Desde sus primeros avances, la biotecnología moderna ha
revolucionado los procesos productivos de sectores variados. Esta tecnología,
ha hecho realidad muchas de las expectativas creadas en su entorno, para la
mejora de la calidad de vida. Entre los sectores donde la biotecnología ha
tenido un particular desarrollo, se destaca, el sector alimentación, con una
importante aplicación de la tecnología enzimática a la industria aceitera.
El aceite, se presenta como el principal producto de la molienda de la
semilla de girasol, y en el mercado mundial, el aceite de girasol se posiciona
como el cuarto en orden de importancia.
La producción mundial de girasol, tiene cuatro principales protagonistas:
la Federación Rusa, Ucrania, y la Unión Europea. Los tres son grandes
competidores en el Hemisferio Norte. El único país relevante en el Hemisferio
Sur es la Argentina, y se ha destacado históricamente como primer exportador
mundial de aceite de girasol.
Los mercados internacionales de aceite comestible, se caracterizan por
la alta competitividad y las crecientes exigencias de calidad, lo que conlleva a
la mejora de métodos para la caracterización y control de calidad de las
materias primas, productos y subproductos. Además, constituye un desafío la
implementación y desarrollo de tecnologías o métodos alternativos que
beneficien las condiciones de procesamiento y almacenamiento del producto
final.
La calidad y estabilidad del aceite de girasol, resulta fundamental para
su aceptación y comercialización, estas propiedades se ven influenciadas por
la presencia de algunos componentes minoritarios como tocoferoles, ácidos
grasos libres, fosfolípidos, ceras y metales que tienen propiedades
antioxidantes y pro-oxidantes.
Los fosfolípidos, las ceras y los iones metálicos, son compuestos que
deben ser eliminados durante el proceso de refinado del aceite. Históricamente,
estos componentes se eliminaban mediante procesos físicos o químicos, y en
las últimas décadas, se han investigado y desarrollado metodologías alternativas que además de ser eficientes y seguras no sean perjudiciales para el medio ambiente.
En este sentido, una de las estrategias más competentes es la
utilización de enzimas que son catalizadores biológicos altamente específicos,
biodegradables y fácilmente inactivadas.
Este conjunto único de características de las que gozan las enzimas
para su uso como catalizadores ha sido explotado a nivel industrial, habiéndose
introducido hace más de una década, en el refinado de aceites comestibles.
En los últimos años, se han propuesto algunos procesos de desgomado
enzimático, a escala laboratorio y de plantas piloto. Esta técnica mejora la
calidad del producto y permite aumentar el rendimiento de aceite,
disminuyendo su contenido de fosfolípidos.
El objetivo general de este trabajo de tesis está orientado a estudiar
procesos de desgomado enzimático que puedan ser incluidos en forma
eficiente en el procesamiento de aceites vegetales a escala industrial.
El objetivo específico es la optimización del proceso de desgomado
enzimático en aceites de girasol crudos, tendiente a lograr un proceso integral
de refinado que sea eficiente.
En el Capítulo I, se presenta una introducción sobre la situación actual
del complejo oleaginoso en Argentina y la importancia de la biotecnología en el
procesamiento de aceites vegetales. Se describe el estado del arte del
desgomado enzimático, dando una revisión de los antecedentes en
investigación y se exponen el marco teórico y los fundamentos del objeto de
estudio.
En el Capítulo II, se explica la metodología utilizada en el trabajo de
tesis, se describen los procesos de desgomado aplicados, y se especifican las
muestras de aceite de girasol y las enzimas utilizadas. Se describe también la
metodología aplicada para el análisis de los aceites y las gomas que se
obtienen en los procesos de desgomado. En el Capítulo III, se evalúa la eficiencia y el rendimiento del proceso de desgomado enzimático, y se presentan los resultados obtenidos en los estudios
realizados usando reactores de diferente capacidad.
En el Capítulo IV, se investigan las condiciones de reacción y se
optimizan los procesos de desgomado enzimático.
En el Capítulo V, se analiza el efecto de desgomado sobre el contenido
de fosfolípidos del aceite tratado.
En el Capítulo VI, se analiza el efecto de desgomado sobre el contenido
de ceras del aceite tratado.
