Grasas y aceites. Propiedades físicas y químicas de las grasas.

Para entender los procesos de transporte, preparación y utilización de las grasas en la preparación de diversos tipos de cookies que describir las propiedades físicas y químicas de las grasas. Las grasas y los aceites son a veces llamadas lípidos. Lípidos - una sustancia grasa en forma líquida, pastosa o sólida. Los lípidos son insolubles en agua pero solubles en disolventes polares, por ejemplo, éter. También los productos grasos utilizados en la cocción, los lípidos incluyen sustancias tales como fosfolípidos y esteroles. Los fosfolípidos se detectan y lecitina, un emulsionante, y los esteroles incluyen colesterol, que está ahora siendo ampliamente discutida debido a la clara relación entre el colesterol alto y la sangre y problemas cardiovasculares y arteriosclerosis. Estamos interesados ​​en grasa - es una mezcla de triglicéridos que tienen la fórmula molecular general que se muestra en la Fig. 1, donde R |, R2, R3 - ácidos grasos de varios tipos.

Los triglicéridos son líquidos a temperatura ambiente normal se denominan aceites, y de plástico o semisólidos triglicéridos - grasas. Dos o tres ácidos grasos que constituyen una molécula de triglicérido pueden ser el mismo, pero las mezclas más comunes de los mismos. graso de tipo ácido en cada posición afecta sustancialmente a las propiedades físicas pas proporción de grasa y triglicéridos en la grasa determina su rendimiento y estabilidad. Los ácidos grasos son de diferentes longitudes y precios pueden ser saturados o insaturados. Cuanto mayor es la longitud de la cadena, mayor es la temperatura de fusión. Los ácidos saturados hay dobles enlaces entre átomos de carbono adyacentes, y los compuestos son relativamente resistentes a la oxidación. ácidos insaturados H presentes uno o más dobles enlaces entre pares de átomos de carbono (ver. Fig. 2). Hay dos posiciones del doble enlace, conocido como un "cis" y "trans".

Glicéridos de ácido insaturado con una molécula llamada ácidos insaturados múltiples monoinsaturados y poliinsaturados -. Todos los ácidos grasos con dobles enlaces tienen menores puntos de fusión que sus análogos saturados, y significativamente más activo químicamente.

La capacidad de los ácidos insaturados reaccionan con yodo hace que sea posible evaluar las medidas método químico ciertos aceites insaturados. El valor resultante se llama el índice de yodo; cuanto mayor sea el índice de yodo de la grasa más insaturado y por lo tanto más inestable a la oxidación y rancidez es.

Tabla. 1 muestra la composición de algunas grasas naturales y aceites comunes a través de cada una de las proporciones de ácidos grasos presentes como triglicéridos. Se utiliza comúnmente utilizado nombres de los ácidos y de las denominaciones S16: 0 o S18: 1 mostrar la longitud de la cadena de carbono y el número de enlaces insaturados disponibles. Se puede observar que el índice de yodo asociado con la relación de insaturación existente.

11El número de ácidos grasos conocidos es bastante grande, pero sólo relativamente pocos

Generalmente presentes en grasas y aceites comestibles en cantidades significativas. Muchas grasas naturales importantes contienen, de hecho, solo los cuatro ácidos más vacunados como constituyentes básicos: palmítico esteárico, oleico y linoleico.

Los triglicéridos tienen diferentes temperaturas de fusión, que dependen de las propiedades de los ácidos contenidos en cada una de las tres posiciones. Como ya se ha mencionado, la longitud de cadena pequeña y dobles enlaces resultan en bajas temperaturas de fusión y viceversa. grasa natural siempre smesyo triglicéridos, por lo que no tiene un punto de fusión definido y las características de la curva de fusión (que serán discutidos; abajo) afecta fuertemente la idoneidad de grasa por un particular, de métodos propósito de polvo se han desarrollado para modificar características de fusión por los efectos sobre los triglicéridos presentes. método de fraccionamiento Yid elimina hueso de su mezcla con los componentes secos a una temperatura predeterminada, que i es la formación de dos fracciones con propiedades muy diferentes. Esta separación da estearina con un alto punto de fusión y oleína con un punto de fusión más bajo. Someter aceite al hidrógeno gaseoso a alta temperatura y presión en presencia de un catalizador adecuado, es posible romper algunos o todos los enlaces insaturados y hacerlos saturados mediante la adición de átomos de hidrógeno. Este proceso conduce a la formación de grasa, que funde a temperatura más alta que la grasa original llamada hidrogenación.

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21La transesterificación - se utiliza otro método químico para modificar los triglicéridos. Con calefacción adecuado en presencia del catalizador ácido en el triglicérido puede ser invertida, pasando de otros productos naturales que afectan a la fusión y la cristalización de la grasa. Someter una mezcla de diferentes aceites naturales con una o más técnicas de modificación, puede engordar, bastante diferentes de las existentes en la naturaleza, con propiedades mucho más apropiado para tareas específicas.

