Fraccionamiento Aceite de Coco

·
O l e agin o sas y A c e it e s
Esp e cia l e s , G o ur m e t y
Ex ó tic o s
·
Aceite de coco fraccionado y producción
de aceite de triglicéridos de cadena
media: Hechos y mitos
AutorES: Saeed M. Ghazani y Alejandro G. Marangoni
E-mail: [email protected]; [email protected]
Regulatory Review es una columna regular de Inform que presenta actualizaciones sobre temas reglamentarios relacionados con las industrias
de los aceites y las grasas.
Material extraído de la edición de octubre de 2020 de Inform, Volumen 31 (9) y publicado bajo la expresa autorización de sus editores.
Resumen / Abstract
Existen en el mercado aceites de triglicéridos de cadena media
a partir de aceite de coco que se presentan como naturales u
orgánicos, en este trabajo se muestra que en el aceite de coco
nativo no existen los TAG que contienen ácidos C-6 a C-10,
con lo que dichos aceites no pueden ser obtenidos por fraccionamiento, por lo tanto dichos aceites deben ser sintéticos, y
ofrecerlos como naturales constituye un fraude.
There are medium chain triglyceride oils on the market
from coconut oil that are presented as natural or organic,
in this work it is shown that in native coconut oil there
are no TAGs that contain acids C-6 to C-10 Therefore,
said oils cannot be obtained by fractionation, therefore
said oils must be synthetic, and offering them as natural
constitutes a fraud.
Se muestran los procesos que permiten obtener aceites
de cadena media y alternativas en estudio a través de nuevos cultivos, técnicas enzimáticas y producción mediante
microorganismos.
The processes that allow obtaining medium chain oils
and alternatives under study are shown through new
cultures, enzymatic techniques and production using
microorganisms.
Palabras claves / Key words
Aceite de coco; aceites de cadena media; aceites naturales;
aceites orgánicos; ácido caproico; ácido caprílico; ácido
cáprico (C10:0); fraccionamiento.
Descubrimos recientemente que los
aceites de triglicéridos de cadena media
(TCM) con composiciones de ácidos
grasos que posiblemente no deriven de
aceite de coco nativo se están comercializando como “naturales”, “orgánicos”
o como “aceite orgánico de coco fraccionado”. Aunque no hay nada de malo
con el aceite de TCM sintetizado químicamente: ¿Se debería permitir que los
fabricantes engañen a los consumidores
312
Coconut oil; medium chain oils; natural oils; organic
oils; caproic acid; caprylic acid; capric acid (C10: 0);
fractionation.
con estas afirmaciones falaces? Posiblemente sea el momento para implementar
algunas reglamentaciones.
Los aceites de triglicéridos de cadena media (TCM) se han usado durante
décadas como ingredientes alimentarios de elevada densidad calórica y
fácilmente digeribles. Proporcionan
una fuente inmediata de energía para
infantes y atletas y para personas con
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alteraciones en la digestión de grasas.
Los aceites de TCM se descomponen
rápidamente por la acción de la lipasa
salival y los jugos gástricos, por lo tanto, apenas resulta necesaria la descomposición por la lipasa pancreática antes
de la absorción. Los ácidos grasos de
cadena media (AGCM), incluyendo el
ácido caproico (C6:0), el ácido caprílico (C8:0) y el ácido cáprico (C10:0),
son moléculas pequeñas que son trans-
Aceite de coco fraccionado y producción de aceite de triglicéridos de cadena media: Hechos y mitos
portadas preferentemente por la vena
porta al hígado en donde son metabolizadas tan rápidamente como la glucosa.
