Seguimiento a las pérdidas de fitonutrientes durante el proceso de refinación del aceite de palma
Autor: Amado Díaz, María Antonia
Asesor: Narváez Rincón, Paulo César
Fecha: 2010
Programa: Bogotá - Medicina -Fisioterapia
Facultad: Facultad de Medicina

Resumen: El aceite de palma es rico en fitonutrientes poco disponibles en otros alimentos como  tocotrienoles, tocoferoles y β-carotenos; estos poderosos antioxidantes, además del balance entre ácidos grasos saturados e insaturados que presenta el aceite de palma, pueden contribuir a la disminución del riesgo de enfermedad cardiovascular, cáncer, diabetes y envejecimiento. En la actualidad, pese a que los beneficios de estos fitonutrientes son conocidos, no están siendo aprovechados en su totalidad puesto que la mayor parte se destruyen durante el proceso de refinación tradicional. En este trabajo se realizó un diagnóstico de las pérdidas en fitonutrientes que ocurren a lo largo de un proceso de refinación encontrado que para la Vitamina E son el 31,2% de Vitamina E y del 100% de los carotenos para el proceso tradicional; en comparación con 26,1% para la vitamina E y 54,8% para los carotenos en un proceso de refinación química. Es recomendable realizar una investigación más detallada sobre este proceso para verificar alteraciones en la estabilidad de los fitonutrientes del aceite durante el almacenamiento. (Texto tomado de la fuente)

SEGUIMIENTO A LAS PÉRDIDAS DE FITONUTRIENTES DURANTE EL
PROCESO DE REFINACIÓN DEL ACEITE DE PALMA.
MARÍA ANTONIA AMADO DÍAZ
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE
ALIMENTOS
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Bogotá, 2010SEGUIMIENTO A LAS PÉRDIDAS DE FITONUTRIENTES DURANTE EL
PROCESO DE REFINACIÓN DEL ACEITE DE PALMA.
MARÍA ANTONIA AMADO DÍAZ
CÓDIGO: 01107390
Trabajo de grado para optar al título de Especialista en Ciencia y
Tecnología de Alimentos.
DIRIGO POR:
PAULO CÉSAR NARVÁEZ RINCÓN
Grupos de Procesos Químicos y Bioquímicos
Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Universidad Nacional de Colombia
SANDRA MILENA RINCÓN MIRANDA
Ingeniera Química, MSc.
Centro de investigación en Palma de Aceite, Cenipalma
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE
ALIMENTOS
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Bogotá, 2010TÍTULO: SEGUIMIENTO A LAS PÉRDIDAS DE FITONUTRIENTES DURANTE EL PROCESO
DE REFINACIÓN DEL ACEITE DE PALMA.
TITLE: ANALYSIS OF PHYTONUTRIENTS LOSSES TROUGH PALM OIL REFINING PROCESS
RESUMEN: El aceite de palma es rico en fitonutrientes poco disponibles en otros
alimentos como tocotrienoles, tocoferoles y β-carotenos; estos poderosos antioxidantes,
además del balance entre ácidos grasos saturados e insaturados que presenta el aceite de
palma, pueden contribuir a la disminución del riesgo de enfermedad cardiovascular,
cáncer, diabetes y envejecimiento. En la actualidad, pese a que los beneficios de estos
fitonutrientes son conocidos, no están siendo aprovechados en su totalidad puesto que la
mayor parte se destruyen durante el proceso de refinación tradicional. En este trabajo se
realizó un diagnóstico de las pérdidas en fitonutrientes que ocurren a lo largo de un
proceso de refinación encontrado que para la Vitamina E son el 31,2% de Vitamina E y del
100% de los carotenos para el proceso tradicional; en comparación con 26,1% para la
vitamina E y 54,8% para los carotenos en un proceso de refinación química. Es
recomendable realizar una investigación más detallada sobre este proceso para verificar
alteraciones en la estabilidad de los fitonutrientes del aceite durante el almacenamiento.
ABSTRACT: Palm oil is a food rich in phytonutrients such as tocotrienols, tocopherols and
β-carotene, that are not often available in other vegetable oils; these powerful
antioxidants in addition to the balance between saturated and unsaturated fatty acids of
palm oil, may help to reduce the risk of cardiovascular disease, cancer, diabetes and
aging. Today, although benefits of these phytonutrients are known, they are not being
fully exploited because most of these are destroyed during traditional refining process. In
this work a diagnosis of losses in phytonutrients that occur along a refining was made.
Losses of 31.2% for vitamin E and 100% for carotenes in the traditional process were
found, compared to 26.1% for vitamin E and 54.8% for the carotenes in a chemical
refining one. It is recommended to carry out further investigation on this process to verify
changes in stability of the oil´s phytonutrients during storage.
DESCRIPTORES O PALABRAS CLAVES: Proceso de refinación, alto oleico, Carotenos,
tocoferoles, tocotrienoles
KEYWORDS: Refining process, high oleic, carotenes, tocopherols, tocotrienols
FIRMA DEL DIRECTOR:
__________________________
PAULO CÉSAR NARVÁEZ RINCÓNAGRADECIMIENTOS
A Cenipalma por la financiación de los análisis requeridos para la realización de
este proyecto y por concederme el tiempo requerido para realizar esta
especialización.
Al profesor Paulo César Narváez, director de este trabajo, y Sandra Milena Rincón
Miranda, codirectora por el tiempo y trabajo dedicado a este proyecto.
A mi familia por su apoyo incondicional en este y todos mis proyectos.
A mis compañeros de la división de Procesos y Usos Alternativos del Aceite y
Subproductos (PUAS) por su apoyo, amistad y compañía en este proceso.
A mis colegas, Fausto Prada y Darlis Adriana Varón con quienes tuve la
oportunidad de discutir algunos resultados de este trabajo y quienes fueron de
gran apoyo en la ejecución del mismo.
4TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 9
1. MARCO TEÓRICO ........................................................................................ 12
1.1 Composición del aceite crudo de palma .................................................... 12
1.1.1 Otros componentes del aceite crudo de palma ................................ 14
1.1.2 Índice de deterioro a la blanqueabilidad ............................................. 16
1.2 Refinación del aceite de palma ................................................................ 17
1.3 Beneficios nutricionales del aceite rojo de palma ...................................... 19
1. 4 Tecnologías disponibles para la obtención de la oleína roja ...................... 21
1.4. 1 Proceso de refinación con desodorización a presión reducida en un
destilador de paso corto............................................................................. 21
1.4.2 Neutralización con hidróxido de sodio para la remoción de ácidos grasos
libres. ....................................................................................................... 23
1.4.3 Proceso de des-acidificación utilizando extracción líquido-líquido .......... 23
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 25
3. Análisis del proceso de refinación en función del contenido de Fitonutrientes .. 27
3.1 Materiales y métodos .............................................................................. 27
3.2 Resultados y análisis ............................................................................... 31
3.2.1 Caracterización del aceites crudos de palma Elaeis guineensis jacq. e
híbrido OxG. .............................................................................................. 31
3.2.2 Cambios en las características del aceite durante el proceso de refinación
................................................................................................................ 33
3.2.3 Estabilidad de los fitonutrientes en el aceite refinado rojo de aceite de
palma OxG ................................................................................................ 36
5CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................... 39
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 41
6LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Esquema de la configuración de un destilador de paso corto [41]. ........ 22
Figura 2. Ubicación de los procesos de refinación del aceite de palma e
identificación de puntos de muestreo. ............................................................... 28
Figura 3. Cambios en la acidez del aceite de palma a través del proceso de
refinación. ....................................................................................................... 34
Figura 4. Cambios en los fitonutrientes del aceite de palma Elaeis guineensis jacq.
