677533603.Oleaginosas. Generalidades

OLEAGINOSAS
OLEAGINOSAS:
Especies cultivadas que acumulan aceite como sustancia de
reserva en semillas-frutos
Lípidos: macromoléculas insolubles en agua que pueden
extraerse de células y tejidos mediante solventes orgánicos.
L. Complejos (Saponificables): tienen ácidos grasos que por
hidrólisis alcalina producen jabones.
Grasas -sólidas a Tº ambiente
Aceites -líquidos a Tº ambiente
Fosfolípidos
Ceras
L. Simples (No saponificables): no tienen ácidos grasos
Terpenos
Esteroides
Los lípidos cumplen varias funciones:
Componentes estructurales de membrana
Energía de reserva
Protección - Inmunidad
Los cultivos oleaginosos generan principalmente 2 productos
de valor económico: Aceites y Harinas.
Los granos oleaginosos con más aceite que proteína son
netamente oleaginosos: girasol, colza/canola
Los que tienen mayor concentración de proteína que aceite
son proteaginosos: soja, lupino.
CULTIVO
ACEITE (%) PROTEÍNA (%)
GIRASOL
65
15
MANI
46
26
LINO
43
35
COLZA/CANOLA
42
40
SOJA
18
40
BASE: MATERIA SECA
Ciclo
Anuales : soja, girasol, maní, colza/canola, cártamo, lino o
Perennes : palma, coco, ricino, olivo
Uso
Aceites comestibles (alto contenido de ácidos oleico y
linoleico): soja, cártamo, girasol, maní, canola, palma, coco).
En industria alimenticia: frituras, margarinas
Aceites no comestibles ó industriales: lino (ácido
linolénico), colza (ácido erúcico), ricino (ácido ricinoleico).
La producción de oleaginosas crece por el incremento de la
población y el aumento del nivel de vida.
Se cultivan en todo el mundo. La mayoría ha sido cultivada
desde hace varios siglos. Otros son más recientes y
algunos no están completamente domesticados.
Hay unas 40 especies potencialmente utilizables para uso
comestible o industrial, pero sólo un pequeño número es
significativo en el suministro mundial de aceite.
Razones económicas y ecológicas para usar más especies:
Sustentabilidad económica y ecológica
Nuevos genotipos adaptados a situaciones donde no
prosperan cultivos tradicionales
Nuevos nichos comerciales
IMPORTANCIA ECONÓMICA:
Los seres humanos consumen lípidos de origen animal y
vegetal. Las grasas vegetales han reemplazado
paulatinamente a las grasas animales y hoy representan el 80
% del consumo total. La producción mundial de granos
oleaginosos se estima en 800 millones de T, 130 millones de
T de aceites y 230 millones de T de harinas.
CULTIVO
ACEITE (T) GRANO/FRUTO(T)
NUEZ DE PALMA
41.340.000
207.330.000
SOJA
36.125.000
222.270.000
COLZA/CANOLA
21.220.000
61.630.000
GIRASOL
13.060.000
32.000.000
MANI
5.300.000
35.520.000
ALMENDRA DE PALMA
5.700.000
11.930.000
ALGODON
4.760.000
40.870.000
NUEZ DE COCO
3.680.000
59.860.000
OLIVO
2.910.000
18.240.000
SESAMO
910.000
3.510.000
TOTAL MUNDO
135.005.000
693.160.000
NOTA: FUENTE FAOSTAT 2009. Maní en Caja
En Argentina, las Oleaginosas representan más del 55 %
del área sembrada con granos.
CULTIVO
AREA SEMBRADA PRODUCCION RENDIMIENTO
(has)
(Toneladas)
(Kg./Ha.)
SOJA
18.130.000
52.680.000
2.900
GIRASOL
1.490.000
2.220.000
1.500
MANI
220.000
610.000
2.800
CARTAMO
79.000
56.000
700
COLZA
12.000
23.000
1.900
LINO
26.000
32.000
1.300
TOTAL
19.955.000
55.621.000
2.800
NOTA: FUENTE SAGPYA 2008.