En los últimos años, la tendencia del
consumo de aceite de TCM en las dietas
terapéuticas, los nutrientes enterales y
las soluciones de transfusión ha crecido significativamente. Estudios nuevos
muestran que los AGCM reducen los
niveles de lípidos en ayunas en mayor
medida que los ácidos grasos insaturados y su potencial para reducir el peso
corporal ha sido confirmado. Los TCM
se utilizan para pacientes con alteraciones de la digestión y para pacientes
con restricción de fluidos, como por
ejemplo, los pacientes con síndrome de
inmunodeficiencia adquirida (SIDA),
fibrosis quística, cáncer, traumatismos
múltiples, lesiones por quemaduras,
síndrome de dificultad respiratoria o
los que tienen enfermedades hepáticas
y renales [1]. La composición principal
de ácidos grasos de los aceites de TCM
comerciales incluyen al ácido caproico
(1 a 2 %), el ácido caprílico (35 a 75 %),
el ácido cáprico (25 a 50 %), y el ácido
láurico (1 a 2 %).
· Elaboración del aceite de tcm
Las palmas de coco (Cocos nucifera
L.) productoras del aceite de coco crecen dentro de la franja entre los 20° al
norte y los 20° al sur del Ecuador, en la
región tropical de Asia (Filipinas, Indonesia e India), África (Ghana y Nigeria), y América del Sur (Brasil y Méjico). La composición química de la nuez
del coco fresco se compone de humedad (50 %), aceite (3,4 %), cenizas
(2,2 %), fibra (3 %), proteína (3,5 %)
y carbohidratos (7,3 %) [2].
Los principales ácidos grasos en los triacilgliceroles del aceite de coco son los
AGCM (13-17 %), o los ácidos grasos
saturados de cadena larga (62,7-69,5 %)
(Tabla 1).
Como el ácido láurico es el ácido graso
predominante en el aceite de coco (más
del 50 % del total de ácidos grasos), la
mayor parte de los principales triacilgliceroles contienen ácido láurico en su
estructura molecular, como por ejemplo, los LLL, LLM, LMM, CLL y LMP.
Aquí, las letras “L”, “M”, “C” y “P”
representan a los ácidos láurico, mirístico, cáprico y palmítico, respectivamente
(Tabla 2).
· La producción de aceite de tcm
con fraccionamiento directo del
aceite de coco: una definición
falsa
Las empresas europeas de aceite comestible desarrollaron el primer “proceso”
de fraccionamiento del aceite de coco
a gran escala importando barriles de
madera de gran longitud, denominados
tubos de Ceilán, desde Sri Lanka a Europa. Los barriles contenían aceite de coco
caliente, que se enfriaba lentamente
durante el transporte a los puertos europeos. Este enfriamiento lento del aceite
de coco, combinado con una agitación
suave por el movimiento de los barcos,
permitió que los TAG de alto punto de
fusión del aceite de coco se cristalizaran
y se separaran en fracciones [3]. En un
ensayo de prueba en nuestro laboratorio,
se realizó el fraccionamiento del aceite de coco con acetona (acetona:aceite
de coco, 4:1 p/p) a una temperatura de
10 °C y durante 48 horas. En la Tabla
3 se puede observar la composición de
ácidos grasos de las fracciones sólidas
y líquidas después del fraccionamiento
con solvente.
En base a dichos resultados, aunque la
cantidad total de TCM en la fracción
líquida fue mucho mayor que la de la
fracción sólida (16,8 % y 7,4 %, respectivamente), el ácido láurico fue el principal ácido graso en ambas fracciones
(50,8 % y 47,4 %, respectivamente). En
estudio previos, Marikkar et al., mostraron que en el 97 % de los triacilgliceroles del aceite de coco fraccionado con
solvente, el ácido láurico siempre fue
uno de los tres ácidos grasos presentes
(Tabla 4). Los investigadores informaron que no se detectó ninguna molécula
natural de triacilglicerol con tres ácidos
grasos de cadena media [4].