a través del proceso de refinación física. ........................................................... 34
Figura 5. Cambios en los fitonutrientes del aceite de palma alto oleíco (híbrido
OxG) a través del proceso de refinación química. .............................................. 35
Figura 6. Estabilidad de los fitonutrientes presentes en el aceite rojo de palma
obtenido en el proceso de refinación química. ................................................... 37
7LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Perfil de ácidos grasos del aceite de palma proveniente de Malasia y
Colombia. ....................................................................................................... 13
Tabla 2. Composición en porcentaje en peso del aceite obtenido de las diferentes
variedades de palma de aceite. ........................................................................ 13
Tabla 3. Clasificación del aceite de palma según el DOBI [24]. ........................... 17
Tabla 4. Etapas de la refinación química, proceso tradicional .............................. 18
Tabla 5. Características de un aceite de palma químicamente refinado sin el uso de
tierras de blanqueo [13]. ................................................................................. 18
Tabla 6. Características del “Golden Palm Oil” producido por refinación física en
planta piloto [13]. ............................................................................................ 19
Tabla 7. Perfil de ácidos grasos de los aceites de palma Elaeis guineensis jacq. e
híbrido OxG evaluados em este trabajo. ............................................................ 31
Tabla 8. Perfil lipídico de los aceites de palma Elaeis guineensis jacq. e híbrido OxG
evaluados en este trabajo. ............................................................................... 32
Tabla 9. Contenido de β-carotenos y tocotrienoles de los aceites crudos de palma
africana Elaesis guineensis jacq. e híbrido OxG. ................................................. 32
Tabla 10. Acidez e índice de deterioro a la blanqueabilidad de los aceites crudos
evaluados. ...................................................................................................... 33
8INTRODUCCIÓN
Colombia es un país de vocación agrícola que para el año 2008 contaba con más
de 336.956 hectáreas sembradas con palma de aceite, de las cuales un 66% se
encontraba en producción; esto representa cerca de 777.548 toneladas de aceite
de palma y 178.302 toneladas de aceite de palmiste [1]. Con base en el
comportamiento productivo de la agroindustria durante el primer trimestre del
2009, se espera un crecimiento de 3,4% con respecto a la producción del año
2008 [2]. Las opciones para diversificar la cadena de la palma de aceite en
Colombia son innumerables gracias a la versatilidad de este aceite. El área
actualmente sembrada en Colombia con palma de aceite es suficiente para
abastecer la demanda interna de usos tradicionales, la de biocombustibles
(considerando una mezcla del 10%), y aún existe un remanente de exportación
[1].
La principal aplicación del aceite palma en Colombia está en el mercado de
alimentos, como consecuencia de una alta estabilidad a la oxidación en los
procesos de fritura y de la versatilidad para la fabricación de grasas especiales y
alimentos nutraceúticos. La estabilidad y versatilidad están ligadas a la
composición del aceite de palma en donde aproximadamente el 50% de los
triglicéridos contienen cadenas provenientes de ácidos grasos saturados [3]. A
pesar de la amplia utilización del aceite de palma, su calidad nutricional ha sido
cuestionada por su alto contenido en grasa saturada, el cual, según algunos
autores, podría tener efectos negativos sobre el colesterol plasmático; sin
embargo, los resultados de estos estudios han sido tan diversos que no son
concluyentes [4]. Una revisión sistemática de la literatura realizada por la
Universidad del Rosario en el año 2008 [5], mostró que el consumo frecuente de la
oleína de palma no tiene efectos adversos sobre el colesterol sanguíneo, y que al
parecer tanto la cantidad de un determinado ácido graso como también su
posición en la molécula de triglicérido son las que determinan realmente sus
efectos a nivel nutricional [6]. Asi mismo, Otros estudios resaltaron los beneficios
nutricionales del aceite de palma, con especial atención en sus componentes
minoritarios, pues éste resulta ser una fuente importante de fitonutrientes poco
disponibles en otros alimentos, como son los tocotrienoles, tocoferoles y β-
carotenos [7,8].
Los β-carotenos y tocoferoles se conocen por su función como provitamina A y
vitamina E, respectivamente, y son además poderosos antioxidantes. El aceite
9crudo de palma es la fuente natural de carotenos más rica (500-1000 ppm) y es
también fuente importante de tocotrienoles (500–700 ppm), solo superada por el
aceite de arroz (1000-1500 ppm). Ningún otro aceite comercial contiene
cantidades similares de estos compuestos [9]. Esta combinación única de
antioxidantes, además del balance entre ácidos grasos saturados e insaturados en
la composición del aceite de palma, hacen que éste contribuya a la disminución del
riesgo de enfermedad cardiovascular, cáncer, diabetes y envejecimiento [10].
Debido a la cantidad de β-carotenos presentes en el aceite de palma, algunos
autores aseguran que la cantidad de aceite de palma que se produce alrededor de
mundo, aproximadamente 45 millones de toneladas1, sería suficiente para suplir
los requerimientos de vitamina A de la población mundial [11]. Puesto que la
deficiencia de Vitamina A es un problema de salud pública que afecta actualmente
a millones de niños en países en desarrollo, recientemente se han realizado
estudios para la fortificación del aceite de mostaza y del de arroz con β-carotenos
utilizando la tecnología de recombinación del ADN. Sin embargo, estos procesos
son costosos comparados con la posibilidad de aprovechar los fitonutrientes
presentes de manera natural en el aceite de palma.
Las estimaciones realizadas sobre la cantidad de β-carotenos que aportaría el
aceite de palma para suplir los requerimientos de la población mundial se
realizaron con aceite de palma de la variedad tradicional (Elaeis guineensis jacq.),
si se tiene en cuenta lapalma híbrida, oleifera x guineensis, se tendría un mayor
potencial desde el punto de vista nutricional, ya que este aceite tiene un mayor
contenido de fitonutrientes [12], especialmente de carotenos. Por otra parte esta
variedad de palma es más resistente a la enfermedad conocida como pudrición del
cogollo, y por ello viene utilizándose para el reemplazo de las plantas en los
cultivos afectados, por lo que se espera una mayor disponibilidad en un futuro
cercano.
Actualmente, a pesar de que los beneficios de los fitonutrientes del aceite de
palma son conocidos, no están siendo aprovechados en su totalidad, ya que la
mayor parte de éstos nutrientes se destruyen durante el proceso de refinación
tradicional, privando al consumidor de sus beneficios. Adicionalmente poco se
conoce acerca de los cambios que ocurren en la cantidad disponible de estos
compuestos minoritarios en el proceso de refinación del aceite de palma para el
caso colombiano, aunque existen reportes con aceite de palma de otros países en
la literatura internacional [13,14].
1 Oilseeds: World Markets and Trade
10El objetivo de este trabajo es realizar el monitoreo del contenido de fitonutrientes
en cada una de las etapas del proceso de refinación física del aceite de palma, y
compararlo con los cambios que tienen lugar durante el proceso de refinación
químico diseñado para retener mayor cantidad de carotenos en el refinado de un
aceite proveniente de una palma hibrida OxG.
El primer capítulo de este documento contiene el marco teórico relacionado con las
características generales del aceite de palma Elaeis guineensis jaqc. y el aceite de
palma hibrido OxG y sus propiedades funcionales, así como un estado del arte
sobre las alternativas disponibles para la obtención de una aceite refinado rojo.
Posteriormente, en el capítulo 2, se hace una descripción de la problemática actual
en el aprovechamiento de los fitonutrientes del aceite de palma y la forma como
este trabajo pretende abordarla.
Los resultados obtenidos a través del seguimiento a los procesos de refinación se
encuentran descritos en el capítulo 3 y finalmente las conclusiones y
recomendaciones están consolidadas en el capítulo 4.
111. MARCO TEÓRICO
1.1 Composición del aceite crudo de palma
Los frutos de la palma de aceite, botánicamente conocida como Elaeis guineensis
Jacq., están formados por un exocarpio liso y brillante, una pulpa o tejido fibroso
(mesocarpio), una nuez o semilla compuesta de un cuesco lignificado de grosor
variable (endocarpio) y una almendra aceitosa (endospermo). La extracción del
aceite de palma crudo (CPO, por sus iniciales en inglés) se realiza a partir del
mesocarpio; el color rojo-anaranjado característico de este aceite se debe al
contenido de carotenoides. A nivel comercial, la palma más ampliamente cultivada
proviene de frutos Ténera (DxP), que son un híbrido proveniente del cruzamiento
de dura por pisífera que da origen a un fruto de cuesco delgado y una proporción
de pulpa mayor [15].