En el Capítulo VII, se analizan los cambios en la calidad y composición
físicoquímica del aceite de girasol durante el proceso de desgomado
enzimático y se realiza un estudio de su estabilidad oxidativa.
Finalmente, en el Capítulo VIII se resumen las conclusiones generales y
se exponen los trabajos futuros propuestos que pueden realizarse a partir de
metodologías desarrolladas en esta tesis y los conocimientos adquiridos.
Palabras clave: aceite de girasol, desgomado enzimático, fosfolípidos, ceras,
calidad, estabilidad. / Since its developments, modern biotechnology has revolutionized the
production processes of various sectors. This technology has achieved the
expectations created, for the improvement in life quality. Among the sectors
where biotechnology has had an important development, stands, the food
sector, with an important application of enzymatic technology in oil industry.
Oil is the main product of grinding of sunflower seed, and in the world
market, sunflower oil is positioned as the fourth in order of importance.
The world production of sunflower has four main protagonists: the
Russian Federation, Ukraine, and the European Union. All three are major
competitors in the Northern Hemisphere. The only relevant country in the
Southern Hemisphere is Argentina, and is known historically as the world's
leading exporter of sunflower oil. The international edible oil markets are
characterized by high competitiveness and increasing demands for quality,
which leads to the improvement of methods for the characterization and quality
control of raw materials, products and by-products. In addition, is a challenge,
the implementation and development of alternative methods or technologies
that will benefit the final product storage and processing conditions.
The quality and stability of sunflower oil, is critical for its acceptance and
commercialization. These properties are influenced by the presence of some
minor components such as tocopherols, free fatty acids, phospholipids, waxes
and metals that have antioxidant and pro-oxidant properties.
Phospholipids, waxes and metal ions, are compounds that must to be
eliminated during the process of oil refining. Historically, these components
were removed by physical or chemical processes, but in recent decades,
alternative methodologies have been researched and developed that besides to
being efficient and safe are not harmful to the environment.
In this sense, one of the most competent strategies is the use of
enzymes, which are biological catalysts, highly specific, biodegradable and
easily inactivated. This unique set of features of the enzymes for use as
catalysts has been exploited at industrial level, being introduced for more than
one decade ago, in the refining of edible oils.
In recent years, there are proposed some enzymatic degumming
process, a laboratory scale and pilot plant. This technique improves the quality
of the product and can increase the oil yield, reducing its content of
phospholipids.
The overall objective of this thesis is aimed to study enzymatic
degumming processes that can be included efficiently in processing vegetable
oils on an industrial scale.
The specific objective is the optimization of enzymatic degumming
process of crude sunflower oil, aimed at achieving an integrated refining
process that would be efficient.
Chapter I is an introduction on the current situation of the oil complex in
Argentina and the importance of biotechnology in processing vegetable oils.
The state of the art of enzymatic degumming is described, giving a review of the
background research and the theoretical framework and the fundamentals of
the study object.
In Chapter II, the methodology used in the thesis is explained,
degumming processes applied are described, and samples of sunflower oil and
enzymes used are specified. The methodology used for the analysis of oils and
gums obtained in degumming processes is also described.
In Chapter III, the efficiency and performance of the enzymatic
degumming process is evaluated, and the results obtained in studies using
different capacity reactors, are presented.
In Chapter IV, the reaction conditions are investigated and enzymatic
degumming processes are optimized.
In Chapter V, the effect of degumming on the phospholipid content of the
treated oil is analyzed. In Chapter VI, the degumming effect on wax content of the treated oil is
analyzed.
In Chapter VII, the changes in the quality and physicochemical
composition of sunflower oil during enzymatic degumming is analyzed and
oxidative stability study is performed.
Finally, in Chapter VIII summarizes the general conclusions and
proposed future work that can be performed from methodologies developed in
this thesis and foreground.
Keywords: sunflower oil, enzymatic degumming, phospholipids, waxes,
quality and stability.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/2493 |
| Date | 16 December 2014 |
| Creators | Lamas, Daniela Lorena |
| Contributors | Ceci, Liliana Noemi, Constenla, Diana |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Rights | 2 |
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