Cabe señalar que la evaluación de las características físicas de la grasa sobre la base de los conocimientos de la mezcla es extremadamente difícil, e incluso el resultado de la hidrogenación y transesterificación depende de cambios en las configuraciones cis y trans y las propiedades del catalizador usado.

Se ha mencionado anteriormente, y es bien sabido que las grasas se deterioran durante el almacenamiento y el posible cambio en el sabor o ranciedad. Los aceites naturales extraídos de tejidos de plantas o animales, contienen impurezas y enzimas, que se eliminan típicamente por métodos de limpieza químicos. Sólo entonces son grasas adecuados para el consumo humano.

Con el tiempo, la oxidación conduce a la formación de hidroperóxidos, que a su vez se descompone en varios compuestos con un sabor muy fuerte y desagradable. Bajo ciertas condiciones, los ácidos grasos libres a partir de triglicéridos son liberados y pueden reaccionar con agua y el metal, formando jabones, también tienen un sabor desagradable. Este proceso de descomposición es promovido por alta temperatura, glicéridos especies insaturadas, la luz brillante (especialmente ultrafioletvy), especialmente ciertos iones metálicos que actúan como catalizadores El catalizador es cobre especialmente eficaz, por lo que deben ser cuidadosamente dispuestos a su uso en tubos o válvulas, que están en contacto con aceites.

Los productos de oxidación son amtokataliticheskimi. Esto significa que después de que el comienzo de este proceso se acelera la rancidez, por lo que antes de añadir aceite nuevo es importante para eliminar una porción oxidada y película de grasa polimerizada a partir de la superficie de la cien y tanques. Esta manifestación de deterioro de grasa, como un cambio de gusto, diferente a la oxidación y la hidrólisis. Los aceites que contienen cantidades sustanciales de ácido linolénico y otros ácidos grasos con dos enlaces dobles son particularmente susceptibles a la aparición de mal sabor, que se describe como una "bean", "cubierta de hierba" o "a pescado". Este problema es especialmente grande en el caso del aceite de soja.

Para ralentizar la rancidez oxidativa (pero no la rancidez, que se manifiesta por la acción de la luz UV) se puede utilizar un grupo de compuestos conocidos como antioxidantes. Hay un gran número de antioxidantes naturales y sintéticos, muchos de los cuales no están autorizados a utilizar en la producción de alimentos. Las leyes que rigen el uso de antioxidantes, muy diverso, y por lo tanto difícil dar pautas generales, pero su aplicación. Los antioxidantes son útiles para combatir la rancidez como el aceite almacenado, y el aceite en el producto después de la cocción. La eficacia de un antioxidante en particular suele ser diferente en los dos casos. La oxidación de las grasas en galletas reducido significativamente cuando A ,,, 0,2, que es una de las razones por las que la cookie está mojado debido a la mala embalaje, tiene un sabor "húmeda". Se sabe que el azúcar en las galletas horneadas tienen propiedades antioxidantes.

grasas láuricas (grasas ricos en ácido láurico) se utiliza ampliamente en rellenos para galletas, debido a su rápida fusión, son más susceptibles a la rancidez hidrolítica que la oxidación. La presencia de sales de sodio después de la aparición de deterioro hidrolítica comienza saponificación, y por lo tanto existe el temor de que el sabor jabonosa se puede producir cuando se utiliza grasa láurica, pero es muy improbable en ausencia de enzimas, y la aparición de rancidez hidrolítica humedad. Tales condiciones pueden ocurrir sólo durante el crecimiento de moho o en contacto con las tuercas de grasa o partículas de fruta que poseen actividad enzimática.

Al embalar y almacenar MKI es importante seguir ciertas precauciones. En primer lugar, nunca se debe exponer el producto a una luz fuerte, especialmente la luz del sol, los rayos ultravioleta ricos. Los artículos del embalaje transparente o no denso deben mantenerse en la oscuridad o con luz mínima (en particular, es muy razonable para exhibir una ventanas iluminadas por el sol). En segundo lugar, es necesario elegir cuidadosamente el paquete que está en contacto con los productos. Grasas migrar fácilmente en el papel poroso, en contacto con los productos y se formó con una gran grasa de la superficie en combinación con trazas de metales en el papel y contribuye a la rancidez. Estos productos contaminados pueden acelerar el deterioro del resto de la grasa en el producto, pero en cualquier caso, un olor desagradable del embalaje impide disfrutar. A pesar de la muy alta sensibilidad a los sentidos humanos olor y sabor rancio compuestos, este último, al parecer, no es perjudicial para la salud (por ejemplo, perros prefieren las grasas poco estropeado (olorosos)).