En la actualidad, cuatro enfermedades afectan la productividad de las plantaciones
colombianas, sin importar el origen genético de los materiales ni su procedencia: la
Mancha anular (agente etiológico desconocido, posible virus); la Pudrición del
cogollo, PC (agente causal desconocido, posible complejo de hongos); la Marchitez
sorpresiva (agente etiológico el protozoario flagelado Phytomonas staheli) y el
Anillo rojo (agente causal el nematodo Bursaphelenchus cocophilus) [16]. Para
reducir el impacto de estas enfermedades en los últimos años se ha introducido
una nueva variedad comercial conocida como palma hibrida (Elaesis oleifera x
Elaesis guineensis), la cual ha mostrado mayor tolerancia a las enfermedades y por
tanto es promisoria para desarrollar un proceso de renovación de plantaciones en
zonas epidémicas por la presencia de la PC [17].
Esta enfermedad es de carácter letal aunque las palmas están en capacidad de
recuperarse espontáneamente siempre y cuando la pudrición no afecte al
meristemo y se presente la expulsión de los tejidos afectados y la emisión de
nuevas hojas flecha [18]. Adicionalmente, la palma híbrida tiene un mayor
contenido de ácidos grasos insaturados, en el aceite de palma los principales
ácidos grasos son el ácido palmítico, oleíco y linoléico. En la Tabla 1 se muestra la
composición en ácidos grasos típica del aceite de palma Elaeis guineensis jacq.
Proveniente de Malasia [14], y Colombia [19] y de la palma híbrida colombiana
12(Elaesis oleifera x Elaesis guineensis) [20]. Los cambios en las propiedades del
aceite muestran que el mejoramiento genético tiene un impacto positivo en la
calidad del mismo [21].
Tabla 1. Perfil de ácidos grasos del aceite de palma proveniente de Malasia y
Colombia.
Elaeis guineensis jacq. Elaesis oleifera x Elaesis
Ácido graso % Malasia % Colombia guineensis [20]
[14] [19]
Laúrico C12:0 0,10 – 0,40 < 0,5 0,11 – 0,38
Mirístico C14:0 1,00 – 1,40 0,5 – 2,0 0,40 – 0,70
Palmítico C16:0 40,90 – 47,50 39,3 – 47,5 25 – 34
Palmitoléico C16:1 --- < 0,6 < 0,75
Esteárico C18:0 3,80 – 4,80 3,5 – 6,0 2,0 – 3,8
Oléico C18:1 36,40 – 41,20 36,0 – 44,0 48 – 58
Linoléico C18:2 9,20 –11,60 9,0 – 12,0 10 – 14
Linolénico C18:3 0,05 – 0,60 < 0,5 < 0,6
Araquidico C20:0 0,20 - 0,70 < 1,0 < 0,4
Tabla 2. Composición en porcentaje en peso del aceite obtenido de las diferentes
variedades de palma de aceite.
Elaeis guineensis (E.G) E.G x E.O
Elaeis oleifera or
Pérfil de
Tenera Pisifera Dura Melanococca
ácidos M x P M x D MD x P
(T) (P) (D) (E.O)
grasos
C12:0 0,3 --- --- --- --- --- ---
C14:0 1,2 1 1,8 0,2 0,5 0,5 1,6
C16:0 44,3 54,6 54,6 18,7 32,2 35,4 43,1
C16:1 --- --- --- 1,6 0,3 0,1 0,2
C18:0 4,3 4,8 2,5 0,9 3,2 4,1 3,6
C18:1 39,3 40,2 30,1 56,1 51,8 45,1 34,4
C18:2 10 11,5 10,5 21,1 10,8 13,7 16,5
C18:3 0,4 0,4 0,4 1 0,5 0,5 0,5
C20:0 0,3 Tr 0,1 tr 0,4 0,4 0,1
Carotenos
500- 300- 900- 1250- 1200- 800-
totales 4300-4600
700 500 1000 1450 2400 900
[ppm]
Vitamina E 600- 600- 800- 600- 800- 700-
700-1000
[ppm] 1000 800 1000 800 1000 900
Como se muestra en la Tabla 2, el aceite de palma híbrida muestra una
composición que le confiere propiedades intermedias entre el aceite proveniente
13de la Elaeis guineensis jacq. y la Elaeis oleifera [21]. Con respecto a la Elaesis
guineensis jacq, la palma híbrida proporciona un aceite más insaturado y con
mayores contenidos de carotenos totales. El aceite proveniente de la Elaeis oleifera
presenta el mayor porcentaje de ácidos grasos instaurados, aunque los
rendimientos obtenidos en la extracción de éste son muy bajos, por lo cual
comercialmente no es aplicable. Existe un proceso de extracción alternativo
desarrollado por el PORIM2, que utiliza extracción con CO supercrítico; éste fue
2
diseñado para la extracción del aceite proveniente de la Elaesis oleifera y sus
híbridos, sin embargo no es muy comercial [21].
1.1.1 Otros componentes del aceite crudo de palma
La extracción del aceite crudo de palma incorpora diferentes compuestos
minoritarios, como ácidos grasos libres, monoacilgliceroles (MAG) y diacilgliceroles
(DAG), fosfátidos, esteroles, tocoferoles, tocotrienoles, hidrocarburos, pigmentos,
vitaminas, steril-glucósidos, fragmentos de proteínas, trazas de pesticidas, dioxinas
y metales pesados, entre otros.
En el aceite crudo de palma se encuentran ácidos grasos libres (FFA), que se
originan por la acción de las lipasas en frutos maduros. Comercialmente la acidez
promedio del aceite de palma es de 3,5%. Adicionalmente el aceite contiene
acilgliceroles presentes como MAG y DAG, los primeros en cantidades inferiores a
0,5% y los segundos en concentraciones de 5,3 a 7,7%. Se cree que estos
compuestos son producto de la reacción de síntesis de los triglicéridos pues no
existe correlación entre las cantidades de estos y las de los FFA para sospechar
que provengan de la hidrólisis del aceite [13, 22].
En cuanto a los fosfátidos, se ha reportado que la fosfatidilcolina es el más
abundante y que el mayor glicolípido es el galactosil diacilglicerol [23]. El fósforo
presente en el aceite de palma es en su mayoría inorgánico y no presente en los
fosfolípidos; los estudios sugieren que es poco probable que éstos sean la causa
de un deterioro a la blanqueabilidad3 o el aumento de la susceptibilidad a la
oxidación [24].
2Palm Oil Research Institute of Malaysia.
3Según la ISO (7932:2005) la blanqueabilidad de un aceite se refiere a la facilidad para refinar un
aceite, es decir para remover metales y pigmentos. Se habla de un deterioro de esta propiedad
cuando un aceite requiere grandes cantidades de tierra de arcillas o tierras de blanqueo para lograr
una remoción eficiente de estos componentes.
14En cuanto a los fitonutrientes, el aceite de palma tiene altos contenidos de
tocotrienoles, tocoferoles y carotenos. Los carotenos (500-700 ppm) son los
responsables del color rojizo característico del aceite de palma. Los principales
carotenos presentes en el CPO son los β-carotenos (56%) y los α-carotenos
(35%), ambos provitamina A [14]. En cuanto a los tocotrienoles y tocoferoles, el
aceite de palma contiene entre 600 y 1000 ppm de estos compuestos,
principalmente como γ, α y δ-tocotrienoles y α-tocoferol. El aceite de palma
colombiano, tiene cantidades de tocotrienoles y carotenos ligeramente superiores a
las reportadas en la literatura para los aceites provenientes de Malasia e Indonesia
[25]. El efecto conjugado de un alto contenido de tocoferoles y tocotrienoles,
junto con un bajo porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), podría
explicar por qué el aceite de palma presenta una mayor estabilidad oxidativa en
procesos de fritura [9].
