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07 - PROCESSAMENTO DE ÓLEOS E GORDURAS. Os óleos e gorduras "crus" ou "brutos" são misturas de lipídeos e contém várias substâncias consideradas como impurezas, que devem ser removidas para que se obtenha o óleo ou gordura refinados, conhecidos e consumidos pela maioria da população. Algumas das impurezas removidas durante a refinação, como os Tocoferois, seriam desejáveis nos óleos refinados por sua atividade antioxidante. O processo de "purificação" dos óleos e gorduras é chamado de "refinação". O único óleo consumido em grande escala sem passar por esse processo é o "azeite de oliva". Em algumas regiões, ou na preparação de pratos especiais, óleos de amendoim, gergelim, girassol, caroço de uva e outros são consumidos sem refinação. O óleo de palma sem refinar ("azeite de dendê") é utilizado em algumas regiões do Brasil da Ásia e da África. Óleos e gorduras são modificados, em suas caracteristicas químicas e fisicas, para facilitar a utilização no processamento de alimentos. As pricipais modificações tem como finalidade alterar a proporção entre ácidos graxos saturados e insaturados, geralmente tranformando óleos em gorduras. Os processo mais importantes na indústria de alimentos são o fracionamento e mistura, a hidrogenação, e a insteresterificação. 07.1 - REFINAÇÃO O processo de refinação é divido em várias etapas conforme o tipo de impureza eliminada. Na degomagem são eliminados parte dos fosfatídeos e dos metais ou sais metálicos dissolvidos no óleo. Na neutralização são eliminados os ácidos graxos livres. alem de fosfatídeos e metais. No branqueamento são eliminados compostos coloridos, peróxidos, fosfatídeos, metais e sabões residuais das etapas anteriores. Na desodorisação são eliminados compostos e impurezas volateis. A Tabela 12 mostra a composição do óleo de soja antes e depois da refinação. Tabela 12 - Composição do óleo de soja antes e depois da refinação Componente Concentração Óleo Bruto Óleo refinado Triglicerídeos % 95 - 97 >99,0 Fosfatídeos % 1,0 - 3,5 < 0,05 Ácidos Graxos Livres % 0,5 - 1,5 < 0,05 Fitosterois % 0,3 0,1 Tocoferois % 0,2 0,1 Hidrocarbonetos % 0,02 0,01 Ferro ppm 4 0,1 Cobre ppm 0,05 0,02 Cálcio ppm 150 10 Magnésio ppm 100 20 07.1.1 - Degomagem A Tabela 13 mostra o teor médio de fosfatídeos de alguns óleos e gorduras. Geralmente a degomagem é considerada a última etapa do processo de extração do óleo. Os fosfatídeos absorvem umidade do ar e formam precipitados insolúveis que se depositam nos tanques de armazenagem ou dos caminhões durante o transporte até a Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto 2 refinaria. Alem disso, os fosfatídeos são emulsificantes que podem prejudicar a separação das impurezas nas etapas seguintes da refinação, aumentando as perdas do processo. No caso da soja a degomagem permite a recuperação de um produto importante que é a Lecitina. Existem vários métodos para a degomagem dos óleos e gorduras. O método mais simples e o mais comum é o da degomagem simples com água (FIGURA 19). Neste método o óleo é misturado com uma quantidade de água igual à quantidade de fosfatídeos. A mistura é aquecida a 65-70 oC e depois de alguns minutos de residência em um tanque com agitação lenta, os fosfatídeos hudratados são separados do óleo por centrifugação. Tabela 13 - Teor médio de fosfatídeos de alguns óleos e gorduras Óleo % Fosfatídeos Soja 3,5 Algodão 2,5 Milho 2,0 Girassol 1,0 Colza 0,5 Palma 0,1 O processo remove apenas os "fosfatídeos hidrataveis", que são o Fosfatidil Colina, o Fosfatidil Etanolamina e o Fosfatidil Inositol. Outros fosfatídeos, (cerca de 10-15 % do total) como os sais de Calcio do Ácido Fosfatídico não são hidratados pela água e permanecem no óleo. Esse fosfatídeos podem ser hidratados e separados do óleo por meio de outros processos que tratam o óleo bruto com ácidos ou enzimas. Mas as lecitina obtida nestes casos é escura e não é usada como emulsificante para alimentos. FIGURA 19 - Degomagem simples com água. Administrador Caixa de texto 2 Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto Junto com os fosfatídeos, são precipitados açucares, proteínas e parte dos metais e sais em solução no óleo. 07.1.2 - NEUTRALIZAÇÃO. A neutralização consiste na remoção dos ácidos graxos livres dos óleos ou gorduras. Ácidos graxos livres produzem fumaça, gosto e cheiro desagradáveis nos óleos