BR102020026665A2 - LIPID COMPOSITION, MACAUBA OIL-BASED LIPID FORMULATIONS AND USES - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇÃO LIPÍDICA, FORMULAÇÕES LIPÍDICAS À BASE DE ÓLEO DE MACAÚBA E USOS. A presente invenção se refere à composição lipídica, formulações lipídicas à base de óleo refinado da polpa de macaúba e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado e seus usos. A presente invenção apresenta aplicação em alimentos, sendo o uso da composição e formulações lipídicas serem aplicáveis em massas em geral entre outros e cosméticos.LIPID COMPOSITION, MACAUBA OIL-BASED LIPID FORMULATIONS AND USES. The present invention relates to lipid composition, lipid formulations based on refined macauba pulp oil and fully hydrogenated macauba almond oil and their uses. The present invention has application in food, and the use of the composition and lipid formulations are applicable in pasta in general, among others and cosmetics.
Description
[1] A presente invenção se refere à composição lipídica, formulações lipídicas à base de óleo refinado da polpa de macaúba e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado e seus usos.[1] The present invention relates to lipid composition, lipid formulations based on refined macauba pulp oil and fully hydrogenated macauba almond oil and their uses.
[2] A presente invenção apresenta aplicação em alimentos e cosméticos.[2] The present invention has application in food and cosmetics.
[3] Os lipídios são substâncias de origem animal, vegetal ou microbiana que apresentam como característica a solubilidade em solventes orgânicos e insolubilidade em água. Seu composto majoritário é o triacilglicerol (triésteres de ácidos graxos e glicerol), representando cerca de 97% em um óleo bruto e >99% em um óleo refinado. Os compostos minoritários presentes nos lipídios são os diacilgliceróis, monoacilgliceróis, ácidos graxos livres, ceras, fosfolipídios, esfingolipídios, glicolipídios, terpenos, esteróis, tocoferóis e carotenóides.[3] Lipids are substances of animal, vegetable or microbial origin that have the characteristic of solubility in organic solvents and insolubility in water. Its major compound is triacylglycerol (triesters of fatty acids and glycerol), representing about 97% in a crude oil and >99% in a refined oil. Minority compounds present in lipids are diacylglycerols, monoacylglycerols, free fatty acids, waxes, phospholipids, sphingolipids, glycolipids, terpenes, sterols, tocopherols and carotenoids.
[4] Quando líquidos à temperatura ambiente se denominam óleos, e quando sólidos, semi-sólidos ou plásticos a temperatura ambiente são conhecidos como gorduras.[4] When liquids at room temperature are called oils, and when solids, semi-solids or plastics at room temperature are known as fats.
[5] A tendência de modificação da estrutura de óleos e gorduras aumentou devido a necessidade de transformar óleos líquidos em gorduras sólidas, semi-sólidas ou plásticas, com diferentes composições e características físicas, resultando em diferentes perfis de aplicação e dessa forma, serem importantes constituintes de formulações para as indústrias químicas, farmacêuticas e alimentícias. O processo de hidrogenação consiste na adição de átomos de hidrogênio na dupla ligação dos ácidos graxos insaturados. O processo de hidrogenação parcial, no qual a dupla ligação não é totalmente hidrogenada, possibilita a formação de ácidos graxos trans, conhecidos mundialmente por ser fator causador de doenças cardiovasculares. O processo de hidrogenação parcial será proibido no Brasil a partir do início de 2023 através da RDC no332, sendo permitido a utilização somente do processo de hidrogenação total. No processo de hidrogenação total, a dupla ligação dos ácidos graxos insaturados é totalmente rompida, resultando em uma gordura com alto ponto de fusão e alto teor de trissaturados. Nesse contexto, a interesterificação consolidou-se como alternativa industrial da obtenção de bases lipídicas estruturadas com ausência de ácidos graxos trans. A estrutura dos lipídios pode ser modificada através da reorganização dos ácidos graxos na cadeira principal do triacilglicerol através do processo de interesterificação.[5] The tendency to modify the structure of oils and fats has increased due to the need to transform liquid oils into solid, semi-solid or plastic fats, with different compositions and physical characteristics, resulting in different application profiles and, therefore, being important constituents of formulations for the chemical, pharmaceutical and food industries. The hydrogenation process consists of adding hydrogen atoms to the double bond of unsaturated fatty acids. The partial hydrogenation process, in which the double bond is not fully hydrogenated, enables the formation of trans fatty acids, known worldwide to be a causative factor in cardiovascular diseases. The partial hydrogenation process will be prohibited in Brazil from the beginning of 2023 through RDC no332, being allowed to use only the total hydrogenation process. In the total hydrogenation process, the double bond of unsaturated fatty acids is completely broken, resulting in a fat with a high melting point and a high content of trisaturates. In this context, interesterification has established itself as an industrial alternative for obtaining structured lipid bases without trans fatty acids. The structure of lipids can be modified through the reorganization of fatty acids in the triacylglycerol main chain through the process of interesterification.
[6] Através da interesterificação são obtidas bases lipídicas ou produtos com propriedades distintas das matérias primas utilizadas no processo. As propriedades dos produtos interesterificados são avaliadas através de métodos analíticos que, em conjunto, analisam a composição química e as propriedades gerais de consistência e cristalização.[6] Through interesterification, lipid bases or products with properties different from the raw materials used in the process are obtained. The properties of interesterified products are evaluated through analytical methods that, together, analyze the chemical composition and the general properties of consistency and crystallization.
[7] A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma palmeira oleaginosa altamente produtiva pertencente à família Arecaceae nativa da América do Sul e com maiores concentrações no Brasil nas regiões Sudeste e Centro-Oeste. É conhecida popularmente como: macaúba, macaíba, macaiúva, mocajá, mocujá, mucajá, bacaiúva, bocaiuva, coco-de-catarro, coco-de-espinho, imbocaiá, umbocaiuva, dependendo da região de sua ocorrência. Sua produtividade rende entre 1.500 a 5.000 quilos de óleo por hectare ao ano, sendo considerada a segunda maior fonte oleaginosa após o óleo de palma. Segundo alguns estudos, (2013) o fruto da macaúba consiste em aproximadamente 20% de casca, 40% de polpa, 33% de endocarpo e 7% de amêndoa, possuindo dois tipos de óleos economicamente importantes, armazenados na amêndoa e na polpa. O óleo da amêndoa é caracterizado pela predominância de ácido oleico e ácido láurico e tem aspecto translúcido. O óleo da polpa apresenta cor alaranjada, é caracterizado pela alta concentração de ácido oleico e elevados teores de carotenoides, características que possivelmente implicam em boa estabilidade oxidativa.[7] Macaúba (Acrocomia aculeata) is a highly productive oil palm belonging to the Arecaceae family, native to South America and with higher concentrations in Brazil in the Southeast and Midwest regions. It is popularly known as: macaúba, macaíba, macaiúva, mocajá, mocujá, mucajá, bacaiúva, bocaiuva, coco-de-catarro, coco-de-thorn, imbocaiá, umbocaiuva, depending on the region of its occurrence. Its productivity yields between 1,500 and 5,000 kilos of oil per hectare per year, being considered the second largest source of oil after palm oil. According to some studies, (2013) the macaúba fruit consists of approximately 20% of peel, 40% of pulp, 33% of endocarp and 7% of almond, having two types of economically important oils, stored in the almond and in the pulp. Almond oil is characterized by the predominance of oleic acid and lauric acid and has a translucent appearance. The pulp oil has an orange color, is characterized by a high concentration of oleic acid and high levels of carotenoids, characteristics that possibly imply good oxidative stability.
[8] Em virtude da predominância da palmeira de Macaúba (Acrocomia aculeata), no Cerrado e Pantanal brasileiros e com seu uso aquém do seu real potencial, destaca-se a importância do estudo das frações lipídicas do fruto da macaúba para aproveitamento para aplicação industrial.[8] Due to the predominance of the Macaúba palm (Acrocomia aculeata), in the Brazilian Cerrado and Pantanal and with its use below its real potential, the importance of studying the lipid fractions of the macaúba fruit for industrial application is highlighted. .
[9] Após o desenvolvimento e estudo das formulações contendo óleo refinado de polpa de macaúba (MPO) e óleo de amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado (FHMKO) antes e depois do processo tecnológico de interesterificação química foi possível direcionar a aplicação das bases lipídicas obtidas em alimentos. A escolha da macaúba como matéria-prima para este trabalho baseou-se em seu valor agregado, alta produtividade, diversas áreas de aplicação, como indústria cosmética, alimentícia e farmacêutica e composição lipídica.[9] After the development and study of formulations containing refined macaúba pulp oil (MPO) and fully hydrogenated macaúba almond oil (FHMKO) before and after the technological process of chemical interesterification, it was possible to direct the application of the lipid bases obtained in foods. The choice of macaúba as raw material for this work was based on its added value, high productivity, several areas of application, such as the cosmetic, food and pharmaceutical industry and lipid composition.