Para estudiar la composición de ácidos
grasos y triacilgliceroles en los aceites de TCM comerciales en el mercado
canadiense se seleccionaron tres muestras que fueron analizadas en nuestro
laboratorio. La composición de ácidos
grasos y triacilgliceroles de estas muestras de aceites de TCM comerciales se
puede observar en la Tabla 5. En base al
perfil de triacilgliceroles de las muestras
no se detectó ácido láurico en la estrucTabla 1 - Composición de ácidos grasos del
aceite de coco
Ácido grasoCantidad (% área)
C6:0
0,5
C8:0
7,4
C10:0
6,3
C12:0
51,1
C14:0
19,3
C16:0
8
C18:0
2,7
C18:1
4,6
C18:2
0,6
Tabla 2 - Composición de triacilgliceroles del
aceite de coco
TriacilglicerolCantidad (% área)
CpCL
3.5±0.2
CCL
14.0±0.3
CLL
18.8±0.2
LLL
22.0±0.5
LLO
1.2±0.0
LLM
16.9±0.2
LMM
10.0±0.3
LMO
2.6±0.0
LMP
10.3±0.3
Otro
6,1
Abreviaturas: Cp: caprílico; C: cáprico; L: Láurico; M: mirístico;
P: palmítico; y O: oleico
Tabla 3 - Composición de ácidos grasos de
fracciones sólidas y líquidas del aceite de coco
(% de área).
Ácido graso
C6:0
C8:0
C10:0
C12:0
C14:0
C16:0
C18:0
C18:1
C18:2
Fracción líquida
0,7
9,2
6,9
50,8
16,7
7,3
2,6
5,0
0,7
Fracción sólida
0,1
3,1
4,2
47,4
27,3
11,3
4,0
2,1
0,3
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O l e agin o sas y A c e it e s
tura de los triacilgliceroles de estos aceites de TCM (Tabla 5). Por lo tanto, surge
la siguiente pregunta: ¿Cómo podemos
tener un “aceite de coco fraccionado” que solo contiene ácidos cápricos,
caproicos y caprílicos? ¿Cómo puede
ser esto si en el aceite de coco nativo no
existen los TAG que sencillamente contienen ácidos C-6 a C-10? ¿Cómo puede
existir o comercializarse este producto
como “aceite orgánico de coco fraccionado”? ¿Cómo pueden ser “naturales” y
obtenidos por fraccionamiento? ¿Sabe el
público que es probable que estos aceites
de TCM sean sintéticos?
Este tema será desarrollado a continuación. Comenzaremos revisando los
métodos comunes utilizados en la industria para sintetizar los aceites de TCM.
Esp e cia l e s , G o ur m e t y
la bibliografía se encuentran informados
en la bibliografía de patentes. Sin embargo, los dos métodos principales para la
producción de aceites de TCM son el
proceso de desdoblamiento del aceite
de coco o el proceso de metilación. Por
ejemplo, el proceso de desdoblamiento
del aceite de coco para obtener aceite
de TCM se describe en detalle en los
siguientes cuatro pasos.
·
2. Proceso de destilación de los ácidos
grasos
Durante el paso de destilación, las impurezas de bajo y alto peso molecular (componentes de bajo olor y residuos, respectivamente) son separadas de los ácidos
grasos en base a sus diferencias en el
punto de ebullición y la presión de vapor.
1. Desdoblamiento del aceite de coco
En un sistema por lotes, se sopla vapor
de manera continua en el fondo del
reactor de desdoblamiento para elevar
la presión por encima de 1.000 kPa, y
generalmente se agrega 2-4 % de catalizador (ZnO) para acelerar el proceso de
desdoblamiento.
· Los métodos de síntesis clásicos
para la producción de aceite de
TCM
Los primeros métodos para la producción de aceites de TCM encontrados en
Tabla 4 - Composición de triacilglicerol (%) del aceite de coco y sus fracciones (Referencia 3).