e gorduras aquecidos, principalmente em frituras. Existem vários processos para a remoção dos ácidos graxos. O processo tradicional ( Figura 20 ) é o da via úmida, baseado no tratamento do óleo com solução concentrada de Hidróxido de Sódio. Os ácidos graxos reagem com a base formando sais (sabões) que são separados por decantação ou, nas instalações modernas, por centrifugação. O processo pode ser aplicado a óleos brutos ou degomados. Inicialmente o óleo é tratado com Ácido Fosfórico (1 %) para hidratar os "fosfatídeos não hidrataveis" remanescentes da degomagem. Geralmente, a homogeneização dessa mistura é feita durante 4 a 5 dias, em um tanque grande, com capacidade para muitas horas (dias) de processamento. Depois, o óleo é misturado com uma solução concentrada (12 - 13 %) de Hidróxido de Sódio. A quantidade de Hidróxido de Sódio deve ser suficiente para neutralizar o Ácido Fosfórico e reagir com os ácidos graxos livres mas não deve ser tanta que cause reação com os triglicerídeos. A solução de NaOH deve ser concentrada para evitar a formação de emulsões. Os sabões formados pela reação de saponificação dos ácidos graxos livres são separados do óleo neutralizado por centrifugação arrastando fosfatídeos e outras impurezas. Em seguida o óleo neutralizado é misturado com água quente e centrifugado para a retirada de traços de sabão restantes no óleo depois da primeira centrifugação. Em alguns casos, no lugar da água, para lavar o óleo, usa-se uma solução de Ácido Cítrico que além de remover o sabão residual, também ajuda a remover traços de metais. Ácidos graxos livres são produzidos por hidrólise dos triglicerídeos portanto o teor nos óleos e gorduras depende da qualidade da matéria prima e do processamento para extração. Óleo de soja bruto de boa qualidade têm até 1 % de ácidos graxos livres. Óleos de palma e arroz, sujeitos à ação de lipases muito ativas, chegam a 5 % de ácidos graxos livres. A refinação de óleos com mais de 10 % de ácidos graxos livres é inviável devido ao alto teor de diglicerídeos resultantes da hidrólise dos triglicerídeos. Para alguns óleos, como o óleo de palma , o processo de "refinação física" é usado para a remoção dos ácidos graxos. Esse processo consiste na separação dos ácidos graxos por destilação e só funciona bem para óleos com baixos teores de fosfatídeos. Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto FIGURA 20 - Neutralização dos ácidos graxos Administrador Caixa de texto 07.1.3 - Branqueamento. O branqueamento (FIGURA 21) consiste no tratamento do óleo com uma argila especial que absorve (adsorve) substâncias coloridas como os carotenoides e a clorofila, alem de traços remanescentes de sabões, fosfatídeos e metais. FIGURA 21 - Branqueamento A argila (cerca de 1 %) é misturada ao óleo em um tanque com agitação constante, e a mistura é aquecida a 100-110 oC, sob vácuo, por uma hora. Depois a mistura é filtrada para a separação da argila e do óleo branqueado que segue para próxima etapa.07.4 - Desodorização. A desodorização é uma "destilação por arraste de vapor". O processo é feito em um tanque evacuado (FIGURA 22), com pressão absoluta da ordem de 3-5 mmHg. O óleo é aquecido a 240-250oC. Vapor de água superaquecido nesta temperatura passa através do óleo destilando e arrastando substâncias mais volateis que os triglicerídeos, como ácidos graxos, esterois, tocoferois, peróxidos, aldeídos e outras que dão cor, cheiro e gosto desagradáveis aos óleos não refinados. Devido à alta temperatura, é essencial a retirada de todo o oxigênio do sitema. O alto vácuo é mantido por um sitema de "ejetores de vapor com um condensador barométrico" onde são recolhidas as substâncias destiladas. O condensado recuperado dos desodorizadores já foi a principal fonte industrial de fitosterois e tocoferois mas atualmente sofrem com a competição de produtos sintéticos mais baratos. Instalações mais modernas usam equipamentos para processamento contínuo. O processo é essencial para a qualidade da maioria dos óleos e gorduras. Geralmente a diferença de qualidade e estabilidade entre produtos de várias "marcas" se deve à "economia" na temperatura, no vácuo e na quantidade de vapor usados na desodorização. Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto 3 Administrador Caixa de texto 3 Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto 1 Administrador Caixa de texto 4 No saída do desodorizador, geralmente adiciona-se ácido citrico ao óleo que ainda passa por uma ultima filtração antes de ser armazenado ou embalado. O ácido cítrico age como "sequestrador de metais", aumentando a estabilidade quanto a oxidação. Oleos bem refinados devem ter Índice de Peróxidos Zero, teores de Ácidos Graxos Livres menores que 0,05 % , cor clara, cheiro e gosto enutro ou característico. FIGURA 22 - Equipamento para desodorização por bateladas. 07.1.5 - Refinação física. Nesse processo, a "neutralização" dos ácidos graxos é substituida pela destilação. Para isto as etapas de degomagem e banqueamento são reunidas em uma única operação, eliminando quase que totalmente os fosfatídeos do óleo que vai para a desodorização. É usada principalmente para o óleo de Palma que tem poucos fosfatídeos e geralmente, altos teores de ácidos graxos livres, o que, no processo tradicional, acarreta Administrador Caixa de texto 3 Administrador Caixa de texto a formação de grande quantidade de sabões, aumentando as perdas de óleo neutro emulsificado na centrifugação. Há outros processos para a refinação de óleos e gorduras citados na literatura mas esses processos são pouco usados e não tem importância comercial. 07.2 - Modificação de óleos e Gorguras. Para atender às eventuais necessidades tecnológicas, parte dos óleos e gorduras vegetais passa por algum processo de modificação que altera suas características químicas ou físicas. Na produção de gorduras para margarinas, panificação ou confeitaria, por exemplo, os óleos vegetais precisam ter o seu ponto de fusão aumentado para se tornarem parcialmente sólidos. As modificações podem ocorrer na estrutura dos ácidos graxos ou dos triglicerídeos. 07.2.1 - Fracionamento. O fracionamento é um processo físico. Consiste na separação das fases sólida e líquida dos óleos e gorduras. A fase sólida existente naturalmente ou formada pela cristalização dos triglicerídeos de ponto de fusão mais alto, sob condições de resfriamento e agitação controladas, pode ser separada por filtração, decantação ou centrifugação, com ou sem o auxílio de solventes e detergentes. Os produtos do processo são as oleínas ( frações líquidas - maior teor de ácidos graxos insaturados ) e as estearinas ( frações sólidas - maior teor de ácidos graxos saturados ). Na indústria de alimentos, o exemplo clássico é o fracionamento do sebo bovino em oleoestearina (fração sólida) e oleomargarina, matéria-prima para a produção de margarinas, que foi muito importante até a década de 1920. Depois a óleomargarina foi substituída por gorduras vegetais ( óleos hidrogenados ). O processo é usado também para a produção de substitutos da manteiga de cacau ou gorduras especiais para confeitaria a partir de gorduras de côco, caroço de dendê ( palmiste ) e dendê. A desmargarinização (winterização) de óleos de salada, para a eliminação de triacilgliceróis de ponto de fusão mais alto e ceras, que podem causar o turvamento em óleos de arroz, milho e girassol submetidos a temperaturas baixas, é outro tipo de fracionamento. 7.2.2 - Hidrogenação. A hidrogenação, isoladamente, é o processo mais usado para a modificação de óleos e gorduras. Mais de 30 % dos óleos e gorduras vegetais produzidos no mundo são hidrogenados. A reação consiste basicamente na adição de hidrogênio às ligações duplas dos ácidos graxos insaturados, convertendo óleos e gorduras líquidos em gorduras semi- sólidas visando a produção de margarinas e gorduras plásticas para fins especiais. Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto Administrador Caixa de texto Além disso, a hidrogenação melhora a cor e a resistência dos óleos e gorduras à oxidação. Industrialmente, a hidrogenação é feita em bateladas. Óleos ou gorduras são misturados com hidrogênio e um catalisador em um tanque fechado, com temperatura, pressão e agitação controladas. A velocidade da reação e a quantidade de hidrogênio adicionado dependem do tipo de óleo, do tipo e concentração do catalisador e das condições de pressão, agitação e temperatura. O controle do produto final é feito pela determinacão do índice de iodo ou do índice de refração. As caracteristicas físicas são controladas pelo ponto de fusão e pelo conteúdo de gordura sólida. Os catalisadores são metais como Cobre, Platina, e principalmente, Níquel, preparados por métodos especiais, na forma de partículas muito pequenas, adsorvidas na superfície de