[10] A dissertação de mestrado de Lüdtke (2016) intitulado "Estudo da degomagem e clarificação de óleo bruto do farelo de arroz (Oryza sativa) visando refino físico" revela que o arroz é um dos cereais mais consumidos no mundo, principalmente na forma de grãos. O beneficiamento gera subprodutos, como o farelo de arroz, de onde se obtém o óleo bruto de arroz. Devido a presença de fosfolipídios, gomas, ceras este óleo apresenta uma coloração escura e maior viscosidade, quando comparado a outros óleos vegetais. Além disso, contém 1-2% de γ-orizanol, composto ausente em outros óleos, ao qual têm-se atribuído efeitos antioxidantes e hipocolesterolêmicos. O método de refino modifica a composição do óleo, no refino químico, há perdas significativas de componentes durante o processo, no refino físico a perda desses componentes é minimizada, porém é necessário que o óleo chegue na etapa de desodorização com um teor de fósforo inferior a 10 mg.kg-1, para que seja possível realizar o refino físico. O objetivo da dissertação foi realizar estudos sobre a degomagem, a fim de torná-lo apto ao refino físico, e sobre a clarificação, para que este seja atraente para o consumidor. Foram realizados testes de atividade clarificante utilizando duas terras clarificantes; de degomagem com água (0,6 e 5%) e ácidos fosfórico (0,2%) e cítrico (0,5%); e testes de clarificação utilizando as terras e proporções que apresentaram a melhor atividade clarificante. A degomagem com 5% de água promoveu a redução do conteúdo de fósforo para valores menores que 10 mg.kg-1. Assim, a degomagem com 5% de água, seguida da clarificação utilizando ácido cítrico (50%) na proporção de 0,5% e adição de 2,0 % da terra clarificante, forneceram um óleo apto ao refino físico e com as características físico-químicas semelhantes ao óleo bruto e dentro dos requisitos especificados pela legislação. Além disso apresenta diversas etapas similares àquelas da presente invenção: clarificação com terras clarificantes, adicionadas em diferentes proporções (1,0; 1,5; e 2,0%); degomagem com água (0,6 e 5%) e ácido cítrico (0,5%).[10] Lüdtke's (2016) master's dissertation entitled "Study of degumming and clarification of crude oil from rice bran (Oryza sativa) for physical refining" reveals that rice is one of the most consumed cereals in the world, mainly in the form of grain. The processing generates by-products, such as rice bran, from which crude rice oil is obtained. Due to the presence of phospholipids, gums, waxes, this oil has a dark color and higher viscosity when compared to other vegetable oils. Furthermore, it contains 1-2% of γ-oryzanol, a compound absent in other oils, which has been attributed antioxidant and hypocholesterolemic effects. The refining method modifies the composition of the oil, in chemical refining, there are significant losses of components during the process, in physical refining the loss of these components is minimized, but it is necessary that the oil arrives at the deodorization stage with a lower phosphorus content. at 10 mg.kg-1, so that physical refining can be carried out. The objective of the dissertation was to carry out studies on degumming, in order to make it suitable for physical refining, and on clarification, so that it is attractive to the consumer. Clarifying activity tests were carried out using two clarifying earths; degumming with water (0.6 and 5%) and phosphoric (0.2%) and citric (0.5%) acids; and clarification tests using the soils and proportions that showed the best clarifying activity. Degumming with 5% water reduced the phosphorus content to values lower than 10 mg.kg-1. Thus, degumming with 5% of water, followed by clarification using citric acid (50%) in the proportion of 0.5% and addition of 2.0% of the clarifying earth, provided an oil suitable for physical refining and with the physical characteristics -chemicals similar to crude oil and within the requirements specified by legislation. Furthermore, it presents several steps similar to those of the present invention: clarification with clarifying earths, added in different proportions (1.0; 1.5; and 2.0%); degumming with water (0.6 and 5%) and citric acid (0.5%).
[11] A presente invenção diferencia-se do documento do estado da técnica pela fonte utilizada para o refino ser o óleo bruto do farelo de arroz (Orysa sativa) . Enquanto, a presente invenção refere-se ao óleo de macaúba. O teor de fósforo do óleo de arroz estava acima de 200 mg.kg-1 denotando a necessidade de uma etapa de degomagem com água no qual não foi necessário no processo de refino descrito para o refino do óleo de macaúba. Além disso, o óleo de arroz apresenta altos teores de fosfoglicolipídios, dificultando a etapa de degomagem. A grande dificuldade de remoção dos fosfolipídios em uma degomagem convencional com água devido a presença dos fosfoglicolipídios. Essa dificuldade não foi encontrada no refino dos óleos de macaúba. Além disso, o processo de refino com algumas modificações já é um processo amplamente utilizando em todos os óleos vegetais.[11] The present invention differs from the prior art document in that the source used for refining is crude rice bran oil (Orysa sativa). Meanwhile, the present invention relates to macauba oil. The phosphorus content of rice oil was above 200 mg.kg-1, indicating the need for a degumming step with water, which was not necessary in the refining process described for the refining of macaúba oil. In addition, rice oil has high levels of phosphoglycolipids, making the degumming step difficult. The great difficulty of removing phospholipids in a conventional degumming with water due to the presence of phosphoglycolipids. This difficulty was not encountered in the refining of macaúba oils. Furthermore, the refining process with some modifications is already a process widely used in all vegetable oils.
[12] A dissertação de doutorado de Queiroz, Lorena Aires Lombardi (2016) intitulada "Análise De Procedimentos Pós-Colheita Do Fruto Da Macaúba (Acrocomia aculeata) e Refino Do Óleo Da Polpa" revela que o consumo de óleos vegetais tem aumentado no mundo todo e atualmente seu mercado é determinado não só pelo consumo para fins alimentícios e produção de fármacos e lubrificantes, como também para a produção de biodiesel. A Macaúba (Acrocomia aculeata), uma palmeira típica do Cerrado brasileiro, produz um fruto que pode ser utilizado como fonte de óleo vegetal. Pode-se fazer o aproveitamento integral de todas as partes dos seus frutos. Entretanto, o produto economicamente mais representativo são os óleos extraídos da polpa e da amêndoa. Este trabalho teve dois objetivos: 1) a análise de metodologias de coleta e procedimentos pós-colheita e 2) a identificação de condições do processo de refino, visando à obtenção de óleo da polpa compatível com o padrão estabelecido pela ANVISA para óleos vegetais. Foi detectada a elevação no teor de óleo dos frutos mantidos ao cacho para valores de 43,43% a 52,94% (base seca), nos 36 dias, sendo que após 19 dias o valor foi de 50,71%. A avaliação do processo de refino para um óleo extraído da polpa da Macaúba com valor inicial de acidez de 4,1 mg KOH/g, incluiu as etapas de degomagem e neutralização, bem como da clarificação por dois processos alternativos, o primeiro convencional por adsorção com terra comercial. O método de degomagem mais utilizado consiste na adição de 1% a 3% de água ao óleo bruto aquecido a 60° e 70°C, sob agitação constante, durante 20 a 30 minutos. O precipitado formado é removido do óleo por centrifugação. Ainda, o estudo revela que os adsorventes utilizados na clarificação de óleos são predominantemente argilas (ou terras) naturais ou ativadas obtidas mediante tratamento ácido, silicatos de alumínio ou magnésio hidratados e, em menor escala, carvão ativado, podendo-se ainda usar uma combinação de carvão ativado e argila clarificante. A etapa de desodorização consiste na destilação com corrente de vapor, no qual as substâncias voláteis são removidas em alto vácuo. O processo de refino proposto no trabalho utilizou o refino químico no qual o óleo foi submetido a etapa de neutralização com solução de hidróxido de sódio, gerando a formação de sabões no qual utiliza-se elevado volume de água no processo de lavagem.[12] The doctoral dissertation by Queiroz, Lorena Aires Lombardi (2016) entitled "Analysis of Post-Harvest Procedures for Macaúba Fruit (Acrocomia aculeata) and Pulp Oil Refining" reveals that the consumption of vegetable oils has increased worldwide and currently its market is determined not only by consumption for food purposes and production of drugs and lubricants, but also for the production of biodiesel. Macaúba (Acrocomia aculeata), a palm tree typical of the Brazilian Cerrado, produces a fruit that can be used as a source of vegetable oil. You can make full use of all parts of its fruits. However, the most economically representative product are the oils extracted from the pulp and almond. This work had two objectives: 1) the analysis of collection methodologies and post-harvest procedures and 2) the identification of conditions of the refining process, aiming at obtaining pulp oil compatible with the standard established by ANVISA for vegetable oils. An increase in the oil content of the fruits kept in the bunch was detected to values from 43.43% to 52.94% (dry basis), in the 36 days, and after 19 days the value was 50.71%. The evaluation of the refining process for an oil extracted from Macaúba pulp with an initial acidity value of 4.1 mg KOH/g, included the steps of degumming and neutralization, as well as clarification by two alternative processes, the first conventional by adsorption with commercial land. The most used degumming method consists of adding 1% to 3% of water to the crude oil heated at 60° and 70°C, under constant stirring, for 20 to 30 minutes. The precipitate formed is removed from the oil by centrifugation. Furthermore, the study reveals that the adsorbents used in the clarification of oils are predominantly natural or activated clays (or earths) obtained through acid treatment, hydrated aluminum or magnesium silicates and, to a lesser extent, activated carbon, and a combination of activated carbon and clarifying clay. The deodorization step consists of steam distillation, in which volatile substances are removed in a high vacuum. The refining process proposed in the work used chemical refining in which the oil was subjected to a stage of neutralization with sodium hydroxide solution, generating the formation of soaps in which a high volume of water is used in the washing process.