Otra característica química importante de la grasa que es importante y la producción de galletas es la polimerización. Bajo ciertas condiciones, algunos glicéridos exhiben un efecto de combinación y forman moléculas pegajosas muy grandes que pueden acumularse en las superficies de los tanques de almacenamiento, tuberías o en las cintas del hogar. Son pegajosos (aunque se eliminan con agua muy caliente) y con el tiempo se vuelven rancios. Todas las grasas, con la excepción de la mantequilla, que es uno de los tipos de grasas no purificadas, deben tener un sabor débil y un color muy ligero.

fenómenos químicos descritos anteriormente es importante, pero es mucho más importante en la producción de MKI propiedades físicas de la grasa.

Las grasas son más mezclas que compuestos puros, y por lo tanto no tienen características de fusión claras. Cuanto más grasa hay en un conjunto de diferentes tipos de ácidos grasos, la fusión se produce en un rango de temperatura más amplio. Es útil conocer las características de fusión de las grasas, que pueden determinarse calculando la fracción sólida de grasa (índice de dureza de la grasa - ITG) a diferentes temperaturas.

Los glicéridos cristalinos son más densos que los líquidos, por lo tanto, cuando se enfrían, el volumen de grasa disminuye. Este cambio de densidad se utiliza para estimar la ITL midiendo los cambios de volumen (dilatometría). La resonancia magnética nuclear (RMN) también se puede aplicar para evaluar la relación sólido / líquido en una muestra de un producto graso. Este método se basa en la diferencia en la libertad de las moléculas que contienen hidrógeno en el líquido y en la fase sólida. Los resultados de la medición son curvas de fusión que tienen la forma mostrada en la Fig. 3.

Para las características de los productos grasos son indicadores importantes ITZH a las siguientes temperaturas:

♦ temperatura ambiente (afecta la resistencia del relleno en el producto);

♦ la temperatura de trabajar con grasa (afecta la consistencia de la grasa cuando se combina con otros ingredientes para hacer masa, crema, etc.);

♦ temperatura de la masa (determina el estado de la grasa durante la formación de los pedazos de masa);

♦ temperatura corporal - 36,9 ° С (determina cuánta grasa se derrite en la boca y, en consecuencia, cuánta grasa sin fundir puede adherirse al cielo).

Puesto que no es siempre una cierta cantidad de glicéridos con grasa muy bajo y muy alto punto de fusión, en primer lugar, no es a 100% sólido hasta que se enfría a una temperatura significativamente más baja que normalmente se utiliza para alimentos, y en segundo lugar cuando no hay sólidos, no rotundo "punto de fusión". En este sentido, se introdujo el término "punto de fusión de deslizamiento" (STP) y el método para su medición se describe más adelante. La grasa STF - es líquido ligeramente turbio con un contenido de sólidos de aproximadamente 4%

Los glicéridos sólidos están presentes en forma de cristales, pero los cristales pueden ser de diferentes tipos (su polimorfismo tiene lugar). Durante el enfriamiento rápido, los cristales a se forman, pueden convertirse en formas (3-primary ((3 ′), que a su vez pueden convertirse en las formas más estables (3. Los cristales y yo tenemos el punto de fusión más bajo)). muy pequeño y muy pequeño

33son estables Los cristales B tienen el punto de fusión más alto y suelen ser grandes. La formación de cristales conduce a la liberación de calor de cristalización, y durante la transformación de a -> B '-> B también se libera calor.

Si las grasas se enfrían en un estado estático, formó una masa sólida que consta de gran asociada a cada uno de otros cristales (líquido entre ellas). 11ri posteriormente agitando los cristales son destruidos y el peso se vuelve mucho más dúctil. Dado que el estado físico de las grasas para MKI es muy importante, se debe prestar gran atención a conseguir el tipo óptimo de los cristales en la estructura óptima. Esta función es realizada por el dispositivo, llamado el molde / plastificante. Después de la refrigeración y aceite plastificante puede ser deseable introducir aire en él, una fase acuosa, un tensioactivo o inclinarse en fase sólida (por ejemplo, azúcar o leche en polvo). En este caso, el equipo puede ser llamado un cristalizador / emulsionante.

La curva muestra ninguna consistencia ITZH grasa a la temperatura elegida, ya que también depende de la cantidad de grasa fue plastificado. grasas se enfrió rápidamente muestran subenfriamiento significativa, y como plastificación no se pueden realizar antes de la formación de cristales para su crecimiento cristalizador / plastificante debe proporcionar un tiempo de retardo. consistencia grasa puede ser modificado mediante la introducción de agentes tensioactivos que afectan a la polimorfismo cristalino, aire, gas inerte o agua. molde Típica / emulsionante realiza operaciones mostradas en la Fig. 4. Estas operaciones y características que son importantes para el control de procesos se describen en más.