Principales áreas de Producción: Región Pampeana (Buenos
Aires, Santa Fe, Córdoba: Soja, Girasol, Maní y Colza). NOA:
soja, cártamo y maní. Chaco: Cártamo, Girasol y Soja. Entre
Ríos: Lino. Misiones: Tung.
Argentina 8º productor y 5º exportador mundial de alimentos.
Principales productos aceites, harinas y granos soja y
girasol. Primer exportador mundial de aceite y harina de soja
MOLIENDA Y PRODUCCION DE ACEITES Y
SUBPRODUCTOS (2007) (miles de Toneladas):
CULTIVO MOLIENDA ACEITES HARINAS
SOJA
36.270
6.963
28.086
GIRASOL
3.060
1.225
1.316
MANI
97
39
56
ALGODÓN
53
12
25
CARTAMO
40
15
24
LINO
16
5
9
COLZA
16
4
7
TOTAL
39.535
8.256
29.520
INDUSTRIA ACEITERA ARGENTINA
PROVINCIA
SANTA FE
BUENOS
AIRES
CORDOBA
ENTRE RIOS
SAN LUIS
LA PAMPA
MISIONES
SALTA
TOTAL PAIS
PLANTAS Molienda Molienda T
T/dia
23
121.500 30.131.000
18
15.200
3.400.000
5
3
1
1
1
1
53
10.720
1.000
400
300
149
40
150.000
2.950.000
130.000
----39.540.000
Exportaciones Argentinas de productos oleaginosos, 2007.
CULTIVO
SOJA
GIRASOL
MANI
LINO
MEZCLAS
OTROS
TOTAL
ACEITES
HARINAS GRANOS
6.388.000 27.860.000 12.030.000
853.000
834.000
60.000
44.000
15.000
185.000
7.000
2.000
26.000
169.000
----57.000
38.000
37.000
7.590.000 28.849.000 12.338.000
NOTA: Otros incluye maíz, oliva, tung, etc. Debe
agregarse 100.000 T de soja desactivada y 11.000 T de
derivados industriales (aceites hidrogenados, glicerina y
margarina).
Exportaciones Productos Oleaginosos 2007 (Millones U$S):
CULTIVO ACEITES HARINAS GRANOS TOTAL
SOJA
4.407
5.737
3.427
13.571
GIRASOL
630
86
48
764
MANI
51
3
170
224
LINO
4
0
7
11
MEZCLAS
162
----162
OTROS
110
5
10
125
TOTAL
5.365
5.861
3.663
14.889
PRODUCTOS: El 86 % de los granos oleaginosos se procesa
industrialmente, sólo un 8 % se usa directamente en
alimentación humana y 6 % animal.
El procesamiento origina dos productos: líquido (aceite) y
sólido (proteína y fibra). Los usos y calidad son distintos.
ACEITES
tri-ésteres de glicerol (glicerina) con ácidos grasos de
cadena larga.
Calidad: composición química de ácidos grasos y
presencia de sustancias antioxidantes.
Acidos grasos cadenas hidrocarbonadas lineales:
En el extremo C Alfa tienen un grupo carboxílico esterificación con el glicerol.
En el extremo C Omega tienen un grupo metílico.
Los ácidos grasos difieren entre sí por:
Largo de la cadena (generalmente 16-18 átomos de C),
Grado de insaturación (cantidad y posición de dobles
enlaces) y
Estructura geométrica de dobles enlaces (cis y trans).
Ácidos Grasos Saturados:
no poseen ningún doble enlace
Acido Palmítico C16:0
Precursores de la síntesis del colesterol y aumentan riesgo de
enfermedades coronarias. Semisólidos a Tº ambiente.
Ácidos Grasos Monoinsaturados:
Tienen un doble enlace
Acido Oleico C18:1 y Erúcico C22:1
Ácidos Grasos Poliinsaturados:
Tienen 2 o más dobles enlaces
Acido Linoleico C18:2 y Linolénico C18:3
No pueden ser sintetizados por los animales ó el hombre y
deben ser suministrados en la dieta:
Ácidos Grasos Esenciales.