Es importante resaltar que las fuentes naturales de tocotrienoles son escasas.
Recientes investigaciones revelaron que estos compuestos son mejores que los
tocoferoles en procesos de prevención del cáncer y como agentes de quimioterapia
para enfermedades degenerativas [26, 27, 28]. Anteriormente se creía que estas
propiedades eran propias de los α-tocoferoles, por lo cual todas las investigaciones
eran conducidas con estos compuestos llevando a resultados poco satisfactorios
[28].
Todos los carotenos son destruidos durante el proceso de refinación tradicional
[13] y, aunque existen procesos disponibles para refinar aceite de palma rojo, son
poco comunes industrialmente por su elevado costo. Los tocotrienoles, por su
parte, sufren una pequeña pérdida debido a la adición de tierras de blanqueo,
mientras que otra parte es parcialmente degradada durante la destilación. Se cree
que las condiciones de remoción de los ácidos grasos y desodorización son
determinantes en la cantidad y calidad de los tocotrienoles que se remueven con
los ácidos grasos destilados [13].
Otros compuestos minoritarios en el aceite crudo de palma son los esteroles. La
cantidad presente es alrededor de 500 ppm, siendo el β- sitoesterol el más
abundante (hasta 60%), mientras que el campesterol, stigmasterol y colesterol, se
observan solo en cantidades bajas. Los esteroles se encuentran como compuestos
libres o esterificados, (50:50). También se encuentran presentes esteril glucósidos
libres y en mayor proporción acetilados (hasta 300 ppm) Los metil-esteroles y
alcoholes triterpénicos se encuentran presentes en concentraciones cercanas a las
800 ppm. En cuanto a los hidrocarburos presentes en el CPO, el escualeno es el
15más abundante con cantidades desde 200 hasta 500 ppm, y el contenido de
hidrocarburos no terpénicos está entre 30 y 50 ppm. Se encuentran también
laubiquinona-10 (10 a 80 ppm) y ubiquinona-5 (5 ppm), las cuales están
relacionadas con la vitamina K y tienen propiedades antioxidantes [9].
1.1.2 Índice de deterioro a la blanqueabilidad
Muchos autores han reportado que para el proceso de refinación la calidad del
aceite crudo debe ser considerada en detalle pues afecta la eficiencia del proceso
así como la calidad de los productos finales. Señalan también que el índice de
deterioro a la blanqueabilidad (DOBI) es un buen indicador de la facilidad que
presenta un aceite para ser refinado adecuadamente [13].
El DOBI es un parámetro aplicable solo al aceite crudo de palma y fue desarrollado
por el MPOB, se define en la norma ISO (7932:2005) como la relación entre la
absorbancia a 446 nm y la absorbancia a 269 nm del aceite crudo de palma diluido
en iso-octano o n-hexano en una concentración entre 0,5 y 1% peso a volumen.
La primera longitud de onda mide la cantidad de carotenos presentes mientras que
la segunda mide productos secundarios de oxidación. Entre más alto sea el valor
del DOBI, más fácil será refinar el aceite. Se ha encontrado que la condición del
fruto antes de la extracción es determinante en la calidad del aceite. Los frutos
que son cosechados a tiempo y no muestran señales de daño generan aceites
poco deteriorados si son procesados dentro de un tiempo corto; los frutos que
presentan magulladuras deben ser procesados inmediatamente, al igual que los
frutos sobremaduros pues la actividad de la lipasa incrementa y la hidrólisis ocurre
rápidamente. Un alto contenido de ácidos grasos podría solubilizar otros
compuestos polares durante el proceso de extracción, causando problemas de
blanqueabilidad [29].
La función discriminante es una combinación de tres ecuaciones que se utilizan
para definir la calidad del aceite crudo de palma de acuerdo con la facilidad para
realizar el proceso de blanqueo. La función discriminante, expresada como Y, se
muestra en la ecuación 1 y en la Tabla 3 se incluye la clasificación asociada a la
calidad del aceite de acuerdo con el valor de Y así como el valor del DOBI
correspondiente [24].
16Tabla 3. Clasificación del aceite de palma según el DOBI [24].
Y DOBI Clasificación
<0 1,7 Pobre
1-10 1,8-2,3 Aceptable
11-20 2,4-2,9 Bueno
21-25 3,0-3,2 Muy bueno
>25 >3,3 Excelente
Donde Y para aceite crudo de palma se define como:
Y= 47.76X + 0.18X + 17.74X − 0.17X − 86.69 (1)
1 2 3 4
Las variables mencionadas corresponden a las siguientes: X =E269 1%; X =
1 2
Contenido de carotenos; X = DOBI y X = Índice de p-anisidina.
3 4
1.2 Refinación del aceite de palma
El aceite crudo de palma contiene cantidades relativamente altas de ácidos grasos
libres y baja cantidad de fosfolípidos, si se compara con los aceites obtenidos a
partir de semillas. La refinación de los aceites puede ser física o química; sin
embargo, para el procesamiento del aceite de palma se prefiere la refinación física
por tener mayor rendimiento.
El proceso de refinación química tradicional involucra las etapas que se muestran
en la Tabla 4. La diferencia con el proceso de refinación física es que los ácidos
grasos se remueven utilizando únicamente métodos físicos, sin la adición de
hidróxido o carbonato de sodio; posteriormente se realiza el proceso de
blanqueamiento y finalmente la desodorización. Existen diferentes alternativas
para la realización de la refinación física, aunque solo la destilación por arrastre
con vapor se aplica en la actualidad [47]. Este proceso consiste en la remoción de
los ácidos grasos y otros compuestos volátiles utilizando vapor sobrecalentado
entre 200-270 °C y baja presión (<5 mmHg). La remoción de impurezas
indeseables permite la producción de un aceite refinado, blanqueado y
17desodorizado que se denomina RBD, que es de color claro, olor neutro y tiene
buena estabilidad a la oxidación [13, 30].
Tabla 4. Etapas de la refinación química, proceso tradicional
Operación Sustancia removida
Hidratación y Fosfolípidos y otros lípidos polares (gomas),
desgomado metales
Neutralización Ácidos grasos, fosfolípidos residuales y
metales
Blanqueado Pigmentos, jabones residuales y fosfolípidos
Desodorización Productos volátiles de la oxidación y otros
contaminantes
Durante el proceso refinación, además de la remoción de gomas y ácidos grasos
libres ocurre la pérdida de algunos fitonutrientes tales como los carotenos, los
cuales son destruidos por efecto de las altas temperaturas involucradas en el
proceso. Como se muestra en la Tabla 5, la desodorización es la etapa que más
influye en la pérdida de carotenos [13, 14], ya que aún en un proceso libre de
tierras de blanqueo se observa la pérdida de un 99,8% de los carotenos.
Tabla 5. Características de un aceite de palma químicamente refinado sin el uso de
tierras de blanqueo [13].
Aceite Aceite de Aceite de palma
de palma desgomado,
palma desgomado y neutralizado y
crudo neutralizado. desodorizado.
FFA (como ácido palmítico) [%] 2,56 0,06 0,03
Humedad [%] 0,08 0,01 0,01
Impurezas [%] 0,03 0,02 0,003
Carotenos [ppm] 580 579 1,0
DOBI 3,1 No aplica No aplica
Fósforo [ppm] 16 3 0
Tocoferoles y tocotrienoles
733 679 566
[ppm]
Periodo de induction a 100°C
49 34 44
[h]
18Por el creciente interés en los antioxidantes, se han desarrollado procesos para
permitir la refinación del aceite de palma rojo. En la Tabla 6 se muestran las
características de un aceite de palma RBD denominado “Golden Palm Oil”,
obtenido utilizando para la desodorización temperaturas entre 200 y 220°C y
presión inferior a 1 mbar, logrando una retención del 20% de los carotenos
originales, 85% de los tocotrienoles y tocoferoles, y una buena estabilidad
oxidativa y acidez final [13].