[13] Em relação a presente invenção, foi utilizado tanto para o óleo da polpa quanto da amêndoa de macaúba o processo de refino físico, no qual não pode ser comparado com o processo de refino químico já que a etapa de neutralização não é utilizada, além da remoção dos ácidos graxos livres ser realizada na etapa de desodorização/destilação. A tecnologia proposta não gera sabões como subprodutos e consequentemente não se utiliza água. A presente invenção utilizou refino químico e por apresentar a etapa de neutralização, é considerado um processo ecologicamente incorreto e em futuro próximo, tende a entrar em desuso. A utilização do refino físico, rota considerada pela área de óleos e gorduras, como um processo "limpo" e ecologicamente adequado.[13] In relation to the present invention, the physical refining process was used for both the pulp and macauba kernel oil, in which it cannot be compared with the chemical refining process since the neutralization step is not used, in addition to the removal of free fatty acids being carried out in the deodorization/distillation step. The proposed technology does not generate soaps as a by-product and consequently does not use water. The present invention used chemical refining and because it presents the neutralization step, it is considered an ecologically incorrect process and in the near future, it tends to go into disuse. The use of physical refining, a route considered by the area of oils and fats, as a "clean" and ecologically appropriate process.
[14] O estudo de Angela Alves Nunes, Simone Palma Favaro e Simone Mendonça (2013), intitulada "PROCESSO DE REFINO DO ÓLEO DE POLPA DE MACAÚBA: PROPRIEDADES DE IDENTIDADE E QUALIDADE", declara que a demanda por óleos vegetais é crescente, alavancada, sobretudo, pelo consumo no mercado de alimentos. Os frutos da a macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq) Lood. ex Mart.) podem produzir quantidades de óleo similares à palma de óleo, o que significa dez vezes mais óleo que a soja por área. O processo de refino usualmente é realizado em sequência (degomagem, neutralização, branqueamento e desodorização) que visam eliminar, completamente ou parcialmente, estas substâncias que afetam a cor, estabilidade, aroma e sabor dos óleos.[14] The study by Angela Alves Nunes, Simone Palma Favaro and Simone Mendonça (2013), entitled "MACAÚBA PULP OIL REFINING PROCESS: IDENTITY AND QUALITY PROPERTIES", declares that the demand for vegetable oils is growing, leveraged , above all, for consumption in the food market. Macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq) Lood. ex Mart.) fruits can produce similar amounts of oil to palm oil, which means ten times more oil than soybeans per area. The refining process is usually carried out in sequence (degumming, neutralization, bleaching and deodorization) in order to eliminate, completely or partially, these substances that affect the color, stability, aroma and flavor of the oils.
[15] Diferentemente, a presente invenção se refere a um processo de refino do óleo bruto de macaúba que compreende as etapas: degomagem, neutralização, branqueamento e desodorização. A primeira etapa constituiu-se na degomagem do óleo por meio da adição de água destilada na proporção (1:2) água:óleo. A neutralização dos ácidos graxos livres foi por meio da adição de solução aquosa de hidróxido de sódio equivalente a 6 °Baumé. O branqueamento foi realizado com tratamento de 10% terra ativada (Marca Oil:dri, modelo Supreme ProActive) (m/m). O processo para a desodorização do óleo branqueado foi arraste a vapor sob vácuo. Obtendo-se, desta maneira, o óleo refinado da polpa de macaúba. O trabalho teve como objetivo extrair, caracterizar e refinar quimicamente em escala de bancada e avaliar o óleo de polpa de macaúba, considerando os padrões de qualidade e identidade estabelecidos por outras fontes de óleo. Assim, o trabalho utilizou a rota de refino químico, na qual apresenta a etapa de neutralização. Além disso, foi citada a etapa de degomagem sem os resultados no teor de fósforo além da utilização de 10% de terra ativada o que não condiz com a realidade do mercado cujo teor máximo utilizado é de 1%. Em comparação a presente invenção utilizou a rota de refino físico, no qual não contempla a etapa de neutralização.[15] Differently, the present invention refers to a process for refining crude macauba oil that comprises the steps: degumming, neutralization, bleaching and deodorization. The first step consisted of degumming the oil by adding distilled water in the proportion (1:2) water:oil. The neutralization of free fatty acids was by means of the addition of an aqueous solution of sodium hydroxide equivalent to 6 °Baumé. Bleaching was performed with 10% activated earth treatment (Oil:dri brand, Supreme ProActive model) (m/m). The process for deodorizing the bleached oil was steam stripping under vacuum. In this way, refined macaúba pulp oil is obtained. The objective of this work was to extract, characterize and chemically refine on bench scale and evaluate macaúba pulp oil, considering the quality and identity standards established by other oil sources. Thus, the work used the chemical refining route, in which it presents the neutralization step. In addition, the degumming step was mentioned without the results in the phosphorus content, in addition to the use of 10% of activated earth, which does not match the reality of the market, whose maximum content used is 1%. In comparison, the present invention used the physical refining route, which does not include the neutralization step.
[16] O artigo científico de ZEITOUN, M. A. M.; NEFF, W. E.; LIST, G. R.; MOUNTS, T. L.. Physical properties of interesterified fat blends. Journal Of The American Oil Chemists' Society, [s.l.] , v. 70, n. 5, p. 467-471 (1993) intitulado "Physical properties of interesterified fat blends" relata a interesterificação química de óleo de soja totalmente hidrogenado, com óleo de canola, soja, girassol, algodão, milho, palma, amendoim, açafrão e coco, na proporção de 1:1. Em condições reacionais de 60 min, 95 °C e 0,3% de metóxido de sódio. Os resultados indicaram que os óleos de palma e algodão, com alto conteúdo de ácido palmítico (C16:0), se relacionaram com o perfil de sólidos e comportamento de cristalização próprios de margarinas tradicionais. No trabalho foram utilizadas misturas de 9 diferentes tipos de óleos vegetais com óleo de soja totalmente hidrogenado na proporção de 1:1 (m/m) submetidas a reação de interesterificação química e as frações foram avaliadas antes e depois do processo de modificação. Foram utilizadas as seguintes fontes de óleos vegetais: palma, coco, algodão, amendoim, soja, milho, girassol, cártamo e canola. O processo de interesterificação é consolidado na área de tecnologia de óleos e gorduras sendo considerado uma das principais alternativas para modificação dos óleos vegetais sendo amplamente utilizado para diversas matérias primas. Diferentemente da presente invenção, o trabalho não utilizou óleos refinados e totalmente hidrogenados de macaúba.[16] The scientific article by ZEITOUN, M. A. M.; NEFF, W.E.; LIST, G.R.; MOUNTS, T. L. Physical properties of interesterified fat blends. Journal Of The American Oil Chemists' Society, [s.l.], v. 70, no. 5, p. 467-471 (1993) entitled "Physical properties of interesterified fat blends" reports the chemical interesterification of fully hydrogenated soybean oil, with canola, soybean, sunflower, cotton, corn, palm, peanut, safflower and coconut oil, in the proportion of 1:1. Under reaction conditions of 60 min, 95 °C and 0.3% sodium methoxide. The results indicated that palm and cotton oils, with a high content of palmitic acid (C16:0), were related to the solids profile and crystallization behavior typical of traditional margarines. In the work, mixtures of 9 different types of vegetable oils with totally hydrogenated soybean oil were used in the proportion of 1:1 (m/m) submitted to chemical interesterification reaction and the fractions were evaluated before and after the modification process. The following vegetable oil sources were used: palm, coconut, cotton, peanut, soybean, corn, sunflower, safflower and canola. The interesterification process is consolidated in the area of oil and fat technology and is considered one of the main alternatives for modifying vegetable oils and is widely used for various raw materials. Unlike the present invention, the work did not use refined and fully hydrogenated macaúba oils.