La posición de la doble ligadura es importante por las
propiedades nutricionales y farmacéuticas del ácido
graso.
La posición del primer doble enlace se cuenta a partir del
C Omega:
C18:3 (n-3) Acido Linolénico Omega-3
C18:3 (n-6) Acido Linolénico Omega-6
Estructura geométrica: orientación de los grupos
alrededor del eje del doble enlace.
Si los grupos están del mismo lado, la posición es cis,
Si están en lados opuestos, la posición es trans. Tienen
propiedades carcinogénicas.
Cada especie oleaginosa genera un tipo de aceite con
distinta concentración y calidad de ácidos grasos.
El contenido de aceite y la composición acídica varía
según genotipos y condiciones ambientales.
Las preferencias del consumidor y la industria han
modificado la demanda de aceites:
Comestibles mayor demanda de aceites con ácidos grasos
de la familia Omega.
No comestibles para distintos productos industriales:
lubricantes, jabones, cosméticos, textiles, plásticos,
adhesivos, insecticidas, pinturas, tintas, etc.
Contenido de Aceite y Principales Ácidos Grasos en
Oleaginosas:
CULTIVO
GIRASOL
GIRASOL A.O.
MANI
LINO
COLZA
CANOLA
SOJA
ACEITE Oleico Linoleico Linolénico Erúcico
60
20
68
0
0
60
80
10
0
0
46
37
41
0
1
43
17
14
60
0
42
16
14
10
49
42
64
19
9
0
18
22
53
8
0
El aceite de lino, rico en Acido Linolénico tiene buena
adhesión superficial y rápido poder secante (pinturas,
barnices).
Los dobles enlaces también reaccionan fácilmente con ácido
sulfúrico y se emplea para fabricar detergentes.
Los aceites vegetales tienen además otras sustancias
liposolubles:
Antioxidantes naturales (tocoferoles, esteroles, fenoles y
carotenoides) que inhiben la oxidación de ácidos grasos.
En el aceite, la oxidación produce enranciamiento y
degradación de las propiedades nutricionales y funcionales
disminuyendo la calidad alimenticia. Esto ocurre durante el
almacenamiento.
En los seres vivos, la oxidación produce radicales libres que
dañan el ADN lípidos y proteínas. Los aceites vegetales son
la fuente más importante de antioxidantes naturales, que son
beneficiosos para la salud.
HARINAS:
Es la fracción o residuo sólido que queda luego de la
extracción de aceite.
Son ricas en proteínas y se utilizan casi exclusivamente en la
elaboración de alimentos balanceados para producción
animal.
La composición química varía según el cultivo y puede ser
alterada por calidad del grano y técnica de extracción.
Para ser de alto valor, la Harina debe tener:
Alto contenido de proteínas
Ausencia de compuestos tóxicos y antinutricionales
Bajo contenido de fibra cruda
Proteínas: son polímeros de aminoácidos.
Constituyen entre 20-50 % del peso seco.
En las plantas cumplen 3 funciones:
1) Almacenaje, 2) Estructural y 3) Enzimas.
Son más abundantes las de almacenaje.
La calidad está dada por la composición de amino ácidos.
Algunos son considerados esenciales porque no pueden ser
metabolizados por los humanos y deben ser incorporados en
los alimentos.
La mayoría de las harinas oleaginosas son deficientes en algún
amino ácido.
La harina de soja es deficiente en aminoácidos azufrados
(metionina y cistina) pero tiene alto contenido de lisina (que
es deficiente en harinas de cereales).
Las harinas de lino y girasol son altamente digestibles y de alto
valor biológico pero son bajas en lisina.
Compuestos tóxicos y antinutricionales:
Afectan la palatabilidad y/o digestibilidad.
Son sustancias producidas naturalmente por la planta o
inducidas por plagas o patógenos.
Algunos compuestos están ampliamente distribuidos
(fenoles, fitatos) y otros son específicos.
Pueden eliminarse con procesamiento o mejora genética.