TriacilglicerolAceite de coco
CCL
15,1
CLL
19,5
LLL
22,6
LLM
16,5
LOL
2,8
LMM
9,7
LLP
0,3
LOM
2,3
LMP
5,1
LOO
0,5
LOP
1,4
Ex ó tic o s
Fracción de alta
temperatura de fusión
5,0
7,6
14,4
22,3
1,2
21,9
0,2
1,1
15,0
0,1
0,6
Fracción de baja
temperatura de fusión
15,4
19,6
22,7
16,0
3,7
8,6
0,7
2,9
4,2
0,7
1,7
Tabla 5 - Composición de ácidos grasos y triacilgliceroles (% de área) de aceites de TCM comerciales
3. Fraccionamiento térmico
En el paso del fraccionamiento térmico, después del paso de desaireación,
los ácidos grasos se calientan hasta su
temperatura de evaporación bajo alto
vacío. Los ácidos grasos evaporados son
separados en columnas empacadas en
tres cortes, el primer corte (AGCM) con
un rendimiento de 10–15 %, el segundo
corte (ácidos láuricos y mirísticos) que
es la fracción principal (50–70 %), y la
tercera fracción (el resto de los ácidos
grasos del coco) con un rendimiento de
15-20 %.
4. Glicerólisis de los AGCM
La reacción de esterificación entre los
AGCM separados y el glicerol es el
último paso para la producción del aceite de TCM. La glicerólisis química es
una reacción reversible realizada bajo
vacío por encima de 200 °C, y requiere
extraer continuamente el agua, que es un
subproducto, del medio para obtener un
alto rendimiento de aceite de TCM.
Ácido grasoAceite de TCM A Aceite de TCM B Aceite de TCM C
C8:0
56,4
54,5
65,7
C10:0
43,6
45,5
34,3
TriacilglicerolAceite de TCM A Aceite de TCM B Aceite de TCM C
C8:C8:C8
24,4
25,8
39,4
C8:C8:C10
42,2
42,0
41,1
C8:C10:C10
25,0
23,8
15,0
C10:C10:C10
5,2
4,9
2,0
Otro
3,2
3,5
2,5
314
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No resulta claro de qué manera las
empresas sintetizan sus aceites de TCM.
Stepan utiliza glicerol a partir de fuentes
de aceite vegetal y TCM de los aceites
de coco y palmiste para producir el tri-
Aceite de coco fraccionado y producción de aceite de triglicéridos de cadena media: Hechos y mitos
glicérido caprílico/cáprico NEOBEE®.
La empresa es honesta con relación al
producto y no lo comercializa como
“natural”, “virgen”, ni lo presenta erróneamente como aceite de coco. Nisshin
Oillio Group Ltd., un gran productor
de aceites y grasas comestibles para
alimentos procesados y el ganador del
premio “AOCS Corporate Achievement
Award” en 2019, posee un negocio de
productos químicos finos que sirven
para elaborar una línea entera de productos de TCM. También son transparentes con respecto a sus productos y no
realizan afirmaciones de que se producen a partir de aceites naturales fraccionados. Su aceite de TCM fue utilizado
recientemente en un estudio doble ciego, randomizado, cruzado, y controlado
por placebo que investigó los efectos
del TCM sobre la capacidad cognitiva
en pacientes con mal de Alzheimer entre
leve y moderado y encontró efectos
positivos sobre la capacidad cognitiva
en pacientes entre leves y moderados
con APOE4 (1) −/− (https://www.clinicalnutritionjournal.com/article/S02615614(19)33104-8/pdf).
· Los enfoques alternativos para
producir aceite de TCM
Recientemente, se desarrolló un método de ingeniería metabólica para producir aceite de TCM a partir del cultivo
oleaginoso de la Camelina sativa [5].