Tabla 6. Características del “Golden Palm Oil” producido por refinación física en
planta piloto [13].
Aceite de Aceite de palma Golden Palm
palma crudo desgomado y blanqueado Oil (RBD)§
FFA (como ácido
3,8 No reportado 0,08
palmítico) [%]
Fósforo [ppm] 19 <2 No reportado
Hierro [ppm] 2,1 0,1 No reportado
Lovibond 5”1/4 (R/Y) --- 50/20 18/20
Carotenos [ppm] 520 380 105
Tocoferoles y 856
790 760
tocotrienoles [ppm]
§ 0,5 mbar; 180 °C; 3%vapor -180 minutos.
En el proceso aplicado por las refinadoras de aceite del país, la mayoría de los
carotenos se retiran, lo cual es deseable en cierta extensión por la exigencia del
consumidor de aceites claros; sin embargo, esto conlleva la pérdida de los
antioxidantes naturales que se reemplazan por el sintético TBHQ.
1.3 Beneficios nutricionales del aceite rojo de palma
El aceite rojo de palma, además de ser un aceite no hidrogenado, tiene una alta
estabilidad oxidativa debido a su composición en ácidos grasos y a la presencia de
antioxidantes naturales, como los carotenos. Algunos estudios sobre el
comportamiento de este aceite en el proceso de fritura demuestran que el alto
contenido de carotenos y las bajas emisiones de acroleína hacen que sea una
opción ideal para desarrollar alimentos funcionales [31].
19El aceite de palma tiene características que lo hacen único, por sus propiedades
sobre el metabolismo lipídico y su importante contenido de Vitamina E y
precursores de la vitamina A. Estos potentes antioxidantes hacen que el potencial
de este aceite en prevención de la enfermedad cardiovascular sea considerable
[32]. Existen varios estudios que demuestran los beneficios en la utilización del
aceite de palma fresco en una dieta variada en la reducción del riesgo de
trombosis arterial y arteriosclerosis, inhibición de la síntesis de colesterol y la
agregación plaquetaria, así como una reducción en la presión arterial [33, 34].
Algunos artículos señalan que los beneficios nutricionales de la oleína de palma se
ven potenciados al utilizar la oleína roja, sus beneficios e incluyen la disminución
de factores anticoagulantes como el antígeno activador tisular del plasminógeno y
mejoras en el perfil lipídico [35]. Otros estudios se han referido a los beneficios del
consumo de aceite de palma sobre los tromboxanos, compuestos perjudiciales
para la salud cardiovascular [36].
Algunas recomendaciones sobre la prevención de la enfermedad cardiovascular
indican que el consumo total de grasa en una dieta debería ser inferior al 30% y
que solo el 10% de estas grasas debe provenir de grasas saturadas y máximo un
10% de grasas poliinsaturadas. Se recomienda también un consumo de colesterol
diario menor a 300 mg. Lo anterior indica que el aceite de palma, dentro de una
dieta rica y variada, es capaz de cubrir estas necesidades [37].
La principal característica que debe resaltarse a nivel nutricional es el alto
contenido de β-carotenos y tocotrienoles del aceite rojo de palma. Numerosos
estudios han demostrado que la adición a la dieta del aceite de palma, contribuye
a prevenir estados carenciales en Vitamina A.
La vitamina E es una biomolécula lipofílica con una pobre solubilidad en plasma,
fluidos extracelulares y citosol, por lo que está unida a proteínas específicas y
lipoproteínas. Esta vitamina actúa como un antioxidante natural que reacciona con
radicales libres solubles en lípidos de membranas. Es reconocida como un
estabilizador universal de membranas en el metabolismo normal del oxígeno y la
peroxidación, lo mismo que en desórdenes del metabolismo producidos en
alteraciones patológicas [38].
20Existen ocho formas de vitamina E: cuatro tocoferoles (alfa, beta, gamma y delta)
e igual número de tocotrienoles (alfa, beta, gamma y delta).El α-tocoferol es la
forma biológica más potente de Vitamina E (100%), seguido de las formas β y δ-
tocoferol; entre los tocotrienoles la forma activa es la α-tocotrienol. El α-tocoferol
muestra a niveles fisiológicos los mayores valores de retención en membrana e
interrumpe la reacción en cadena de la peroxidación lipídica [39].
Los tocotrienoles de aceite de palma, influyen también en el control de aparición
de factores inflamatorios en el organismo. En múltiples estudios en animales se ha
observado una significativa disminución en el crecimiento del tumor para los
grupos suplementados con los tocotrienoles. Pruebas experimentales muestran
además, que los tocotrienoles pueden ser más eficientes que los tocoferoles en la
protección de la oxidación [9, 26, 27]. Anteriormente se creía que estas
propiedades eran propias de los α-tocoferoles por lo cual todas las investigaciones
eran conducidas con estos compuestos, llevando a resultados poco satisfactorios
[27].
1. 4 Tecnologías disponibles para la obtención de la oleína roja
1.4. 1 Proceso de refinación con desodorización a presión
reducida en un destilador de paso corto
El proceso más conocido para la obtención de aceites ricos en fitonutrientes,
especialmente en carotenoides, es el que involucra la destilación del aceite a
presión reducida (0,003-0,08 mbar) y temperaturas inferiores a los 200°C. En esta
etapa se destilan los ácidos grasos, este proceso con presiones reducidas se
conoce comúnmente como destilación molecular. Al trabajar un alto vacío se
consigue reducir la temperatura de ebullición evitando así tratamiento térmicos
fuertes que puedan destruir los carotenos, adicionalmente, gracias a que el tiempo
de residencia en el destilador es muy corto, se evita al máximo la degradación de
los productos termolábiles [40]. La diferencia de presión entre el evaporador y el
condensador debe minimizarse para poder trabajar en el rango de presiones
requeridas. Esto se puede lograr instalando el condensador en el centro del
evaporador tal y como se muestra en la Figura 1. Los vapores que salen del líquido
fluyen un corto trayecto (pocos centímetros) antes de que alcancen la superficie
fría del condensador interno en donde los vapores se condensan [41]. Los equipos
21se encuentran disponibles con capacidades que varían entre 0.1 kg/h hasta
equipos de más de 10 t/h.
Este el proceso, desarrollado por el Palm Oil Research Institute of Malasya
(PORIM) en 1996, que dio origen a la marca de aceite “Carotino”, uno de los
aceites rojos más conocidos en el mercado y que retiene los carotenos asegurando
una concentración mínima de 500 ppm [42]. La principal desventaja de este
proceso es el alto costo de la destilación lo cual ha hecho que el producto final sea
muy costoso, y por tanto está restringido a un nicho de mercado y no a un uso
común.
Esta tecnología ha sido utilizada para concentrar carotenos en el aceite o
extraerlos del mismo y existen varias patentes que implican el uso de destilación
molecular para este propósito [43, 44, 45].
Figura 1. Esquema de la configuración de un destilador de paso corto [41].
221.4.2 Neutralización con hidróxido de sodio para la remoción
de ácidos grasos libres.
Este proceso de refinación química utiliza hidróxido de sodio para la neutralización
del aceite crudo de palma y posterior remoción de los jabones formados con
lavados de agua. El aceite debe ser desodorizado para eliminar compuestos
volátiles que confieren sabores extraños al producto, este proceso se lleva a cabo
a temperatura de aproximadamente 140 °C y una presión de 1,3 mbar [46, 47]. La
principal desventaja de los procesos de refinación química son las pérdidas de
aceite que pueden llegar a ser del orden del 8 al 14% [11]. Se utiliza un método
similar para la extracción de los carotenos de los metil-ésteres de palma de aceite
[48].
