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Aula 9 2018 Tecnologia de Alimentos oleos e gorduras

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Mariana Duprat

on 15 October 2018

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Transcript of Aula 9 2018 Tecnologia de Alimentos oleos e gorduras

Profa. Mariana Duprat
Tecnologia de alimentos
Óleos e gorduras
Estão presentes em diversos alimentos:
Carnes e pescados;
Leite e derivados;
Frutos secos;
Cereais.
Para ser extraído precisa estar presente em, no mínimo, 12% da matéria-prima.
São substâncias de origem vegetal ou animal, insolúveis em água, solúveis em solventes orgânicos, com grande variedade estrutural, constituídas predominantemente de ésteres de ácidos graxos e glicerol, também chamados de glicerídeos.
Lipídeos
Conceito
Os ésteres são compostos orgânicos cujas moléculas possuem o grupo acilato (COO) ligado a dois radicais orgânicos (iguais ou não) ou a um radical orgânico e um hidrogênio.
É o produto da reação de um ácido (geralmente orgânico, como ácido graxo) com um álcool (o hidrogênio do ácido R-COOH é substituído por um grupo alquila R').

ÓLEOS x GORDURAS : QUAL A DIFERENÇA???
Distinguem-se pelo estado físico à temperatura de 20°C:

Óleos são líquidos (cadeias carbônicas são insaturadas)
Gorduras são sólidas ou pastosas (cadeias carbônicas são saturadas)

E os Azeites
São óleos obtidos de frutos (azeitona, dendê...)
Classificação dos ácidos graxos
Isomeria de ácidos graxos insaturados
Classificação de ácidos graxos
Os ácidos graxos diferem entre si pelo número de carbonos da cadeia e também pelo numero de ligações duplas entre átomos de carbono da cadeia (insaturação)
Ác. palmítico

Ác. esteárico

Ác. oleico

Ác. linoleico

Ác. linolênico
Composição de ácidos graxos de alguns óleos e gorduras
A grande maioria dos óleos naturais as ligações duplas entre átomos de carbono ocorrem com isomeria cis



Esta configuração geralmente produz uma "dobra" que evita o "empacotamento" das moléculas


Nos óleos e gorduras os ácidos graxos podem ser encontrados nas formas

Mono- acilglicerídeos;

combinada: di-acilglicerídeos e tri- acilglicerídeos, os principais compostos dos óleos e gorduras (95%)
Triacilglicerideo
Diacilglicerídeo
Monoacilglicerideo
Fosfolipídeo (lecitina)
São formados a partir da reação de isomerização dos respectivos isômeros cis, em uma adaptação a mudanças no meio (temperatura, presença de substancias reativas)
Está presente em pequenas quantidades nos ácidos graxos de óleos e gorduras vegetais, em teores relativamente maiores em óleos e gorduras de origem animal e em grande quantidade nas gorduras modificadas pelo processo de hidrogenação.
Isomeria Trans
Isomeria trans
Ácidos graxos trans também são formados a partir da isomerização de ácidos graxos cis presentes em óleos vegetais em dois processos induzidos termicamente:

A desodorização industrial, que visa à remoção de componentes voláteis de sabor e odor indesejáveis;

A reutilização prolongada de óleos na fritura de alimentos (Wolff, 1994; Martin e cols., 2005), sendo os acidos graxos moniinsaturados mais estaveis à temperatura que os poliinsaturados.
oleico
Extração de óleos
Operações unitárias básicas envolvidas na extração:

• Prensagem mecânica;
• Extração à solvente ou química;
• Autoclave (Óleo de origem animal)
Prensagem mecânica
O processo de prensagem é um dos processos mais antigos de extração de óleos e gorduras;
Atualmente consiste em uma extração em prensas contínuas, nas quais os grãos ou frutos entram em parafusos tipo roscas que comprimem e movimentam o material para frente;
Ao final deste processo são obtidos dois materiais:

Torta: Parte sólida resultante da prensagem;

Óleo ou gordura brutos: parte liquida resultante da prensagem, que pode conter partículas sólidas resultantes da prensagem.

Este óleo ou gordura bruto passa, então, por um processo de filtragem num equipamento chamado filtro-prensa.
Oleo virgem extra virgem





O extravirgem possui uma qualidade superior tendo em vista que quando o óleo é submetido a uma temperatura mais alta ocorrem reações de hidrólise e degradação térmica dos triacilglicerídeos, aumentando a acidez do produto (maior teor de ácidos graxos livres).
Virgem ou extravirgem
Obtenção de Óleos por Extração Química
Após a prensagem mecânica a torta resultante passará pelo processo de extração por solvente;
Esse processo é necessario quando a fonte oleaginosa apresenta pouca quantidade de óleo;