La harina de colza contiene Glucosinolatos (alcaloides
azufrados) y produce desórdenes fisiológicos que afectan el
hígado y la tiroides. La mejora genética desarrolló cultivares
con bajo nivel de glucosinolatos lo que permite el uso en
alimentación animal.
La harina de lupino contiene alcaloides que le dan
características anti nutricionales y sabor amargo. La genética
desarrolló lupinos dulces con muy bajo nivel de alcaloides.
La harina de soja contiene inhibidores de la tripsina. Se
eliminan con desactivado (calor).
La harina de maní contiene aflatoxinas.
Fibras:
Están asociadas con la cáscara del grano.
Formadas por celulosa, hemicelulosa, pectinas, gomas,
mucílagos, lignina.
En algunos casos se hace descascarado para que la
harina sea útil como suplemento proteico (girasol, maní).
PROCESOS INDUSTRIALES:
- RECEPCION, ACONDICIONAMIENTO Y ALMACENAMIENTO:
A granel en camiones o vagones.
Limpieza restos vegetales, tierra, semilla de malezas.
Por corriente de aire o separadores magnéticos.
Instalaciones de secado por riesgos de fermentación.
- PREPARACIÓN DEL GRANO:
Semilla (soja) no hace falta descascarar.
En otros casos no es fácil de realizar (colza, cártamo).
En maní y girasol máquinas descascaradoras que
separan el pericarpio de la semilla. La cáscara se
emplea como combustible. ventajas: reduce el
consumo de solvente (hexano), mejora la calidad de la
harina (más proteína, menos fibra) y reduce coloreado
del aceite.
- TRATAMIENTO DEL GRANO:
Trituración, calentamiento y laminado para facilitar la
extracción de aceite.
- EXTRACCION DE ACEITE: por presión, por solventes
(hexano) o combinado.
Prensado a Tº ambiente o en calor (65-72ºC).
En frío se obtiene menos aceite pero más puro.
En caliente se liberan otros compuestos liposolubles.
En la extracción por solvente, la masa pasa por una cinta
transportadora y es rociada por el solvente.
El método depende de la concentración de aceite:
El sistema por solvente es más eficiente pero más
costoso.
En granos con alta concentración de aceite se usa el
sistema combinado
En granos con baja concentración de aceite se usa
solvente.
En granos de bajo precio se extrae por prensa.
- REFINADO: aceite en bruto se refina para hacerlo
comestible.
Acidos grasos libres se neutralizan con NaOH: jabón.
Mucílagos y gomas (fosfolípidos) se tratan con agua
caliente o ácidos: lecitina.
Pigmentos se decoloran y blanquean con C activado o
bentonita.
Aldehidos y cetonas se eliminan con destilación por
arrastre de vapor.
Lípidos adicionales y ceras se eliminan con frío y filtrado
Las harinas que se obtienen se clasifican según el
proceso:
tortas (prensa no continua), expeller (prensa continua),
harina (solvente). Los pellets son comprimidos hechos
con cualquiera de los tres.
Las tortas y expellers tienen 2-4 % de aceite, las harinas 1
%.
OLEOQUIMICA (TRANSFORMACIÓN INDUSTRIAL):
Hidrólisis: se obtiene glicerol (glicerina) y ácidos grasos;
mono y diglicéridos.
Hidrogenación: Se obtiene margarina (sólido) y se convierten
los isómeros cis en trans.
Oxidación: las dos reacciones más importantes son:
Ozonólisis: se obtienen ácidos grasos de cadena más corta
para producir polímeros, plastificantes y lubricantes (Acido
Erúcico).
Epoxidación: convierte aceites en plastificantes y
estabilizantes de plásticos (Acido Oleico).
Bioenergía:
se puede obtener biodiesel de los aceites de cualquier
oleaginosa. El proceso se denomina transesterificación. Se
obtiene metil éster o etil éster y glicerina.
Es un sustituto del diesel renovable y biodegradable, balance
energético positivo e impacto sobre el efecto invernadero
tres veces menor (balance de emisiones más favorable)