado. Este insaponificable lo disolvemos en cloroformo y lo analizamos en TLC -> cromatografía en capa fina y por cromatografía de gases.

Parámetros Indicativos de la Calidad de la Grasa

Índice y grado de acidez:

El índice nos indica los ácidos grasos libres (enranciamiento hidrolítico) y el grado de acidez nos indica si hay alteración o no.

La práctica consiste en dos partes:

1. Tomar 40ml de alcohol-éter en un vaso de precipitados, posteriormente se ponen unas gotas de indicador de fenolftaleína y se neutraliza con NaOH (de incoloro a rosa).
2. Pesar 10 gramos de muestra, agregar la solución neutralizada anterior y valorar con NaOH (hasta rosa claro).

Índice de peróxidos: determina compuestos de oxidación (enranciamiento oxidativo).

Compuestos Indeseables

Naturaleza

Por su toxicidad en las grasas:

• Ácido erúcico: aceite de colza.
• Gosipol: aparece en el aceite de algodón, se elimina durante el refinado, pero debemos controlarlo.

Contaminantes

• Metales pesados.
• POPs: contaminantes orgánicos persistentes.
• Plaguicidas.
• HAP: hidrocarburos aromáticos policíclicos.

Ejercicios

1.- Una muestra de aceite etiquetado como “Aceite de oliva” presentó un índice de refracción 1,465, y un índice de yodo de 95 cg/g. Al añadirle CS₂ y alcohol amílico forma un precipitado rojo y por tratamiento con Br /éter da un precipitado amarillo. ¿Qué se puede decir respecto a la autenticidad de este aceite, con respecto a lo indicado en la etiqueta?

Aceite de oliva= mezcla de virgen y refinado. IR: no es correcto Índice de yodo: no es correcto Precipitado rojo: aceite de algodón y es positiva Prueba de bromo y éter= polibromuros (precipitado amarillo), por lo que es de semillas. ES UN FRAUDE YA QUE ES UN ACEITE DE ALGODÓN.

2.- En un análisis de rutina al azar sobre diferentes aceites comestibles se obtiene que una muestra etiquetada como “Aceite de girasol alto oleico” dio un índice de acidez de 0,3 %; un índice de yodo de 110 cg/g. Su índice de refracción fue de 1,470 y dio resultado negativo en la prueba de Halphen, obteniéndose un perfil de ácidos grasos en el que el 20 % de los mismos correspondió al ácido oleico; el 55 % al linoleico y el 5 % al linolénico. ¿Cree que el etiquetado de este aceite es veraz?

Aceite de girasol alto oleico= modificado por selección genética, para tener más oleico. Índice de acidez: 0,3 (no es de identificación) no significa que no sea de girasol, sino que indica que está un poco enranciado. Índice de yodo: 110 (sí nos identifica) IR: 1,470= girasol Negativo en la prueba de algodón Etiquetado: se acerca al 82%, por lo tanto, es girasol normal, ya que todas las pruebas nos apuntan y además da una rancidez mayor de lo que debería ser.

3.- A su laboratorio de análisis llega una muestra de una grasa de aspecto, olor y sabor aparentemente normales, etiquetada como “Aceite de soja”, que presentó un grado de acidez del 1%, índice de refracción 1,472 y un índice de yodo de 100 cg/g. Al añadirle CS₂ y alcohol amílico no apareció ningún precipitado; por tratamiento con Br/éter da un precipitado amarillo, y el índice de Bellier fue de 37ºC. ¿Cuál sería su informe sobre este análisis?

Aceite de soja: Acidez: 1% =, IR= 1,4722 No aparece precipitado= no es algodón. Precipitado amarillo= semillas IB= 37º nos diferencia el aceite de cacahuete de otros aceites Puede haber mezcla de soja y cacahuete, pero no es soja pura.