1.4.3 Proceso de des-acidificación utilizando extracción
líquido-líquido
Es un proceso que se desarrolló pensando en disminuir el consumo intensivo de
energía utilizada en el proceso de refinación física a través de un proceso
alternativo para la remoción de la acidez, con pérdidas inferiores a las obtenidas
en un proceso de refinación química. Es un proceso que se lleva a cabo a
temperatura ambiente y presión atmosférica por lo cual resulta ideal para el
tratamiento de compuestos termolábiles [13, 49]. En la separación líquido-líquido
se utilizan solventes selectivos, tales como el furfural, acetato de etilo, propanol,
isopropanol, butanol, etanol, metanol y etil-metil-cetona. El objetivo en el proceso
es lograr reducir el contenido de ácidos grasos a máximo 0,3% y minimizar las
pérdidas de aceite [50].
El mayor problema asociado con este tipo de separación de ácidos grasos y
triglicéridos es conseguir una alta solubilidad en conjunto con una alta selectividad,
de manera que las pérdidas de aceite se minimicen. Lo anterior es posible
utilizando membranas que permitan la separación de los componentes con base en
23su tamaño molecular [51, 52]. Esta tecnología se ha utilizado también para realizar
extracción de carotenoides a partir aceite y metil-ésteres de aceite de palma [53].
242. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Los altos costos de producción del aceite de palma en Colombia hacen que los
productores del eslabón agroindustrial de la cadena no sean competitivos en el
mercado internacional en comparación con los grandes competidores como Malasia
e Indonesia. Lo anterior hace que sea de gran importancia definir aquellos
productos con mayor potencial para ser económicamente viables y que tengan
posibilidades de llegar a los mercados internacionales, es decir aquellos que
representen un valor agregado para el aceite convencional. A nivel internacional y
particularmente en Colombia, existen iniciativas de investigación relacionadas con
la obtención de un aceite rojo [54, 55, 56], para que alcance los requisitos de
aceptación por parte del consumidor y tenga valor agregado al considerarse un
alimento funcional por sus beneficios a la salud.
Los beneficios del consumo de aceite de palma están estrechamente relacionados
con su contenido de fitonutrientes. Este aceite es fuente importante de
tocotrienoles, tocoferoles y β-carotenos (precursores de la vitamina A) [7,8],
compuestos presentes en el aceite crudo pero que como se mencionó
anteriormente, se extraen durante el proceso de refinación tradicional. A pesar de
los reportes en la literatura sobre contenido de fitonutrientes en aceite de palma
crudo y refinado [13,14], poco se conoce acerca de los cambios que ocurren en la
cantidad disponible de estos compuestos minoritarios en el proceso de refinación
del aceite de palma para el caso colombiano.
En 2005 las carencias de vitamina A aún eran consideradas un problema de salud
pública. En Colombia, los últimos hallazgos de la FAO indicaban que el 14.2% de
niños en edad escolar tenía deficiencias de vitamina A. Una deficiencia en esta
vitamina genera la alteración de las mucosas y epitelios, como la del intestino y la
del ojo (córnea y conjuntiva) [56]. Debido a la amplia disponibilidad de aceite de
palma en Colombia es importante también evaluar la posibilidad de su uso como
fuente de precursores de la vitamina A.
Existen algunas alternativas, mencionadas en el capítulo 1 para la refinación de
aceites en condiciones menos críticas que permitan la conservación de los
fitonutrientes. Desafortunadamente a nivel comercial solo la alternativa que
involucra el proceso de destilación molecular ha sido utilizada para la obtención de
25un producto comercializable que por las características del proceso resulta ser de
muy alto costo.
Una primera etapa en la búsqueda de procesos de refinación que conserven los
fitonutrientes es la caracterización detallada del aceite en cada una de las etapas
del proceso de refinación, con el fin de determinar las etapas críticas en las que
deben concentrarse los esfuerzos de investigación y desarrollo, con miras a
contribuir en el proceso de búsqueda de un proceso alternativo a la refinación
física convencional, al tiempo que se alcancen las características organolépticas
deseadas con costos de producción que permitan la comercialización del producto.
Este trabajo realiza un diagnostico inicial de las perdidas en fitonutrientes que
ocurren a lo largo de un proceso de refinación tradicional comparado con un
proceso de refinación química que ha sido modificado para permitir una mayor
retención de los fitonutrientes de interés. De igual manera presenta una primera
aproximación de la evaluación de la estabilidad de estos fitonutrientes en el
producto terminado para identificar con ello mejoras requeridas en el proceso o
estrategias efectivas de almacenamiento y distribución del producto.
263. Análisis del proceso de refinación en función del contenido
de Fitonutrientes
A continuación se realiza una descripción de los materiales y métodos empleados
para el desarrollo de este trabajo y se presenta el análisis de los procesos de
refinación evaluados en función del contenido de fitonutrientes del aceite en cada
una de las etapas.
3.1 Materiales y métodos
Los muestreos se realizaron en puntos críticos del proceso para determinar la
influencia de cada una de las etapas sobre la pérdida de fitonutrientes. Se
escogieron dos plantas refinadoras que utilizan aceite de palma proveniente de
diferentes variedades y emplean procesos distintos para la refinación. Uno de los
muestreos fue realizado sobre un lote obtenido a través del proceso de refinación
física de aceite de palma (Elaeis guineensis) en una empresa de producción
industrial de aceite de palma comestible en la ciudad de Bucaramanga, mientras
que el segundo se hizo sobre un lote de aceite obtenido en un proceso de
refinación química de aceite de palma híbrida (OxG), este último se encuentra
disponible en una planta piloto en los llanos orientales y utiliza como materia prima
el aceite híbrido ya que este contiene mayor cantidad de carotenos.
La descripción de las etapas del proceso de cada una de las plantas, así como la
identificación de los puntos de muestreo para cada caso se presentan en la Figura
2. El primer punto considerado para el muestreo en ambos procesos fue el
almacenamiento de aceite crudo de palma, esto con el fin de tener un referente de
las diferencias es las características del aceite que alimentaba cada proceso. Para
el proceso de refinación física se definió un segundo punto de muestreo en la
salida del blanqueo, para evaluar posibles pérdidas de fitonutirentes por adsorción
en la tierras empleadas y finalmente se realizó un muestreo del aceite a la salida
del proceso de desodorización, con lo cual se pueden evaluar las características del
producto final del proceso que corresponde a un aceite RBD. Para el proceso
químico no fue posible realizar un muestreo antes de la etapa de la desodorización
27por lo cual se definió únicamente la muestra del producto final del proceso, que es
un aceite rojo RBD.
Figura 2. Ubicación de los procesos de refinación del aceite de palma e
identificación de puntos de muestreo.
Para la muestra tomada en almacenamiento, se hizo una caracterización completa,
midiendo los siguientes parámetros: acidez, DOBI, perfil de ácidos grasos, perfil
lipídico y contenido de carotenos y vitamina E de acuerdo con los siguientes
métodos:
 Para la determinación de la composición promedio de ácidos grasos, se
empleó cromatografía de gases según el procedimiento establecido en la
NTC5013, y la preparación de las muestras se realizó de acuerdo con el
procedimiento descrito en el numeral 3 de la NTC4967, que es aquel que
emplea derivatización con BF (análoga a AOCS Ce 2-66 y Ce 1-62). Este
3
método es aplicable a grasas y ácidos grasos libres, por lo cual la acidez
28libre del aceite crudo no representó interferencias. Se utilizó un
cromatógrafo de gases Agilent Technologies serie 7890A provisto de un
detector de ionización en llama y una columna capilar DB-23 (J&W
Scientific, Cat. 122-2362) 60m x 0.25 mm D.I. x 0.25
se realizó en el modo split (50:1). Se usó hidrógeno como gas de arrastre a
un flujo constante de 33 cm/s, trifluoruro de boro al 14% (Merck 8.01663),
hidróxido de sodio (MERCK 1.06498.1000), cloruro de sodio (Carlo Erba
479687), sulfato de sodio anhidro (Carlo Erba 483007), metanol (JT Baker
8046) e Isooctano (JT Baker 9335). Los ácidos grasos fueron indentificados
por comparación de los tiempos de retención con respecto al patrón de
referencia (FAME-Mix Supelco (Supelco, Bellefonte, PA, Cat No 47885-U).