Consiste em quatro etapas:
1º. Degomagem: Neste processo, adiciona-se água ao óleo bruto, e se aquece a 70 ºC por ~ 30 min. Depois centrifuga-se para retirada de fosfatídeos, proteínas e outras substâncias hidrosoluveis.
2º. Neutralização: o óleo degomado é misturado a uma solução aquosa de NaOH 5 %, que reage com os ácidos graxos livres para formar sabões que são retirados novamente por centrifugação.
3º. Desodorização: O óleo neutralizado passa em contracorrente com vapor de água, que retira as substâncias que conferem odor ao óleo, que causam o mau cheiro do óleo bruto como aldeídos, cetonas, ácidos graxos oxidados e tocoferol;
4º. Clarificação ou branqueamento: O Óleo desodorizado passa por uma etapa de secagem é colocado em contato com uma superfície de carvão ativado e argilas naturais (terra clarificante), removendo os compostos liposolúveis corantes através da adsorção.
Os óleos e gorduras animais são obtidos através dos chamados sebos, os tecidos adiposos dos animais, normalmente associados a carnes, peles e ossos.
É realizado em Autoclave em 3 etapas:
1º. Tritura-se o material que contém a gordura e misturando-o com água em autoclave com alta temperatura e pressão por 1 a 2 h;
2º. O material é colocado em um decantador, e após algumas horas oa gordura pode ser facilmente recolhida;
3º. A gordura passa por um filtro prensa para remoção de partículas sólidas em suspensão.
Extração e Refino de Gorduras de Animais
Hidrogenação de óleos
Gorduras Vegetais Hidrogenadas
Degradação Térmica
Faixa de temperatura indicada para frituras por imersão: 180°C a 190°C.
Quando os óleos são aquecidos ou oxidados, eles se degradam em ácidos graxos livres, o que abaixa o ponto de fumaça e produz um gosto amargo;
O óleo de fritura reutilizado irá fumegar mais rapidamente;
Óleos quentes tendem a polimerizar-se (suas moléculas unem-se em moléculas maiores), o que resulta num óleo com uma consistência espessa, gosmenta, e de cor escura;
Para preservar o óleo de fritura deve-se coar a gordura após o uso, conservar em ambiente frio, em vasilhames opacos sem contato com o oxigênio), não reaproveitar o oleo diversas vezes, cuidar da temperatura e manter a fritadeira sempre tampada.

Degradação Térmica
Índice de absorção de gorduras
Oleaginosas
Sementes de plantas que contém um alto teor de óleo (soja, colza/canola, girassol) que muitas vezes são extraidos de seus frutos (palma, babaçu, coco).

O teor de óleo das sementes oleaginosas varia muito, de acordo com a espécie.
Fluxograma de extração
Sementes
(umidade ~10%)
Limpeza
Extração de óleo bruto
Óleo Bruto
Torta (prensa)
Farelo (solvente)
Filtração
(Filtro prensa)
Filtração
(Decantação + Coador)
Óleo bruto filtrado
Óleo bruto filtrado
Borra
Borra
Teor de óleo: 20-25%
Extração por solvente
Teor de óleo: >25%
Prensa e posterior extração por solvente
Extração por solvente
Geralmente utilizado Hexana (derivado leve de petroleo)
Refino

Precursores de Tri -acilglicerídeos

Cadeia curta :
4 C a 6 C

Cadeia média:
8 C a 12 C
(MORETTO e FETT, 1998).
Destilados da desodorização

Convertidos em biodisel
Divididos de acordo com a complexidade de suas moléculas
Lipídeos Simples
Lipídeos complexos
(ácidos graxos e alcoóis)
(Apresentam outros
grupamentos em sua estrutura)
As ligações duplas (insaturação) presentes nos ácidos graxos de
ocorrência natural nunca são conjugadas, são sempre separadas por um
grupo metileno.

Isto justifica o estado fisico em temperatura ambiente e o baixo ponto de fusão
(menos interações intermoleculares)
Hidrogenação de óleos
É a adição de hidrogênio nas insaturações dos ácidos graxos insaturados, em altas temperaturas e presença de catalizadores de Niquel.
Alterações:

a)Maior ponto de fusão
b) Maior estabilidade à oxidação
Hidrogenação catalítica

Óleos vegetais líquidos


Gorduras semi-sólidas
(Margarina e gorduras sólidas para uso culinário)





Duplas ligações Ligações simples


Em geral a
hidrogenação é conduzida de forma incompleta, visando à produção de
gorduras parcialmente hidrogenadas
HIDROGENAÇÃO: PROCESSO SELETIVO

A adição de hidrogênio aos
ácidos graxos mais insaturados prevalece sobre a hidrogenação dos menos
insaturados
Mais seletivo com o aumento da temperatura de reação

Catalisadores usados para hidrogenação causam isomerização de algumas
das ligações duplas de ácidos graxos
(que não foram quebradas )

o alto consumo de ác. graxos de configuração Trans é associado ao aumento do risco de doença cardiovascular.
Ponto de Fusão e Ebulição
Ponto de ebulição
Ác. Graxo insaturado < Ác. Graxo Saturado

