Alternativas para produção degorduras modificadas :

Interesterificação

Prof. Dr. Luiz Antonio Gioielli

Métodos de modificação de óleos e gorduras

Segundo os níveis de intensidade:

1) Mistura (interação)

2) Fracionamento (físico)

3) Interesterificação (químico – éster)

4) Hidrogenação (químico – dupla ligação)

Fluxograma das etapas de refinação e modificação de óleos e gorduras

Óleo bruto

Neutralização Sabão

Interesterificação

Fracionamento

Clarificação Hidrogenação

Desodorização

Degomagem Lecitina

Armazenamento Processamento (mistura, cristalização, emulsificação)

Embalagem

Produto final

Interesterificação

Redistribuição dos ácidos graxosnos triacilgliceróis

Novo processo torna margarina mais naturalO Estado de São Paulo, agosto / 1985

GIOIELLI, L.A. Desenvolvimento de bases gordurosas para margarinas cremosas por interesterificação. São Paulo, 1985. 145p. [Tese de Doutorado – FCF/USP].

Amostras a 20ºC das misturas binárias de gordura de frango e sua estearina (4), gordura de frango e TCM (5), e estearina e TCM (6) antes (tampa cinza) e após (tampa vermelha) a reação de interesterificação

Margarinas e cremes vegetais - Interesterificação (2006)

Lipídios(%)

Ácidos graxos saturados (%)

Ácidos graxos trans(%)

19,4 - 80,9 18,0 – 35,8 0,7 – 3,3

Pavan & Mancini Filho, 2007

Margarinas e cremes vegetais - Hidrogenação (2006)

Lipídios(%)

Ácidos graxos saturados (%)

Ácidos graxos trans(%)

19,5 – 78,3 20,6 – 28,9 12,6 – 30,5

Pavan & Mancini Filho, 2007

Margarinas e cremes vegetais - Hidrogenação (passado)

Lipídios(%)

Ácidos graxos saturados (%)

Ácidos graxos trans(%)

42 - 85 13,6 - 18,8 11 - 49

Margarinas e cremes vegetais

Estrutura de margarinas contendo 10% de gordura sólida

yield value (gf/cm2) 1000 200

óleo

água

cristal

yield value (gf/cm2)

Conteúdode

gordurasólida(%)

Consistência de margarinas

macia boa dura muito dura

12:0/12:0/12:0 16:0/2:0/16:0

TRIACILGLICERÓIS

Distribuição de ácidos graxos emtriacilgliceróis de óleos e gorduras naturais

Ácidos graxos (%)

Óleo /

Gordura

Posição

sn-

16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3 20:0

1 13,8 - 5,9 22,9 48,4 9,1 -

Soja 2 0,9 - 0,3 21,5 69,7 7,1 -

3 13,1 - 5,6 28,0 45,2 8,4 -

(%) 3,2 - 2,6 29,7 42,7 28,5 -

1 17,9 0,3 3,2 27,5 49,8 1,2 -

Milho 2 2,3 0,1 0,2 26,5 70,3 0,7 -

3 13,5 0,1 2,8 30,6 51,6 1,0 -

(%) 6,9 16,7 3,2 31,3 40,9 23,3 -

1 34,0 0,6 50,4 12,3 1,3 - 1,0

Manteiga

de cacau2 1,7 0,2 2,1 87,4 8,6 - -

3 36,5 0,3 52,8 8,6 0,4 - 2,3

(%) 2,4 16,7 2,0 80,9 84,3 - -

Número estatístico de triacilgliceróis

diferentes em função do número de ácidos

graxos diferentes

Ácidos graxos

(n)

Sem distinção

de isômeros

(n3+3n2+2n)/6

Sem distinção

de isômeros

ópticos

(n3+n2)/2

Todos os

isômeros

n3

1 1 1 1

2 4 6 8

3 10 18 27

4 20 40 64

5 35 75 125

10 220 550 1000

Interesterificação de mistura binária (50:50) de triacilgliceróis

composição no equilíbrio (%)

Ácidos graxos (fração molar)

TAG(fraçãomolar)

Composição em triacilgliceróis de mistura binária interesterificada (AAA + BBB)

Composição em triacilgliceróis de óleo de soja

natural e interesterificado

Triacilglicerol (%)

SSS SSI SIS SII ISI III

Óleo de soja

natural 0,0 1,0 4,0 35,0 3,0 57,0

interesterificado 0,4 4,4 2,2 22,6 11,3 59,2

Catalisadores para interesterificação

Catalisadores (%) Temperatura

( C)

Tempo

(min)

Alquilatos

metálicos

(metóxido de

sódio)

0,2-2,0 50-120 5-120

Metais

alcalinos (Na,

K, liga Na/K)

0,1-1,0 25-270 3-120

Hidróxidos

alcalinos

0,05-0,1

+ 60-160 30-45

Glicerol 0,1-0,2

Inativação de catalisadores de

interesterificação

Veneno Catalisador inativado

Tipo Nível (kg / 1000 kg óleo)