[17] Em trabalho publicado por FÁVARO, (2013) intitulado "Processo de refino de óleo de polpa de macaúba", o óleo bruto de polpa de macaúba, dentro de padrões de qualidade requeridos para esta categoria, passa pelas etapas de degomagem, neutralização, branqueamento e desodorização. Nas condições empregadas obtém-se óleo refinado adequado para atender os critérios de qualidade exigidos para óleos vegetais pela legislação. O documento relata as principais etapas do processo de refino de óleo específico para o óleo da macaúba. No entanto, sem apresentar as condições específicas ao da presente criação. O documento não cita o processo de extração e condição de refino, porém faz a citação das etapas utilizadas no refino químico envolvendo degomagem, neutralização, branqueamento e desodorização. O trabalho utilizou uma via de refino distinta da presente invenção. O refino químico, por apresentar a etapa de neutralização, é considerado um processo ecologicamente incorreto e em futuro próximo, tende a entrar em desuso. A utilização do refino físico, rota considerada pela área de óleos e gorduras, como um processo "limpo" e ecologicamente adequado.[17] In a work published by FÁVARO, (2013) entitled "Refining process of macaúba pulp oil", crude macaúba pulp oil, within the quality standards required for this category, goes through the steps of degumming, neutralization , bleaching and deodorization. Under the conditions used, refined oil is obtained that meets the quality criteria required for vegetable oils by legislation. The document reports the main stages of the specific oil refining process for macaúba oil. However, without presenting the specific conditions to the present creation. The document does not mention the extraction process and refining condition, but mentions the steps used in chemical refining involving degumming, neutralization, bleaching and deodorization. The work utilized a refining route distinct from the present invention. Chemical refining, due to the neutralization stage, is considered an ecologically incorrect process and, in the near future, it tends to fall into disuse. The use of physical refining, a route considered by the area of oils and fats, as a "clean" and ecologically appropriate process.
[18] Na presente invenção, a reação de interesterificação química foi eficaz para todas as formulações desenvolvidas, pois alterou as propriedades físicas, promoveu a diminuição do ponto de fusão e da cinética de cristalização. A composição em ácidos graxos do óleo da polpa e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado proporcionou a formação de triacilgliceróis com ampla faixa de número de carbonos (C30 a C54) e influenciou diretamente no comportamento térmico das formulações lipídicas da presente invenção.[18] In the present invention, the chemical interesterification reaction was effective for all formulations developed, as it altered the physical properties, promoted a decrease in the melting point and in the crystallization kinetics. The fatty acid composition of fully hydrogenated macaúba pulp oil and almond oil provided the formation of triacylglycerols with a wide range of carbon numbers (C30 to C54) and directly influenced the thermal behavior of the lipid formulations of the present invention.
[19] Mesmo com a presença de triacilgliceróis trissaturados as formulações lipídicas mostraram redução de consistência devido a redução do ponto de fusão, relacionado com a formação dos triacilgliceróis de peso molecular intermediário e diminuição dos triacilgliceróis com maior peso molecular com consequente diminuição do ΔΤ (oC) tanto de cristalização quanto de fusão. As formulações lipídicas apresentaram misturas de cristais β' e β e redes cristalinas uniformes e estruturadas.[19] Even with the presence of trisaturated triacylglycerols, the lipid formulations showed a reduction in consistency due to a reduction in the melting point, related to the formation of triacylglycerols of intermediate molecular weight and a decrease in triacylglycerols with higher molecular weight with a consequent decrease in ΔΤ (oC ) both crystallization and melting. The lipid formulations showed mixtures of β' and β crystals and uniform and structured crystalline networks.
[20] Visando a aplicação das formulações lipídicas da presente invenção, as bases lipídicas foram caracterizadas como extremamente duras o que pode dificultar sua aplicação isolada em alimentos na temperatura de refrigeração (15°C). A 25°C as formulações lipídicas apresentaram resultados satisfatórios de plasticidade e espalhabilidade podendo ser aplicadas em diferentes produtos. As bases lipídicas interesterificadas com maior resistência térmica (35°C) apresentaram comportamento de espalhabilidade adequado.[20] Aiming at the application of the lipid formulations of the present invention, the lipid bases were characterized as extremely hard, which can make it difficult to apply them alone in foods at refrigeration temperature (15°C). At 25°C, the lipid formulations showed satisfactory results in terms of plasticity and spreadability, being able to be applied in different products. Interesterified lipid bases with higher thermal resistance (35°C) showed adequate spreadability behavior.
[21] Por fim conclui-se que as formulações lipídicas podem ser direcionadas à aplicação de produtos de base lipídica introduzindo as frações inéditas do óleo de macaúba em alimentos.[21] Finally, it is concluded that lipid formulations can be directed to the application of lipid-based products introducing the unprecedented fractions of macaúba oil in foods.
[22] A presente invenção se refere à composição lipídica, formulações lipídicas à base de óleo refinado da polpa de macaúba e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado e seus usos.[22] The present invention relates to lipid composition, lipid formulations based on refined macauba pulp oil and fully hydrogenated macauba kernel oil and their uses.
[23] A composição lipídica e formulações lipídicas são à base de óleo refinado da polpa de macaúba e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado e compreendem:
- 40% a 100% de FHMKO;
- 0% a 60% de MPO;
- 0,36% a 0,94% de metóxido de sódio;
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 15 a 72% de SFC em 20 oC;
- - 8 a 56% de SFC em 25 oC;
- - 4 a 38% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 5 a 10 minutos;
- - SFCmáx: 12,75 a 60,41%;
- - t1/2SFCmáx: 15 a 22 minutos;
- - a 15 °C: 1938,79 a 25546,10 gF/cm2; e
- - a 25 °C: 644,04 a 14976,87 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 0 a 1877, 81 gF/cm2.
- 40% to 100% FHMKO;
- 0% to 60% of MPO;
- 0.36% to 0.94% sodium methoxide;
- Solid fat content:
- - 15 to 72% SFC at 20 oC;
- - 8 to 56% SFC at 25 oC;
- - 4 to 38% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 5 to 10 minutes;
- - SFCmax: 12.75 to 60.41%;
- - t1/2SFCmax: 15 to 22 minutes;
- - at 15°C: 1938.79 to 25546.10 gF/cm 2 ; and
- - at 25°C: 644.04 to 14976.87 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 0 to 1877, 81 gF/cm 2 .
[24] É um objeto adicional o uso da composição e formulações lipídicas serem aplicáveis em massas em geral tais como biscoitos, pães e bolos, biscoitos recheados, recheios, cremes leves, margarinas, balas, coberturas achocolatadas, substitutos de manteiga de cacau (CBS), coberturas para sorvetes, entre outros.[24] It is an additional object to use the composition and lipid formulations to be applicable in doughs in general such as cookies, breads and cakes, filled cookies, fillings, light creams, margarines, candies, chocolate toppings, cocoa butter substitutes (CBS ), ice cream toppings, among others.
[25] Na Figura 1 apresenta-se o gráfico com o resultado do conteúdo de gordura sólida de todas as formulações desenvolvidas antes (a) do processo de interesterificação química.[25] Figure 1 shows the graph with the result of the solid fat content of all formulations developed before (a) the chemical interesterification process.
[26] Na Figura 2 apresenta-se o gráfico com o resultado do conteúdo de gordura sólida de todas as formulações desenvolvidas depois (d) do processo de interesterificação química.[26] Figure 2 shows the graph with the result of the solid fat content of all formulations developed after (d) the chemical interesterification process.
[27] Na Figura 3 apresenta-se o gráfico com o resultado da cinética de cristalização de todas as formulações desenvolvidas antes (a) do processo de interesterificação química.[27] Figure 3 shows the graph with the result of the crystallization kinetics of all formulations developed before (a) the chemical interesterification process.
[28] Na Figura 4 apresenta-se o gráfico com o resultado da cinética de cristalização de todas as formulações desenvolvidas depois (d) do processo de interesterificação química.[28] Figure 4 shows the graph with the result of the crystallization kinetics of all formulations developed after (d) the chemical interesterification process.