 Para la determinación de la acidez se utilizó el método que emplea etanol
como solvente e indicador colorimétrico, descrito en el numeral 4 de la
NTC218. La acidez del aceite crudo del palma se expresa normalmente
como porcentaje de ácido palmítico; sin embargo, para efectos de este
trabajo es preferible contar con la acidez expresada como índice de acidez
ya que de esta manera no depende de los ácidos grasos presentes en el
aceite y es por tanto más adecuada para efectuar comparaciones. Los
reactivos empleados fueron hidróxido de sodio (MERCK 1.06498.1000),
etanol (JT Baker 8007) y fenolftaleína (Merck A1072330100).
 El índice de deterioro a la blanqueabilidad, se midió de acuerdo con la
norma ISO-17932 empleando n-hexano (JT Baker 8205) como solvente. Las
mediciones fueron realizadas en un espectrofotómetro UV-VIS Jenway 6405.
 El perfil lipídico fue determinado de conformidad con la norma AOCS Ce 5b-
89. Se utilizó acetona y acetonitrilo grado HPLC (JT Baker 8142 y JT Baker
9017). Los TAG fueron identificados por comparación de los tiempos de
retención con el estándar de triglicéridos (Sigma-Aldrich).
 Los componentes minoritarios, carotenos y tocotrienoles fueron
determinados como vitamina E (α, β, γ y δ-tocotrienoles y α, β, γ y δ-
tocoferoles) y carotenos totales (como α y β carotenos) utilizando un equipo
de cromatografía líquida de alta eficiencia Merck Hitachi serie LaChrom
equipado con bomba modelo L-7100 e inyector automático modelo L-7200.
Para el análisis de vitamina E se empleó un detector de fluorescencia (FL) y
una columna Merck, Chromolith RP-18e. La determinación se basó en la
29metodología descrita por Pascal y colaboradores [57] con modificaciones
hechas en el Laboratorio de Caracterización de Aceites de Cenipalma. Para
la cuantificación de tocoferoles y tocotrienoles se empleó el método de
estándar externo, utilizando patrones certificados de Calbiochem
(Tocotrienol Set Cat. No. 613432), Calbiochem (Tocopherol Set Cat. No.
613424). Para el análisis de carotenos, se utilizó un detector de
Ultravioleta–Visible (UV-Vis) y una columna Merck, Chromolith RP-18e. La
metodología se desarrolló según lo describe Rodríguez Delia [58]. La
cuantificación se realizó por el método de estándar externo y como patrón
de calibración se empleó β-caroteno 97% de Sigma-Aldrich (C-4582, Lote
094K7038).
Se realizó un muestreo sobre un lote procesado en cada una de las plantas
evaluadas. Los análisis fueron realizados en los laboratorios de Cenipalma ubicados
en Bogotá y en la estación experimental Palmar de la Vizcaína ubicada a 1 hora de
Barrancabermeja.
Durante el proceso, es decir para el aceite blanqueado y los aceites RBD, fue
determinada la acidez y el contenido de carotenos y tocotrienoles. El aceite rojo
obtenido en el proceso de refinación química fue almacenado durante un tiempo
de cuatro semanas, teniendo en cuenta para esto dos temperaturas de
almacenamiento (25°C y 4°C) y dos tipos de envases diferentes (translucido y
ambar), con el objeto de verificar si un producto como la oleína roja requiere de
condiciones especiales para su manejo y distribución. Para el seguimiento se utilizó
el aceite obtenido a la salida del proceso de refinación química. En las cuatro
condiciones de almacenamiento evaluadas se realizó la determinación del
contenido de fitonutrientes cada 15 días, para estos cada una de las muestras fue
distribuida en 3 frascos idénticos para evitar que la manipulación de los aceites al
momento del análisis interfiriera con los resultados.
303.2 Resultados y análisis
3.2.1 Caracterización del aceites crudos de palma Elaeis
guineensis jacq. e híbrido OxG.
En los pérfiles cromatográficos que se muestran en la Tabla 7 pueden verse las
diferencias en cantidad de ácido oléico y ácido palmítico que conforman los
triacilgliceroles de los aceites de palma Elaeis guineensis jacq. y alto oléico. Para el
caso particular de los aceites considerados en este trabajo, el aceite de palma
proveniente de la palma hibrida OxG tiene un 14,5% más de ácidos grasos
insaturados y 12,2% más de ácido oleico. Esto le confiere ventajas en rendimiento
en oleína, la cual es la fracción de mayor interés para la industria aceitera. El perfil
lípidico de los aceites Elaeis guineensis jacq. y alto oléico se muestra en la Tabla 8
y el contenido de β-carotenos y tocotrienoles en estos aceites se muestra en la
Tabla 9.
Tabla 7. Perfil de ácidos grasos de los aceites de palma Elaeis guineensis jacq. e
híbrido OxG evaluados em este trabajo.
Ácido graso Aceite crudo de palma Aceite crudo de palma
africana (Elaesis alto oleíco (híbrido
guineesis jacq.) OxG)
Laúrico C12:0 0,2 0,2
Miristico C14:0 0,9 0,4
Palmítico C16:0 43,0 30,2
Palmitoléico C16:1 0,1 0,3
Esteárico C18:0 4,7 3,3
Oléico C18:1 39,8 52,0
Linoléico C18:2 9,3 11,3
Linolénico C18:3 0,3 0,4
Araquidico C20:0 0,4 0,3
31Tabla 8. Perfil lipídico de los aceites de palma Elaeis guineensis jacq. e híbrido OxG
evaluados en este trabajo.
Ácido graso Aceite crudo de palma Aceite crudo de palma alto
africana (Elaesis guineesis oleíco (híbrido OxG)
jacq.)
OLL 1,1 4,2
PLL 6,2 7,1
MLO 1,1 0,5
OOL 2,7 9,8
POL 15,3 18,9
PLP 13,9 9,0
MPP No detectable 0,3
OOO 3,6 9,2
POO 21,1 22,0
POP 25,9 13,4
PPP 1,7 1,6
SOO 2,5 2,0
POS 4,7 1,9
PPS 0,2 0,1
SOS No detectable No detectable
Tabla 9. Contenido de β-carotenos y tocotrienoles de los aceites crudos de palma
africana Elaesis guineensis jacq. e híbrido OxG.
Aceite crudo de palma africana Aceite crudo de palma
(Elaesis guineesis jacq.) alto oleíco (híbrido OxG)
δ-Tocotrienol 107 43
β+γ-Tocotrienol 626 614
α-Tocotrienol 350 207
δ-Tocoferol n.d n.d
β+γ-Tocoferol n.d n.d
α-Tocoferol 170 108
Total Vitamina E 1254 973
α-caroteno 206 276
β-caroteno 352 563
Total carotenos 559 839
La acidez determinada para el aceite crudo de palma africana (Elaeis guineensis
jacq.) y el aceite alto oléico (híbrido OxG) se muestra en la Tabla 10 junto con el
32valor del índice de deterioro a la blanqueabilidad. Según la clasificación utilizada
por el MPOB, estos aceites son de calidad aceptable para un proceso de refinación,
es decir que serán fácilmente blanqueados en un proceso convencional.
Tabla 10. Acidez e índice de deterioro a la blanqueabilidad de los aceites crudos
evaluados.
Aceite crudo de palma africana Aceite crudo de palma alto
(Elaesis guineesis jacq.) oleíco (híbrido OxG)
Acidez [mg KOH/g] 4,56 ± 0,02 3,48 ± 0,10
DOBI 2,86 ± 0,11 2,78 ± 0,25
3.2.2 Cambios en las características del aceite durante el
proceso de refinación
Durante el proceso de refinación ocurren cambios deseados en las propiedades del
aceite. En el proceso convencional de refinación se remueve el color para lograr
una apariencia clara y brillante que es la deseada por el consumidor; sin embargo,
como se explicó anteriormente, en este proceso también se pierden importantes
cantidades de fitonutrientes presentes en el aceite. En las figuras 3, 4 y 5 se
pueden observar los cambios en la acidez y en la concentración de fitonutrientes
en los tres puntos de muestreo seleccionados.