Na NaOCH3 NaOH

Água 0,01 % 0,13 0,3 -

Ácidos

graxos

livres

0,05 %

(em ácido

oléico)

0,04 0,1 0,07

Peróxido 1,0

(meq O2/ kg)

0,023 0,054 0,04

Total 0,193 0,454 0,11

Mecanismo da interesterificação química

diglicerinato

Tempo (min)

CGS (%)a 40°C

Interesterificação de óleo de palma

Alterações no ponto de fusão devidas à

interesterificação

Óleo / Gordura Ponto de fusão ( C)

Antes Após

Soja -7,0 5,5

Algodão 10,5 34,0

Coco 26,0 28,2

Palma 39,8 47,0

Banha 43,0 43,0

Sebo 46,2 44,6

Manteiga de cacau 34,4 52,2

25% óleo de palma hidrogenado +

75% óleo de palmiste hidrogenado 50,2 40,3

25% triestearina +

75% óleo de soja 60,0 32,2

Cristalização da mistura de gordura

do leite e óleo de girassol (70:30) a 20C

Ponto de amolecimento (ºC) = 31,3Conteúdo de gordura sólida (%) = 11,1

Consistência (gf/cm2) = 207,5

Cristalização da mistura interesterificada de gordura

do leite e óleo de girassol (70:30) a 20C

Ponto de amolecimento (ºC) = 32,0Conteúdo de gordura sólida (%) = 11,6

Consistência (gf/cm2) = 509,1

0

5

10

15

20

25

30

Mas

sa (

%)

20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54

Número de carbonos

Antes

Após

Percentual em massa de triacilgliceróis para a interesterificação degordura de babaçu e azeite de dendê, na proporção de 60:40

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Mas

sa (

%)

20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54

Número de carbonos

Antes

Após

Percentual em massa de triacilgliceróis para a interesterificação degordura de babaçu e azeite de dendê, na proporção de 80:20

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54

Número de Carbonos

(%)

em

Mas

sa

Am 5ai

Am 5di

Composição em triacilgliceróis quanto ao número de carbonos da mistura binária entre gordura de frango e TCM

antes e após a interesterificação

AntesApós

Alterações nos triacilgliceróis durante a

interesterificação de 60% de óleo de girassol

com 40% de banha totalmente hidrogenada

Triacil-

glicerol

(%)

no de

duplas

ligações

Tempo

(min)

0 20 40 60

SSS 0 37,7 32,0 17,1 6,7

SSM 1 - 0,7 3,7 9,2

SMM 2 0,5 1,6 3,1 5,4

SSD 2 0,5 2,9 12,7 20,9

MMM 3 0,7 1,1 - -

SMD 3 4,7 5,2 11,2 14,0

MMD 4 4,8 4,8 5,1 2,5

SDD 4 11,4 11,8 16,2 20,2

MDD 5 20,3 20,2 16,5 9,5

DDD 6 19,2 19,4 14,3 11,6

Composição da banha antes e após a

interesterificação

Ácido

graxo

Antes

(%)

Após

(%)

Total Posição

sn-2

Total Posição

sn-2

16:0 24,8 63,6 23,8 24,2

16:1 3,1 6,4 2,9 3,3

18:0 12,6 3,0 12,2 12,0

18:1 45,0 16,5 47,2 47,4

18:2 9,8 5,1 9,5 9,8

Outros 4,7 5,4 4,4 3,3

Reator para interesterificação

Gordura

CatalisadorVácuo

Produto

Nitrogênio

Vapor ou água fria

Agitador

GorduraProduto

Trocador de calor

Secador

Reatortubular

Centrífuga

Secador

Vácuo

Vácuo

Sistema contínuo de interesterificação química

CatalisadorÁgua

Mecanismo ping-pong para interesterificação enzimática

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0

6

12

18

Atividade de água

Umidade

(%)b.s.

Isotermas de adsorção de água da Lipozyme

(°C)253545

Bomba de circulação de água

Reservatório de produto

Bomba peristáltica

Banho de água

Reservatório de substrato

Camisa de aquecimento

Enzima (Lipozyme IM)

Reator contínuo para produção de lipídios estruturados por interesterificação enzimática

Reator contínuo para produção de lipídios estruturados por interesterificação enzimática

Comparação

Interesterificação

Química Enzimática

Vantagens

Barata Especificidade

(por posições do glicerol e

por ácidos graxos)

Rápida Reutilização de lipases

imobilizadas

Fácil de aumentar a escala Condições de reação brandas

Comparação

Interesterificação

Química Enzimática

Desvantagens

Não tem especificidade Custo das lipases

Custo dos bio-reatores

Difícil de aumentar a escala

Baixa eficiência

Migração acil (processos

descontínuos lentos)

A interesterificação química ou enzimática apresenta-

se como importante método de modificação de óleos e

gorduras, com a vantagem de não promover a

formação de isômeros trans. Contudo, para atender as

exigências do mercado, deverá ser associada aos outros

métodos de modificação existentes, como a mistura, o

fracionamento e a hidrogenação.

Conclusão