[29] Na Figura 5 apresenta-se o difratograma de todas as formulações desenvolvidas antes (a) do processo de interesterificação química à 25oC por 24 horas.[29] Figure 5 shows the diffractogram of all formulations developed before (a) the chemical interesterification process at 25oC for 24 hours.
[30] Na Figura 6 apresenta-se difratograma de todas as formulações desenvolvidas depois (d) do processo de interesterificação química à 25oC por 24 horas.[30] Figure 6 shows the diffractogram of all formulations developed after (d) the chemical interesterification process at 25oC for 24 hours.
[31] Na Figura 7 apresenta-se o gráfico de consistência à 15oC expresso em Yield Value de todas as formulações desenvolvidas antes (a) e depois (d) do processo de interesterificação química.[31] Figure 7 shows the consistency graph at 15oC expressed in Yield Value of all formulations developed before (a) and after (d) the chemical interesterification process.
[32] Na Figura 8 apresenta-se o gráfico de consistência à 25oC expresso em Yield Value de todas as formulações desenvolvidas antes (a) e depois (d) do processo de interesterificação química.[32] Figure 8 shows the consistency graph at 25oC expressed in Yield Value of all formulations developed before (a) and after (d) the chemical interesterification process.
[33] Na Figura 9 apresenta-se o gráfico de consistência à 35oC expresso em Yield Value de todas as formulações desenvolvidas antes (a) e depois (d) do processo de interesterificação química.[33] Figure 9 shows the consistency graph at 35oC expressed in Yield Value of all formulations developed before (a) and after (d) the chemical interesterification process.
[34] Na Figura 10 apresenta-se o gráfico de consistência à 15oC, 25oC e 35oC expresso em Yield Value da formulação com 100% de óleo de amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado antes (a) e depois (d) do processo de interesterificação química.[34] Figure 10 shows the consistency graph at 15oC, 25oC and 35oC expressed in Yield Value of the formulation with 100% fully hydrogenated macaúba almond oil before (a) and after (d) the chemical interesterification process .
[35] Na Figura 11 apresenta-se todas as formulações em misturas simples, antes da reação, e interesterificada, depois da reação de modificação lipídica.[35] Figure 11 shows all formulations in simple mixtures, before the reaction, and interesterified, after the lipid modification reaction.
[36] Na Figura 12 apresenta-se a comparação de todas as formulações antes e depois da reação de interesterificação.[36] Figure 12 shows the comparison of all formulations before and after the interesterification reaction.
[37] A presente invenção se refere à composição lipídica, formulações lipídicas à base de óleo refinado da polpa de macaúba e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado e seus usos.[37] The present invention relates to lipid composition, lipid formulations based on refined macauba pulp oil and fully hydrogenated macauba kernel oil and their uses.
[38] Na presente invenção o óleo da polpa de macaúba é denominado como MPO e o óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado como FHMKO.[38] In the present invention, the macaúba pulp oil is termed as MPO and the fully hydrogenated macaúba kernel oil as FHMKO.
[39] Na presente invenção o tempo de indução de cristalização é denominado como tSFC, tempo de meia vida de cristalização (tempo necessário para que a amostra atinja metade do total de sólidos na estabilização) é denominado como t1/2SFCmáx e o teor de sólidos máximo é denominado como SFCmáx.[39] In the present invention the crystallization induction time is termed as tSFC, crystallization half-life time (time required for the sample to reach half the total solids in stabilization) is termed as t1/2SFCmax and the solids content maximum is referred to as SFCmax.
[40] A composição lipídica à base de óleo refinado da polpa de macaúba e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado compreende:
- 40% a 100% de FHMKO;
- 0% a 60% de MPO;
- 0,36% a 0,94% de metóxido de sódio;
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 15 a 72% de SFC em 20 oC;
- - 8 a 56% de SFC em 25 oC;
- - 4 a 38% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 5 a 10 minutos;
- - SFCmáx: 12,75 a 60,41%;
- - t1/2SFCmáx: 15 a 22 minutos;
- - a 15 °C: 1938,79 a 25546,10 gF/cm2; e
- - a 25 °C: 644,04 a 14976,87 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 0 a 1877, 81 gF/cm2.
- 40% to 100% FHMKO;
- 0% to 60% of MPO;
- 0.36% to 0.94% sodium methoxide;
- Solid fat content:
- - 15 to 72% SFC at 20 oC;
- - 8 to 56% SFC at 25 oC;
- - 4 to 38% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 5 to 10 minutes;
- - SFCmax: 12.75 to 60.41%;
- - t1/2SFCmax: 15 to 22 minutes;
- - at 15°C: 1938.79 to 25546.10 gF/cm 2 ; and
- - at 25°C: 644.04 to 14976.87 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 0 to 1877, 81 gF/cm 2 .
[41] As formulações lipídicas à base de óleo refinado da polpa de macaúba e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado são denominadas F40, F50, F60, F70, F80, F90 e F100.[41] Lipid formulations based on refined macaúba pulp oil and fully hydrogenated macaúba kernel oil are named F40, F50, F60, F70, F80, F90 and F100.
[42] A formulação lipídica F40 compreende 40% FHMKO, 60% MPO, 0,58 metóxido de sódio e as seguintes características:
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 15% de SFC em 20 oC;
- - 8% de SFC em 25 oC;
- - 4% de SFC em 30 oC;
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 10 minutos;
- - SFCmáx: 12,75%;
- - t1/2SFCmáx: 22 minutos;
- - a 15 oC: 3191,63 gF/cm2; e
- - a 25 oC: 644, 04 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 15% SFC at 20°C;
- - 8% SFC at 25 oC;
- - 4% SFC at 30°C;
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 10 minutes;
- - SFCmax: 12.75%;
- - t1/2SFCmax: 22 minutes;
- - at 15°C: 3191.63 gF/cm 2 ; and
- - at 25 oC: 644.04 gF/cm2.
[43] A formulação lipídica F50 compreende 50% FHMKO,50% MPO, 0,65 metóxido de sódio e as seguintes características:
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 25% de SFC em 20 oC;
- - 12% de SFC em 25 oC;
- - 6% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 9 minutos;
- - SFCmáx: 19,74%;
- - t1/2SFCmáx: 18 minutos;
- - a 15 oC: 1938,79 gF/cm2;
- - a 25 oC: 268,57 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 35,36 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 25% SFC at 20°C;
- - 12% SFC at 25°C;
- - 6% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 9 minutes;
- - SFCmax: 19.74%;
- - t1/2SFCmax: 18 minutes;
- - at 15°C: 1938.79 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 268.57 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 35.36 gF/cm 2 .
[44] A formulação lipídica F60 compreende 60% FHMKO, 40% MPO, 0,70 metóxido de sódio e as seguintes características:
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 33% de SFC em 20 oC;
- - 20% de SFC em 25 oC;
- - 10% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 7 minutos;
- - SFCmáx: 26,53%;
- - t1/2SFCmáx: 19 minutos;
- - a 15 oC: 3071,76 gF/cm2;
- - a 25 °C: 1058,21 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 82,81 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 33% SFC at 20°C;
- - 20% SFC at 25°C;
- - 10% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 7 minutes;
- - SFCmax: 26.53%;
- - t1/2SFCmax: 19 minutes;
- - at 15°C: 3071.76 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 1058.21 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 82.81 gF/cm 2 .
[45] A formulação lipídica F70 compreende 70% FHMKO, 30% MPO, 0,76 metóxido de sódio e as seguintes características:
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 42% de SFC em 20 oC;
- - 28% de SFC em 25 oC;
- - 15% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 7 min;
- - SFCmáx: 34,00%;
- - t1/2SFCmáx: 16 min;
- - a 15 oC: 4108,16 gF/cm2;
- - a 25 °C: 1554,59 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 146, 97 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 42% SFC at 20°C;
- - 28% SFC at 25°C;
- - 15% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 7 min;
- - SFCmax: 34.00%;
- - t1/2SFCmax: 16 min;
- - at 15°C: 4108.16 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 1554.59 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 146.97 gF/cm 2 .
[46] A formulação lipídica F80 compreende 80% FHMKO, 20% MPO, 0,82 metóxido de sódio e as seguintes características: - Conteúdo de gordura sólida:
- - 53% de SFC em 20 oC;
- - 38% de SFC em 25 oC;
- - 20% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 7 minutos;
- - SFCmáx: 47,52%;
- - t1/2SFCmáx: 16 minutos;
- - a 15oC:4900, 09 gF/cm2;
- - a 2 5oC:22 57,2 5 gF/cm2; e
- - a 35oC:263, 17 gF/cm2.