33Figura 3. Cambios en la acidez del aceite de palma a través del proceso de
refinación.
5,00
]
a
r 4,50
t
s
e
u 4,00
m
g / 3,50
H
O
K 3,00
g
m Elaeis guineensis
2,50
[ jacq. -Refinación
z
e física
d 2,00
ic
a Palma hibrida
1,50
e (OxG) -Refinación
d
química
e 1,00
c
id
n 0,50
Í
0,00
Aceite crudo de Aceite Aceite RBD
palma blanqueado
Figura 4. Cambios en los fitonutrientes del aceite de palma Elaeis guineensis jacq.
a través del proceso de refinación física.
dδ-T-oTcoocotrtireiennooll
1400 a-αT-oTococofeferrooll
a-αT-o-Tcooctoriteiennooll
bβ++g-γT-oTcoocotrtireiennooll
1200 ToTtoatla Vl ivtiatmaminian Ea E
a-αc-a-craortoetnenoo
bβ-c-acraorotetennoo
] m 1000 ToTtoatla cla craortoetneonsos
p
p
[
n 800
ó
ic
a
r
t
n 600
e
c
n
o
C
400
200
0
Aceite crudo de Aceite de palma Refinado de palma
palma blanqueado convencional
34Figura 5. Cambios en los fitonutrientes del aceite de palma alto oleíco (híbrido
OxG) a través del proceso de refinación química.
dδδ-T--TTooocccoootttrrrieiieennnooolll
aαα-T--TTooocccooofffeeerrrooolll
aαα-T----oTTcooocctoorttieiieennnooolll
1000
bββ+++gγγ-T--oTToococcootrttrrieiieennnooolll
ToTTtooattlaa Vll ivvtiiattmaamminiiann aaE EE
900
aαα-c----accraaorrootetteennnooo
bββ-c--accraaorrootetteennnooo
] m 800 ToTTtooattlaa clla ccraaorrtooettneeonnsooss
p
p 700
[
n
ó 600
ic
a
r t 500
n
e
c n 400
o
C
300
200
100
0
Aceite crudo de palma OxG Aceite refinado de palma
(OxG)
En los dos procesos de refinación evaluados se aprecia una reducción de la acidez
hasta niveles satisfactorios de acuerdo con los requisitos de la norma para aceites
refinados comestibles [59], sin embargo es importante recordar que la acidez de
un aceite es definitiva en la percepción que un consumidor tiene del mismo, por
tanto niveles superiores de acidez le conferirán al producto menor valoración en un
análisis sensorial y por ello que es deseable lograr los menores niveles de acidez
posible que en los aceites comerciales se encuentran con índices de acidez por
debajo del 0,5.
Como lo muestra la Figura 3, en el proceso físico se logra un nivel de acidez más
bajo, sin embargo junto con la eliminación de los ácidos grasos en este proceso, se
pierden también importantes cantidades de fitonutrientes como se muestra en la
Figura 4. Las pérdidas de vitamina E a lo largo del proceso son de 31,2% mientras
que los carotenos se pierden en un 100%. Los resultados evidencian también que
la etapa crítica en este proceso es la desodorización, ya que es en esta etapa en
donde se pierde el 69,7% de los carotenos y el 23,6% de la Vitamina E.
35En comparación empleando un proceso de refinación química con temperaturas de
desodorización inferiores, las pérdidas de vitamina E se reducen a 26,1% y las de
carotenos a 54,8%. El contenido final de vitamina E y carotenos totales en el
aceite rojo refinado es de 719 ppm y 379 ppm respectivamente, lo cual, como se
explicó anteriormente, servirá para potenciar los beneficios nutricionales del aceite
de palma. Es probable que con mejoras en el proceso de neutralización se logre
reducir en mayor extensión el contenido de ácidos grasos libres y con la
optimización de las condiciones de desodorización en este proceso se logre
obtener un aceite refinado con mayor contenido de carotenos para garantizar una
concentración mínima de 500 ppm.
3.2.3 Estabilidad de los fitonutrientes en el aceite refinado
rojo de aceite de palma OxG
Los resultados del seguimiento a la estabilidad de los fitonutrientes en el aceite
rojo obtenido a través del proceso de refinación química se muestran en la Figura
6.
36Figura 6. Estabilidad de los fitonutrientes presentes en el aceite rojo de palma
obtenido en el proceso de refinación química.
´
´
37Los resultados muestran que las pérdidas en vitamina E son moderadas (alrededor
de 2,26%), sin embargo la pérdidas de carotenos totales en 15 días de
almacenamiento son de aproximadamente el 50% para los envases transparentes
y de 43% para los envases ambar. Los resultados de fitonutrientes a los 30 días de
almacenamiento muestran ligeros incrementos en las cantidades presentes en
comparación con las muestras a los 15 días, sin embargo este aumento está en
realidad correlacionado con la variación del método ya que para una muestra de
referencia las variaciones son de ±44 ppm para la Vitamina E y de ±36 ppm para
los carotenos. Las diferencias entre la pérdida de fitonutrientes entre los aceites
almacenados bajo refrigeración y los aceites almacenados a temperatura ambiente
no es apreciable. Es probable que las altas pérdidas de carotenos sean producto
de una alteración en la estabilidad de los mismos causada por el tratamiento
realizado al aceite, sin embargo un estudio más detallado sobre este fenómeno,
acompañado de un seguimiento a muestras comerciales es requerido para verificar
la estabilidad de los carotenos en almacenamiento.
38CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
-Los resultados de los análisis realizados mostraron que a pesar de la destrucción
de los carotenos en el proceso de refinación convencional, el aceite de palma
continúa siendo una fuente importante de vitamina E, presente como α, β, γ, y δ-
tocotrienol y α-tocoferol, cuyos beneficios pueden ser aprovechados a través del
consumo de este aceite de la forma en la que se encuentra disponible
comercialmente.
-Existen diversas alternativas para la obtención de un aceite de palma rojo
refinado, rico en fitonutrientes como la vitamina E y los carotenos. El proceso de
refinación química tiene un gran potencial de aplicación dado que representa una
tecnología sencilla, relativamente económica y ampliamente conocida. Se debe
recordar que el proceso sobre el cual se realizó el seguimiento en el caso de este
trabajo se encuentra en etapa de estandarización, por lo cual tiene aún muchas
variables por ajustar.
-Es recomendable realizar una investigación más detallada sobre el proceso de
refinación química para verificar si el tratamiento realizado al aceite altera la
estabilidad de los carotenos ocasionando la pérdida de estos durante el
almacenamiento del aceite; para esto, se sugiere utilizar en el seguimiento a los
fitonutrientes durante el almacenamiento una muestra comercial de aceite rojo
disponible en el mercado internacional y aceite crudo que sirva como blanco del
ensayo. Es importante evaluar también que compuestos pueden estar presentes
en el aceite de palma crudo que contribuyan a la estabilidad a los carotenos.
-Se recomienda también incluir en el seguimiento a la estabilidad de los
fitonutrientes la medición del índice de acidez para verificar si existen cambios
significativos en este parámetro y si este está correlacionado con la pérdida de los
fitonutrientes.
-De acuerdo con los resultados preliminares, la pérdida de fitonutrientes en
almacenamiento es un 7% menor para los aceites almacenados en envase ambar,
con respecto a los envases transparentes, sin embargo dado que estos no logran
39conservar un porcentaje satisfactorio de fitonutrientes en el producto puede
concluirse que no es requerido este tipo de envase.
- De las alternativas tecnológicas disponibles para la obtención de un aceite rojo
refinado en el cual el contenido de fitonutrientes sea preservado, el proceso de
refinación físico representa una de las alternativas más económicas en cuanto a
inversión en infraestructura, es necesario sin embargo evaluar detalladamente los
costos de procesamiento que ofrecen las demás alternativas para establecer si
estos compensan la alta inversión requerida.
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