Hidrogenación, interesterificación y propiedades físicas de los lípidos

Lípidos: Funciones Biológicas y Nutricionales

Los lípidos cumplen roles esenciales en la biología y la nutrición:

• Fuentes de reserva energética.
• Precursores de hormonas.
• Constituyen la mitad de la masa de las membranas biológicas.
• Son cofactores enzimáticos y transportadores electrónicos.
• Fuente de energía.
• Transportan vitaminas liposolubles.
• Fuentes de ácidos grasos (AG) esenciales.
• Responsables de la sensación de saciedad.
• Confieren aislamiento térmico al cuerpo.
• Protegen a los órganos contra choques y lesiones.

Procesos de Modificación Lipídica Industrial

Hidrogenación

La hidrogenación es un proceso químico utilizado para modificar la consistencia y estabilidad de los aceites.

Objetivo de la Hidrogenación

Convertir aceites líquidos en grasas de consistencia sólida o semisólida, lo que aumenta su utilidad en el procesado de alimentos e incrementa su estabilidad térmica frente a la oxidación.

Proceso y Características

1. Consiste en añadir hidrógeno gaseoso a un aceite a elevada temperatura (140 - 220 ºC), bajo presión y en presencia de un catalizador.
2. Es un proceso de fácil control que se puede detener en cualquier momento.
3. Se utiliza también para decolorar aceites.

Efectos de la Hidrogenación

• Al hidrogenar un aceite, disminuyen las insaturaciones, por lo tanto, aumenta el Punto de Fusión (PF).
• La grasa se hace más estable a la oxidación, disminuyendo el grado de insaturación.
• Advertencia: No se debe aumentar demasiado el PF, porque se eliminan ácidos grasos esenciales y una grasa muy saturada es más difícil de digerir.

Interesterificación o Transesterificación

Proceso en el cual se cambian de lugar los ácidos grasos (AG) en las moléculas de los triglicéridos (TG).

Objetivos de la Transesterificación

• Aumentar el rango de plasticidad.
• Modificar la forma cristalina de una grasa.
• Obtener grasas sin ácidos grasos trans.
• Obtener grasas con ácidos grasos poliinsaturados.
• Sintetizar mono y diglicéridos.

Tipos de Interesterificación

Intramolecular

Se cambian de lugar los AG dentro del mismo triglicérido (TG).

Intermolecular

Se cambian de lugar los AG entre distintos triglicéridos (TG).

Composición Acídica

La composición acídica expresa el porcentaje y tipo de cada ácido graso (AG) presente en el lípido, y se expresa como porcentaje de los AG totales.

Ventajas de la Transesterificación frente a la Hidrogenación

• No se pierden ácidos grasos esenciales.
• No se modifica la composición acídica.
• No se forman ácidos grasos trans.
• A diferencia de la hidrogenación, que modifica el valor nutritivo y la estabilidad, en la transesterificación esto no ocurre.

Propiedades Físicas de los Ácidos Grasos

Factores que Influyen en el Punto de Fusión (PF)

• Longitud de la cadena: El PF aumenta con la longitud de la cadena.

  Explicación: Una molécula saturada en su estado de menor energía está en forma de zig-zag. Al interactuar con otra molécula de estructura similar, se adapta perfectamente, generando una gran superficie de contacto entre ellas, lo que implica una gran cohesión.

• Grado de insaturación: El PF disminuye con el aumento del índice de yodo.
• Isomería geométrica (cis vs. trans): PF de AG trans > PF de AG cis.

  Explicación: Un doble enlace trans adopta una conformación similar a la del saturado, permitiendo que las moléculas se acerquen bastante y haya una gran superficie de contacto. Con un doble enlace cis, la superficie de contacto entre las moléculas se reduce.

• Posición y número de dobles enlaces: PF de AG conjugados > PF de AG 1-4. Al aumentar el número de dobles enlaces, el PF disminuye.

Conceptos Físico-Químicos de las Grasas

Plasticidad

La mayoría de las grasas a temperatura ambiente no son totalmente sólidas, sino que están formadas por una proporción de triglicéridos (TG) sólidos y otra líquida.

Una grasa es plástica si existe un equilibrio entre los componentes líquidos y sólidos. Si se aplica una fuerza superior a la fuerza interna que mantiene unida a la fase sólida, esa grasa se desliza y fluye. Al cesar la aplicación de la fuerza, la grasa adquiere la consistencia original.

Emulsiones

Una emulsión es una mezcla de dos fases inmiscibles: una fase dispersa o discontinua y otra continua o fase dispersante. Las emulsiones son generalmente líquidas o semisólidas.

Ejemplos de emulsionantes: Lecitina, éster de sorbitán.

Balance Hidrofílico-Lipofílico (BHL)

El BHL es un número que se determina empíricamente, con un rango de 1 a 20, que indica cuán hidrofílico (afinidad por el agua) o lipofílico (afinidad por la grasa) es un emulsionante.

La fórmula para determinar el BHL es:

BHL = (Peso de la fracción hidrofílica / Peso total) x 100 / 5