- - 53% SFC at 20°C;
- - 38% SFC at 25°C;
- - 20% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 7 minutes;
- - SFCmax: 47.52%;
- - t1/2SFCmax: 16 minutes;
- - at 15°C: 4900, 09 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 22 57.25 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 263, 17 gF/cm 2 .
[47] A formulação lipídica F90 compreende 90% FHMKO, 10% MPO, 0,88 metóxido de sódio e as seguintes características:
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 62% de SFC em 20 oC;
- - 46% de SFC em 25 oC;
- - 25% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 6 minutos;
- - SFCmáx: 49,81%;
- - t1/2SFCmáxx: 15 minutos;
- - a 15oC:6631,17 gF/cm2;
- - a 2 5oC:37 68,16 gF/cm2; e
- - a 35oC:391,05 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 62% SFC at 20°C;
- - 46% SFC at 25°C;
- - 25% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 6 minutes;
- - SFCmax: 49.81%;
- - t1/2SFCmax: 15 minutes;
- - at 15°C: 6631.17 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 37 68.16 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 391.05 gF/cm 2 .
[48] A formulação lipídica F100 compreende 100% FHMKO, 0,36 metóxido de sódio e as seguintes características:
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 72% de SFC em 20 oC;
- - 56% de SFC em 25 oC;
- - 38% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 5 minutos;
- - SFCmáx: 60,41%;
- - t1/2SFCmáx: 15 minutos;
- - a 15oC:25546, 10 gF/cm2;
- - a 2 5oC:14976, 87 gF/cm2; e
- - a 35oC:1877, 81 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 72% SFC at 20 oC;
- - 56% SFC at 25°C;
- - 38% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 5 minutes;
- - SFCmax: 60.41%;
- - t1/2SFCmax: 15 minutes;
- - at 15°C: 25546, 10 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 14976, 87 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 1877, 81 gF/cm 2 .
[49] O processo de preparo das formulações lipídicas foi realizado da seguinte forma:
1) Refino físico:
- - óleo da polpa (MPO) e amêndoa de macaúba (FHMKO);
- - Degomagem: adição de 0,1 a 0,6% de ácido cítrico a 50%, com um tempo de permanência de 20 a 30 minutos de contato, seguido de vácuo com pressão variável entre 20
e 30 mmHg com aumento de temperatura para 50°C a 100°C; - - Clarificação: adição de 0,5 a 1,5% de Tonsil Supreme 1800FF Clariant, preferencialmente 1%, com 25 a 35 minutos de contato, de 85°C a 95°C sob vácuo e posterior filtração em sistemas de filtros com membranas;
- - Destilação/Desodorização: Temperatura de 220°C a 240°C, por 6 a 10 horas, sob vácuo de 7 a 10 mmHg, com injeção de vapor superaquecido;
- - 6 a 10 mbar de pressão;
- - 0,10% a 0,20% de catalisador, preferencialmente níquel comercial;
- - 180°C a 250°C;
- - 4 a 5 horas com separação do níquel através de filtração em membranas;
- - resfriamento até atingir a temperatura entre 70
e 80°C; - - filtração em filtros de membrana;
- - Adição de metóxido de sódio à fase lipídica sob vácuo com elevação a 100°C por 20 minutos;
- - Reação sob alta temperatura, agitação e vácuo: 95°C a 105oC, 450 a 550 rpm;
- - Adição de ácido cítrico: 0,1% v/v de ácido cítrico 5%;
- - lavagem com a utilização de água quente e remoção de sabões com fenolftaleína.
- - Secagem a vácuo com temperatura entre 90°C a 100°C e agitação de 450 a 550 rpm;
- - Teor do catalisador metóxido de sódio: 0,36% a 0,94%; e
1) Physical refinement:
- - pulp oil (MPO) and macaúba almond (FHMKO);
- - Degumming: addition of 0.1 to 0.6% of 50% citric acid, with a residence time of 20 to 30 minutes of contact, followed by vacuum with variable pressure between 20 and 30 mmHg with temperature increase to 50 °C to 100 °C;
- - Clarification: addition of 0.5 to 1.5% of Tonsil Supreme 1800FF Clariant, preferably 1%, with 25 to 35 minutes of contact, from 85°C to 95°C under vacuum and subsequent filtration in membrane filter systems ;
- - Distillation/Deodorization: Temperature from 220°C to 240°C, for 6 to 10 hours, under vacuum of 7 to 10 mmHg, with injection of superheated steam;
- - 6 to 10 mbar pressure;
- - 0.10% to 0.20% of catalyst, preferably commercial nickel;
- - 180°C to 250°C;
- - 4 to 5 hours with nickel separation through membrane filtration;
- - cooling until reaching a temperature between 70 and 80°C;
- - filtration in membrane filters;
- - Addition of sodium methoxide to the lipid phase under vacuum with elevation at 100°C for 20 minutes;
- - Reaction under high temperature, agitation and vacuum: 95°C to 105°C, 450 to 550 rpm;
- - Addition of citric acid: 0.1% v/v of 5% citric acid;
- - washing using hot water and removing soaps with phenolphthalein.
- - Vacuum drying at a temperature between 90°C to 100°C and agitation from 450 to 550 rpm;
- - Content of sodium methoxide catalyst: 0.36% to 0.94%; and
[50] Após processo de interesterificação, as formulações apresentaram perfil de derretimento mais adequado para as aplicações como recheios de biscoitos, margarinas e nunca sendo utilizado de forma isolada.[50] After the interesterification process, the formulations showed a melting profile more suitable for applications such as fillings for cookies, margarine and never being used in isolation.
[51] Além disso, as formulações lipídicas interesterificadas contendo óleo refinado de polpa e óleo de amêndoa totalmente hidrogenado apresentaram perfis de derretimento distintos das bases existentes no mercado, nas quais utilizam diversas fontes como soja, algodão, palma e palmiste.[51] In addition, interesterified lipid formulations containing refined pulp oil and fully hydrogenated almond oil showed different melting profiles from existing bases on the market, which use different sources such as soybean, cotton, palm and palm kernel.
[52] Ainda, todas as formulações apresentam teor de ácidos graxos trans inferior a 2% já que não foi utilizado o processo de hidrogenação parcial.[52] Also, all formulations have a trans fatty acid content of less than 2% since the partial hydrogenation process was not used.
[53] Importante destacar que segundo a RDC 332/2019 publicada pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) a utilização de gorduras parcialmente hidrogenadas será banida até 2023 devido ao impacto na saúde do consumidor. Dessa forma, as formulações estão de acordo com a legislação vigente não só do Brasil, mas como de todo o mundo.[53] It is important to note that according to RDC 332/2019 published by the National Health Surveillance Agency (ANVISA), the use of partially hydrogenated fats will be banned by 2023 due to the impact on consumer health. In this way, the formulations are in accordance with current legislation not only in Brazil, but also in the whole world.
[54] O objetivo do refino é a remoção de produtos indesejáveis presentes no óleo bruto, redução do nível de pigmentos, preservação de tocoferóis e tocotrienóis, redução da perda de triacilgliceróis e proteção do óleo contra degradação.[54] The purpose of refining is to remove unwanted products present in the crude oil, reduce the level of pigments, preserve tocopherols and tocotrienols, reduce the loss of triacylglycerols and protect the oil from degradation.
[55] Os parâmetros de escolha entre refino físico e químico estão relacionados com os teores de ácidos graxos livres e fosfolipídios no óleo bruto.[55] The parameters of choice between physical and chemical refining are related to the contents of free fatty acids and phospholipids in the crude oil.
[56] Nesse contexto, o refino físico foi selecionado por apresentar também uma questão ambiental muito positiva, já que não ocorre uso de água durante o processo, além de descarte de sabões, fosfolipídios, ácidos graxos livres e perdas de óleo neutro.[56] In this context, physical refining was selected because it also presents a very positive environmental issue, since there is no use of water during the process, in addition to the disposal of soaps, phospholipids, free fatty acids and losses of neutral oil.
[57] O objetivo do processo de hidrogenação total é a transformação de óleos líquidos em gorduras sólidas, semi-sólidas ou plásticas, visando a estruturação de bases lipídicas com alto ponto de fusão.[57] The objective of the total hydrogenation process is the transformation of liquid oils into solid, semi-solid or plastic fats, aiming at the structuring of lipid bases with high melting points.
[58] A inserção de hidrogênio na dupla ligação dos ácidos graxos insaturados promove a total saturação dos mesmos, sem a presença de ácidos graxos trans.[58] The insertion of hydrogen in the double bond of unsaturated fatty acids promotes their total saturation, without the presence of trans fatty acids.