Algunas empresas biotecnológicas han
desarrollado tácticas para la producción
de aceites microbianos con TCM. Por
ejemplo, Solazyme Inc. en el sur de San
Francisco, EE.UU., produjo un aceite de
microalgas alto en TCM. Las cantidades de ácido caprílico y cáprico en este
aceite de algas con TCM fue de 24,9 %
y 55,8 %, respectivamente, mientras que
el resto de los ácidos grasos fueron ácido
láurico (1,4 %), ácido mirístico (1,2 %),
ácido palmítico (3,1 %) y ácido esteárico
(13,5 %). La tecnología enzimática es un
abordaje alternativo para producir aceites de TCM. El uso de una lipasa para
catalizar las reacciones de hidrólisis y
esterificación se ha estudiado como un
método eficiente para producir aceites
de TCM [6].
· Necesidad de una mayor
transparencia
Los aceites de TCM cuentan con propiedades fisicoquímicas y nutricionales
que mejoran la salud y la nutrición y
son útiles en numerosas aplicaciones no
comestibles como los lubricantes y los
cosméticos. Con un suministro limitado
de aceite de coco, los aceites de TCM
sintéticos ayudan a satisfacer la creciente demanda por estos aceites saludables.
Mientras tanto, las tecnologías alternativas como la ingeniería metabólica
y la tecnología enzimática finalmente
podrían resultar más sustentables que
la elaboración de productos a partir de
frutos de coco. Sin embargo, pensamos
que los consumidores deberían saber que
la mayoría de estos aceites de TCM son
productos sintéticos, y no solo “fraccionados” a partir de algunos aceites naturales. Afirmar que el aceite de TCM
químicamente sintetizado es “virgen”
u “orgánico”, o incluso “aceite de coco
fraccionado” no es correcto o ético y
engaña y posiblemente defraude a los
clientes.
Saeed M.Ghazani es un investigador asociado en la Universidad de Guelph, Onta-
rio, Canadá. Su trabajo se focaliza sobre
la cristalización y la estructura de estado
sólido de los triglicéridos. Puede ser contactado en: [email protected].
Alejandro G. Marangoni es profesor
e investigador del programa Canada
Research Chair Nivel 1 sobre Alimentación, Salud y Envejecimiento en la Universidad de Guelph, Ontario, Canadá. Su
trabajo se concentra en las propiedades
físicas de materiales blandos en alimentos, cosméticos y biolubricantes. Marangoni es miembro honorario de AOCS,
y miembro honorario del IFT y de la
Royal Society of Chemistry (Reino Unido) y editor en jefe de la revista Current
Opinion and Current Research in Food
Science. Marangoni fue elegido miembro
honorario de la Royal Society of Canada, the Academy of Sciences, en 2018.
Puede ser contactado en amarango@
uoguelph.ca.
· Referencias
1. Kim, S.M. and J.S. Rhee, Production of
mediumchain glycerides by immobilized lipase
in a solventfree system, J. Am. Oil Chem. Soc.
68: 499–503, 1991.
2. Nuzul Amri, I. “The Lauric (Coconut and Palm
Kernel) Oils”. In: Vegetable Oils in Food Technology: Composition, Properties and Uses,
Second Edition, (Gunstone F.), 2011, 169–197.
3. Rossell, J.B., Fractionation of lauric oils, J. Am.
Oil Chem. Soc. 62: 385–390, 1985.
4. Marikkar, J.M.N., D. Saraf, and M.H. Dzulkifly,
Effect of fractional crystallization on composition and thermal behavior of coconut oil, Int. J.
Food Prop. 16:1284–1292, 2013.
5. Yuan, L. and R. Li, Metabolic engineering a
model oilseed, Camelina sativa, for the sustainable production of high-value designed oils,
Front. Plant Sci. 11: 1–14, 2020.
6. Utama, Q.D., A.B. Sitanggang, D.R. Adawiyah,
and P. Hariyadi, Lipase-catalyzed interesterification for the synthesis of medium-long-medium
(mlm) structured lipids–a review, Food Technol.
Biotechnol. 57: 305–318, 2019 n
(1) La APOE-ε4 (apolipoproteína E, isoforma 4) ha estado involucrada en una mayor sensibilidad a contraer la enfermedad de Alzheimer. Wikipedia.
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