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El aceite en el punto F debe tener una temperatura de T1 (aproximadamente 5 ° C por encima de CTII) y fluir a una velocidad constante. Dado que hay resistencia para pasar el flujo a través del dispositivo, el aceite tendrá una sobrepresión Р1. El bloque de molde (enfriador) es un tambor enfriado por el refrigerante en su camisa. Dependiendo de la velocidad requerida de eliminación de calor y del tamaño del tambor, el refrigerante, el agua fría, el amoníaco u otro refrigerante pueden servir como tambor. El rotor del cilindro descansa sobre superficies frías, por lo que la grasa enfriada se elimina rápidamente y se mezcla con el resto del aceite, y el crecimiento del cristal no permite si. Es importante diseñar el rotor para que tampoco crezcan cristales. La grasa endurecida en el rotor afecta el volumen efectivo (de trabajo) del cristalizador (enfriador) y, en consecuencia, la duración del aceite en el dispositivo cuando pasa a través de él. La grasa enfriada que sale del cristalizador es mucho más fría de lo necesario, principalmente porque está muy enfriada en exceso. La consistencia puede cambiar ligeramente como resultado, ya que el contenido sólido seguirá siendo bajo. Presión p2Sin embargo, implicaría un cambio en los sólidos, y la temperatura T2: Este punto es importante.

Congelación de la grasa está inmediatamente disponible para la unidad de operación, que es un cilindro sin una camisa, como el rotor, pero esto tiene un número de palas del rotor, destinado a agitar el material, ya que en la terminación de la refrigeración, los cristales crecen pluma. Ha habido un aumento en la consistencia y la temperatura: de manera que la presión de aceite de salida P3 es menor que P2Pero la temperatura T3 está por encima de T2. En este punto, a menudo hay un pequeño agujero a través del cual se hace pasar la grasa esfuerzo para una mayor destrucción de agregados de cristales. Esta abertura puede ser ajustable y que se denomina una válvula de texturización. La caída de presión a través de esta válvula debe ser grande, y esta presión debe ser muy poco probable que la alta presión en el molde (más frío) o la unidad de trabajo en gran medida afectan positivamente el enfriamiento o eliminación de sobreenfriamiento, por lo que el costo adicional de recipientes de alta presión asociado principalmente trabajar válvula de texturización. Por tanto, es importante que la válvula después de la texturización hubo crecimiento de cristal significativa, y por lo tanto la temperatura T4En la que la grasa almacenada, debe ser lo más cerca posible de T3. Esto se manifestará si el contenido 5j sólido casi igual a S2 en tanque de almacenamiento. Se producirá cierta liberación de calor durante las transiciones polimórficas de a o B'k B, pero será pequeña en comparación con el calor liberado durante la cristalización inicial de las grasas. La temperatura del T4 en el tanque de almacenamiento de grasa es importante. Para un caudal y tipo de grasa específicos, esta temperatura está determinada por la temperatura T2. Normalmente, la grasa enfriada se almacena en un tanque de almacenamiento, al menos 8 horas para estabilizar la forma del cristal.

Este sistema es por lo general suficiente para la mayoría de las grasas utilizadas para la producción de MCI, pero debe ser vengado, que la producción de margarina para obtener las temperaturas requeridas y texturas necesidad de duplicar la unidad de trabajo, y posiblemente molde (más frío). Margarina, como la mantequilla, la grasa se emulsiona con agua. El contenido de agua es habitualmente de aproximadamente 16%, también puede estar presente CB desgrasada de la leche, y la sal.

La cristalización de la grasa se acelera, si es necesario con la ayuda de la forma de los cristales, se puede utilizar una semilla. La cristalización con siembra es posible por enfriamiento a una temperatura baja T \ de administración y aceite tratado previamente. Desde el punto de vista del problema de control de procesos es que entonces muy difíciles de mantener estables las condiciones de flujo cristalizador (refrigeración), y cualquier cambio en este punto puede desbaratar todo el sistema.

Cuando el enfriamiento es necesario formar en la emulsión grasa que contiene una fase acuosa o gaseosa, estas sustancias se añaden al cristalizador (enfriamiento). La agitación vigorosa se aplica para la instalación de un horno y una emulsión / espuma estable, que también contribuyen a un aumento en la viscosidad y posiblemente agentes tensioactivos. La fase gaseosa se rompe usando una presión alta, como es natural, después de retirar el aumento burbujas de presión. Cuanto mayor sea la burbuja, más susceptible que se fusionan, la textura se deteriora.

Las mediciones ITZH corriente, aunque es posible utilizando la resonancia magnética nuclear (RMN), pero no es aceptable como ITZH - propiedad única grasa definen temperatura a la que la cristalización de grasa alcanza un estado de equilibrio.

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