[59] O objetivo da interesterificação química é a obtenção de novas bases lipídicas, com diferentes características físico-química das misturas simples (óleo de polpa de macaúba e óleo de amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado) que as deram origem, sem a presença de ácidos graxos trans, banido em diversos países no mundo e no Brasil, com total proibição até o início de 2023 através da RDC 332/2019 publicada pela Anvisa.[59] The purpose of chemical interesterification is to obtain new lipid bases, with different physicochemical characteristics of the simple mixtures (macauba pulp oil and fully hydrogenated macaúba almond oil) that gave rise to them, without the presence of acids. trans fatty acids, banned in several countries around the world and in Brazil, with a total ban until the beginning of 2023 through RDC 332/2019 published by Anvisa.
[60] Durante o processo de interesterificação ocorre a redistribuição randômica dos ácidos graxos na molécula do glicerol, ocasionando mudanças de composição triacilglicerólica, no perfil de sólidos, etc.[60] During the interesterification process, there is a random redistribution of fatty acids in the glycerol molecule, causing changes in the triacylglycerol composition, in the solids profile, etc.
[61] A interesterificação química de misturas de óleos líquidos com óleos vegetais totalmente hidrogenados consolidou-se como a principal alternativa para a produção de gorduras com propriedades funcionais específicas.[61] Chemical interesterification of mixtures of liquid oils with fully hydrogenated vegetable oils has established itself as the main alternative for the production of fats with specific functional properties.
[62] Por ser conhecida a ação dos ácidos graxos livres e peróxidos como ''venenos'' do catalisador, para cada amostra foi utilizado um valor específico de metóxido de sódio para garantir a efetividade do processo.[62] As the action of free fatty acids and peroxides as catalyst ''poisons'' is known, a specific value of sodium methoxide was used for each sample to ensure the effectiveness of the process.
[63] A reação de interesterificação do óleo bruto da polpa de macaúba (MPO) e óleo da amêndoa de macaúba totalmente hidrogenado (FHMKO) foi realizada com Catalisador Metóxido de Sódio em pó, 99%.[63] The interesterification reaction of crude macauba pulp oil (MPO) and fully hydrogenated macauba kernel oil (FHMKO) was carried out with Sodium Methoxide Catalyst powder, 99%.
[64] Visando aumentar a qualidade final do óleo e a eficiência dos processos de modificação lipídica, o óleo da polpa de macaúba foi submetido ao refino físico compreendendo as seguintes etapas:
- - Degomagem: adição de ácido cítrico;
- - Clarificação: adição de Tonsil Supreme 1800FF Clariant;
- - Desodorização/Destilação: Temperatura de 230°C,
por 8 horas sob vácuo de 3 a 5 mbar.
- - Degumming: addition of citric acid;
- - Clarification: addition of Tonsil Supreme 1800FF Clariant;
- - Deodorization/Distillation: Temperature of 230°C, for 8 hours under vacuum of 3 to 5 mbar.
[65] O óleo de amêndoa foi submetido ao processo de hidrogenação total visando a obtenção de gorduras trissaturadas com alto ponto de fusão e ausência de ácidos graxos trans nas seguintes condições:
- - Pressão: 8kg;
- - Catalisador: 0,15% de níquel;
- - Temperatura: 180°C a 250°C;
- - Tempo aproximado de reação: 5 horas.
- - Pressure: 8kg;
- - Catalyst: 0.15% nickel;
- - Temperature: 180°C to 250°C;
- - Approximate reaction time: 5 hours.
[66] A interesterificação é realizada de acordo com a metodologia de Grimaldi et al., (2005) na qual 100g da mistura simples é acoplada a um sistema à vácuo em uma chapa de aquecimento com agitação (20 minutos à 95°C) para a retirada da umidade. Os ácidos graxos livres e peróxido atuam como veneno do catalisador da reação e por isso cada formulação recebe uma porcentagem distinta. Após a formação do "slurry" o metóxido de sódio é adicionado à fase lipídica e sob vácuo, a temperatura é elevada a 100°C por 20 minutos. Posteriormente, é adicionado 0,1% de ácido cítrico 5% e inicia-se a etapa de lavagem da formulação interesterificada utilizando água quente e comprovando a remoção de sabões através do uso de fenolftaleína. Por fim, a formulação é aquecida a 110°C por 20 minutos com agitação e sob vácuo para remoção da umidade.[66] Interesterification is performed according to the methodology of Grimaldi et al., (2005) in which 100g of the simple mixture is coupled to a vacuum system on a heating plate with agitation (20 minutes at 95°C) to the removal of moisture. Free fatty acids and peroxide act as a poison for the reaction catalyst and therefore each formulation receives a different percentage. After the formation of the "slurry", sodium methoxide is added to the lipid phase and under vacuum, the temperature is raised to 100°C for 20 minutes. Subsequently, 0.1% of 5% citric acid is added and the step of washing the interesterified formulation begins using hot water and proving the removal of soaps through the use of phenolphthalein. Finally, the formulation is heated at 110°C for 20 minutes with stirring and under vacuum to remove moisture.
[67] Na Tabela 1 encontra-se a porcentagem de metóxido de sódio utilizada para cada formulação. O cálculo da concentração do catalisador levou em consideração o índice de acidez e peróxido, atuantes como veneno do catalisador, de cada formulação de acordo com a empresa Desmet Ballestra (2014) representado na Tabela 2. [67] Table 1 shows the percentage of sodium methoxide used for each formulation. The calculation of the catalyst concentration took into account the acidity and peroxide index, acting as catalyst poison, of each formulation according to the company Desmet Ballestra (2014) represented in Table 2.
[68] As misturas simples e interesterificadas são caracterizadas através da composição em ácidos graxos, composição triacilglicerólica, conteúdo de gordura sólida, isoterma de cristalização, expoente de Avrami, comportamento térmico através de DSC, polimorfismo, microestrutura, consistência e parâmetros reológicos.[68] Simple and interesterified mixtures are characterized by fatty acid composition, triacylglycerol composition, solid fat content, crystallization isotherm, Avrami exponent, thermal behavior through DSC, polymorphism, microstructure, consistency and rheological parameters.
[69] As metodologias analíticas seguiram os protocolos e condições preconizadas pelos métodos oficiais da American Oil Chemists' Society - AOCS (2009) e metodologias consolidadas na literatura científica relativa à caracterização de bases lipídicas. As técnicas analíticas e metodologia instrumental são apresentadas a seguir, segundo a caracterização das matérias-primas e bases lipídicas. Essas análises foram aplicadas ao MPO e FHMKO e suas formulações antes e depois da reação de interesterificação nas proporções estabelecidas.[69] The analytical methodologies followed the protocols and conditions recommended by the official methods of the American Oil Chemists' Society - AOCS (2009) and methodologies consolidated in the scientific literature on the characterization of lipid bases. The analytical techniques and instrumental methodology are presented below, according to the characterization of raw materials and lipid bases. These analyzes were applied to MPO and FHMKO and their formulations before and after the interesterification reaction in the established proportions.
[70] O MPO e HFMKO foram avaliados o teor de ácidos graxos livres (%AGL), índice de peróxido(IP), índice de iodo (II), índice de saponificação, composição em ácidos graxos, composição em triacilgliceróis, Conteúdo de gordura sólida (SFC), Isoterma de cristalização, Comportamento térmico, a forma polimórfica dos cristais de gordura, A determinação da microestrutura e Reologia.[70] MPO and HFMKO were evaluated for free fatty acid content (%FFA), peroxide index (IP), iodine index (II), saponification index, fatty acid composition, triacylglycerol composition, Fat content solid (SFC), Isotherm of crystallization, Thermal behavior, the polymorphic form of fat crystals, Determination of microstructure and Rheology.
[71] O conteúdo de gordura sólida é um parâmetro utilizado para indicar o percentual de gordura que se encontra no estado sólido a uma determinada temperatura e é considerado responsável por muitas características dos produtos como margarinas e shortenings, incluindo espalhabilidade, exsudação de óleo, aparência geral, facilidade de envase e propriedades organolépticas, auxiliando no desenvolvimento de formulações e consequentemente novos produtos (CHIU, GIOEILLI, 2002; DIAN, SUNDRAM, IDRIS, 2007; LEE, AKOH, LEE; 2008).[71] The solid fat content is a parameter used to indicate the percentage of fat that is in the solid state at a given temperature and is considered responsible for many characteristics of products such as margarines and shortenings, including spreadability, oil exudation, appearance general, ease of filling and organoleptic properties, helping in the development of formulations and consequently new products (CHIU, GIOEILLI, 2002; DIAN, SUNDRAM, IDRIS, 2007; LEE, AKOH, LEE; 2008).