um suporte inerte e altamente poroso, como as terras diatomáceas. O hidrogênio usado no processo deve ser de alta pureza para evitar a inativação do catalisador, embora em alguns casos especiais, seja feita adição de algum tipo de impureza para modificar a ação dos catalisadores. Uma das características mais importantes da reação de hidrogenação é a “seletividade”. O termo refere-se à tendência para a adição de hidrogênio preferencialmente às ligacões duplas dos ácidos graxos mais insaturados, ou seja à tendência para transformar o ácido linolênico em linoléico, este em oléico e finalmente, o oléico em esteárico. Infelizmente, quanto maior a seletividade da hidrogenação, maior a tendência para a formação de ácidos "graxos trans”. Os ácidos “trans” formados durante a hidrogenação são muito úteis do ponto de vista tecnológico porque conferem às gorduras hidrogenadas, características físicas semelhantes às das gorduras provenientes de animais, que elas devem substituir mas, apesar da sua utilidade tecnológica, os efeitos do consumo desses ácidos nos alimentos tem sido objeto de grande controvérsia quanto a aspectos de digestibilidade, metabolismo, absorção, acumulação no organismo e os seus efeitos nas funções enzimáticas, formação de prostagladinas, transporte e deposição de colesterol nas artérias, doenças cardíacas e cancer. Alguns autores acreditam que os ácidos graxos “trans” não possuem efeitos negativos, principalmente quando acompanhados de quantidades suficientes de ácido linoléico. Outros afirmam que há evidências de que a ação dos ácidos graxos “trans” é prejudicial, ou pelo menos diferente da dos ácidos “cis“ essenciais, concorrendo com estes no metabolismo dos lipídeos. A Tabela 14 mostrao teor de ácidos graxos trnas em alguns alimentos. Tabela 14 - Teor de gordura e de ácidos graxos “trans” ( % ) em diversos alimentos Produtos Gordura Total ( % ) Ácidos trans (% da gordura) Pães 2 10-28 Bolos 11-26 10-24 Pudins 3-18 31-36 Batatas 7-15 5-35 Salgadinhos 36 14-34 Margarina dura 81 18-36 Margarina cremosa 81 0-21 Gordura Hidrogenada 99 13-37 Administrador Caixa de texto 3 Administrador Caixa de texto 3 07.2.3. Interesterificação. Do ponto de vista da modificação de óleos e gorduras, o termo refere-se principalmente à reação de transesterificação. A interesterificação é um processo que modifica a distribuição natural dos ácidos graxos nas moléculas dos triacilgliceróis. A composição química permanece a mesma da gordura ou mistura original mas as propriedades físicas como ponto de fusão, conteúdo de gordura sólida e forma de cristalização são modificadas. A interesterificação pode ocorrer pelo simples aquecimento dos óleos e gorduras à temperaturas da ordem de 300o C mas a reação nessa condição é lenta e normalmente acompanhada de decomposição e polimerizacão dos triglicerídeos. Industrialmente são usados catalisadores para diminuir a temperatura de reação. Os catalisadores mais usados são os metais alcalinos e seus derivados, sendo o metóxido de sódio o mais empregado devido às vantagens de custo, manuseio e temperatura de reação que pode ser reduzida para a faixa de 30-70o C. Cerca de 10 % dos óleos e gorduras consumidos no mundo são modificados por interesterificação ou fracionamento. Embora seja pouco usada nos Estados Unidos, onde predomina o processo de hidrogenação, é muito utilizada na Europa, onde chega a ser aplicada em até 30 % dos óleos e gorduras consumidos. No Brasil o processo é usado raramente. Apenas um fabricante utilizou o processo para aprodução de uma marca de margarina. O processo de interesterificação pode ser catalisado por enzimas. Lipases são usadas pelos seres vivos para a hidrolisar os triacilgliceróis, liberando os ácidos graxos para absorção e uso no metabolismo. A reação de hidrólise é reversível para a esterificação sob certas condições, das quais as mais importantes são a umidade do meio de reação e a concentração dos reagentes. O processo ainda é caro e pouco usado para a modificação de óleos e gorduras mas espera-se no futuro que possa ser utilizado para a obtenção de produtos especiais, de grande valor agregado. Atualmente, apenas uma instalação industrial na Holanda opera usando interesterificação enzimática, produzindo gorduras especiais para confeitaria e substitutos para a manteiga de cacau. Administrador Caixa de texto
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