Ponto Fusão

de acordo com o das duplas ligações
Ponto de fusão
ácido graxo 18 carbonos

Saturado: 69ºC
Monoinsaturado: 13ºC
Poliinsaturado (2 duplas): 5ºC
Poliinsaturado (3 duplas):-11ºC
Ácidos graxos
insaturados apresentam menos interações intermoleculares comparando-os aos
ácidos graxos saturados
Saturados são mais estáveis
INTERESTERIFICAÇÃO
Processo de modificação de óleos e gorduras em que os ácidos graxos permanecem inalterados, mas são redistribuídos aleatoriamente nas moléculas glicerídicas, criando novas estruturas

Objetivos

Modificar o ponto de fusão
Modificar o comportamento térmico
Modificar cristalização

Alterar a faixa de plasticidade e capacidade de incorporação de ar
INTERESTERIFICAÇÃO
Através de processos enzimáticos ou quimicos (não enzimaticos) ocorrem rearranjos inter e intra-moleculares randômicos, podendo ser aplicado aos ácidos graxos de uma fonte ou de mais de uma fonte (combinados)
Não enzimática
Mais barata
Não seletiva
Usa altas temperaturas
Enzimática
lipases microbianas
Pode ser seletiva
Baixo rendimento
Alto custo

Porque têm substituido a hidrogenação?
Não forma
trans - isômeros
INTERESTERIFICAÇÃO NÃO ENZIMÁTICA (QUIMICA)
Fluxograma de processo
Impedem a interesterificação
Água
AGL
Peróxidos
Interesterificação de triglicerídeos AAA + BBB
Catalizadores utilizados
Requisitos de qualidade do óleo inicial para interesterificação
Características
% AGL
% Umidade
Indice de Peróxido
(meq/kg)

Valor
< 0,01
< 0,01
< 1

Pontos de fusão de algumas gorduras interesterificadas
Lembre-se que durante o processo de desodorização também ocorre a isomerização!
The oiling of America
18 - 20 %
40 - 45%
35 - 45%
50 - 55%
60 - 70%
Cadeia média
Reações de degradação
Modificações químicas
Modificações físicas
Hidrólise
Auto-oxidação
Polimerização
Reação de quebra do triacilglicerídeo em presença de água, com formação de ácidos graxos livres
Lembrem-se!

Isômeros cis
são mais susceptíveis à oxidação do que os isômeros
trans!!!
Lembre-se:
Acelerada por:
presença de metais que apresentam mais de um estado de valência (cobalto, cobre, ferro,manganês e níquel);
presença de ácidos graxos livres (incorporam metais catalíticos presentes no equipamento ou nos tanquese recipientes de estocagem);
Aumento da superfície exposta ao ar;
Temperatura.
Reação do oxigênio com ácidos graxos em três etapas
Formação de triacilgliceróis com modificações na sua estrutura original.

Propriedades nutricionais modificadas:



Digestibilidade diminuída com o aumento dos compostos poliméricos
Formação de espuma
Aumento de viscosidade
Escurecimento
Causada pela fomação de peróxidos e hidroperóxidos
atribuído à presença de compostos não polares provenientes dos alimentos que são solubilizados no meio de fritura
Causado pela fomação de peróxidos e hidroperóxidos
Glicerol submetido à ação do calor contínuo


desidratação


acroleína (altamente cancerígena)
A hidrólise também é conduzida industrialmente como etapa inicial para interesterificação.
São necessárias as seguintes condições:
Pressão ~ 4,83 MPa
Temperatura ~ 250 ºC
Rendimento ~ 96 a 99%
Tempo ~ 2 h

Produtos resultantes:

ácidos graxos + glicerol (aq.)


Devem ser redestilados para remoção da cor e de subprodutos.
Estabilidade de óleos
Estabilidade quanto à hidrólise

Evitar exposição à luz;
Conservação a baixas temperaturas;

Estabilidade quanto a rancidez oxidativa

Os óleos vegetais: menos susceptíveis a rancidez devido a presença de antioxidantes naturais nas fontes vegetais (tocoferóis: vitamina E).

Durante a refinação ocorre a perda de aproximadamente 6% dos tocoferóis totais.
Aditivos aprovados:

http://www4.anvisa.gov.br/base/visadoc/CP/CP[6650-1-0].PDF
Acelerada por aquecimento e pela luz
Indices de acordo com a legislação:
http://www4.anvisa.gov.br/base/visadoc/CP/CP%5B8994-1-0%5D.pdf
Extração por prensa
Extração de óleo de linhaça por prensagem a frio
Flaxseed oil, cold press
Soja: ~21%
19-22
Primeira prensagem,
T ambiente
Mesma torta,
Prensagem posterior,
T~70ºC
IN nº 1, de 30/01/2012 (MAPA),
extra virgem
0,0 <= acidez <= 0,8
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