[72] Após a reação de interesterificação química do FHMKO (F100) proveniente de uma fonte láurica, ocorreu diminuição do teor de sólidos a partir de 25oC, indicando que o hardfat tornou-se mais macio devido ao aumento de triacilgliceróis trissaturados C42 a C48 e redução de C52 e C54. Ramli et al (2005) analisaram o SFC do hardfat de palmiste, também oriundo de uma fonte láurica, que apresentou diminuição do teor de sólidos a partir de 15oC depois da randomização. Os autores constataram que, na mesma faixa de temperatura, a inclinação da curva diminuiu e segundo Timms (1979) a alteração na inclinação foi provavelmente causado pela existência de uma ampla variação de triacilgliceróis como resultado da interesterificação. Como o FHMKO (Formulação F100) possui triacilgliceróis com ácidos graxos de cadeia mais longa se comparado ao hardfat de palmiste, é de se esperar que a temperatura na qual ocorra diminuição do teor de sólidos do hardfat da amêndoa (25oC) seja maior que a do hardfat de palmiste. A análise de SFC não foi aplicada ao óleo da polpa de macaúba, líquido em temperatura ambiente. Porém, Nunes et al (2015) analisaram o óleo da polpa de macaúba refinado, o qual apresentou SFC de 6,1% até 10oC, não havendo sólidos remanescentes acima dessa temperatura.[72] After the chemical interesterification reaction of FHMKO (F100) from a lauric source, there was a decrease in the solids content from 25oC, indicating that the hardfat became softer due to the increase of trisaturated triacylglycerols C42 to C48 and reduction of C52 and C54. Ramli et al (2005) analyzed the SFC of palm kernel hardfat, also from a lauric source, which showed a decrease in solids content from 15oC after randomization. The authors found that, in the same temperature range, the slope of the curve decreased and according to Timms (1979) the change in slope was probably caused by the existence of a wide variation of triacylglycerols as a result of interesterification. As FHMKO (F100 Formulation) has triacylglycerols with longer chain fatty acids compared to palm kernel hardfat, it is to be expected that the temperature at which the solids content of almond hardfat decreases (25oC) is higher than that of palm kernel hardfat. palm kernel hardfat. The SFC analysis was not applied to macaúba pulp oil, liquid at room temperature. However, Nunes et al (2015) analyzed the refined macaúba pulp oil, which presented SFC of 6.1% up to 10oC, with no remaining solids above this temperature.
[73] O efeito da interesterificação química pode ser notado em todas as frações, principalmente a partir de 20oC, devido à diminuição dos TAGs de maior peso molecular (C50 a C54) e aumento dos TAGs de peso molecular intermediário (C40 a C48).[73] The effect of chemical interesterification can be noticed in all fractions, mainly from 20oC, due to the decrease of TAGs of higher molecular weight (C50 to C54) and increase of TAGs of intermediate molecular weight (C40 to C48).
[74] Nas Figuras 1 e 2 observa-se a comparação de todas as formulações antes e depois da reação de interesterificação para o conteúdo de gordura sólida. Verifica-se que antes da reação química as formulações apresentam importante diminuição da porcentagem de SFC a partir de 20oC, curva mais longas e a 60oC mostraram-se líquidas.[74] Figures 1 and 2 compare all formulations before and after the interesterification reaction for solid fat content. It is verified that, before the chemical reaction, the formulations show a significant decrease in the percentage of SFC from 20oC onwards, longer curves and at 60oC they were liquid.
[75] Após a reação química, as formulações apresentaram alteração da curva, explicado pela presença do FHMKO proveniente de um óleo vegetal de fonte láurica, diminuição da %SFC a partir de 20oC e mostraram-se líquidas a 40oC, exceto pelas formulações F80, F90 e F100, que tiveram fusão completa a 45oC explicado ainda pela presença de TAGs de maior peso molecular.[75] After the chemical reaction, the formulations showed a change in the curve, explained by the presence of FHMKO from a lauric source vegetable oil, a decrease in %SFC from 20oC and they were liquid at 40oC, except for the F80 formulations, F90 and F100, which had complete fusion at 45oC, further explained by the presence of higher molecular weight TAGs.
[76] De acordo com a literatura, SFC menor que 32% a 10oC apresenta boa espalhabilidade em temperatura de refrigeração. Já o SFC a 20oC a 22oC sugere a estabilidade do produto e sua resistência à exsudação de óleo a temperatura ambiente. Teores de sólidos entre 35oC e 37oC indicam as propriedades de densidade e sabor de gordura na boca. Margarinas que não apresentam sensação de cerosidade na boca possuem de 3,5% de SFC a 33,3oC e se fundem completamente na temperatura corporal (KARABULT; TURAN, ERGIN, 2004; WASSEL, YOUNG, 2007).[76] According to the literature, SFC lower than 32% at 10oC has good spreadability at refrigeration temperature. The SFC at 20oC to 22oC suggests the stability of the product and its resistance to oil exudation at room temperature. Solids contents between 35oC and 37oC indicate the properties of density and flavor of fat in the mouth. Margarines that do not have a waxy mouthfeel have 3.5% SFC at 33.3oC and melt completely at body temperature (KARABULT; TURAN, ERGIN, 2004; WASSEL, YOUNG, 2007).
[77] Nesse contexto, as formulações estudadas não apresentam boa espalhabilidade em temperatura de refrigeração já que apresentam no mínimo, 40% de SFC em 10oC o que poderia inviabilizar sua aplicação isolada em margarinas cremosas. Entre 20oC e 30oC, faixa de temperatura na qual ocorre grande parte da manipulação dos produtos gordurosos, é fundamental que não haja redução expressiva de sólidos; ou que em 30oC as formulações apresentem 15% de sólidos devido à exsudação de óleo, comportamentos característicos de gorduras plásticas, nas quais as formulações F70d e F80d se enquadram. As formulações com baixo teor de sólidos a 30oC poderiam ser indicadas como gorduras alternativas à manteiga de cacau (F40d, F50d, F60d). Já as formulações F90 e F100 podem ser consideradas como possíveis substitutos de manteiga de cacau (CBS). Todas essas afirmações precisam ser confirmadas nos referidos produtos citados.[77] In this context, the formulations studied do not show good spreadability at refrigeration temperature, as they present at least 40% SFC at 10oC, which could make their isolated application in creamy margarine unfeasible. Between 20oC and 30oC, the temperature range in which most of the handling of fatty products takes place, it is essential that there is no expressive reduction of solids; or that at 30oC the formulations present 15% solids due to oil exudation, characteristic behavior of plastic fats, in which the F70d and F80d formulations fit. Low solids formulations at 30oC could be indicated as fat alternatives to cocoa butter (F40d, F50d, F60d). The F90 and F100 formulations can be considered as possible substitutes for cocoa butter (CBS). All these statements need to be confirmed in the aforementioned products.
[78] A Tabela 3 aponta a comparação do ponto de fusão (oC) nas formulações antes e depois do processo de modificação lipídica através de porcentagem de SFC. [78] Table 3 shows the comparison of the melting point (oC) in the formulations before and after the lipid modification process by percentage of SFC.
[79] O ponto de fusão é definido como a temperatura em que óleos e gorduras apresentam 4% de gordura sólida. Esse valor em óleos e gorduras varia com o comprimento de cadeia do ácido graxo, grau de insaturação devido a presença de duplas ligações, conteúdo de ácidos graxos trans e posição do ácido graxo no glicerol (KARABULUT et al., 2004). Os pontos de fusão das formulações antes da reação de interesterificação variaram de acordo com as interações ocorridas entre os componentes das matérias primas, demonstrando que a mistura entre óleos e gorduras não provoca modificações de grande impacto quando comparado ao efeito da interesterificação (CHIU; GOIELLI; GRIMALDI, 2008). Enquanto, as misturas antes da reação de interesterificação apresentaram aumento do ponto de fusão proporcional à adição da concentração de FHMKO devido ao aumento do teor de SSS, as formulações depois da reação randômica apresentaram menor ponto de fusão, justificado pela formação de novos triacilgliceróis de peso molecular intermediário e aumento do teor de SSU que apresentam ponto de fusão intermediário. As misturas interesterificadas que apresentam ponto de fusão menor que a temperatura corporal podem ser aplicadas diretamente em alimentos, pois fundem completamente ao entrar em contato com a boca e não produzem sensação de cerosidade durante o consumo (GHOTRA et al. , 2002; KARABULT et al., 2004). Já as formulações que apresentam ponto de fusão superior a temperatura corporal estão dentro da faixa de produção de gorduras sólidas e semi-sólidas, utilizadas principalmente em produtos de confeitaria e panificação cujo ponto de fusão representativo é de 42oC (RIBEIRO, 2009d). Apesar de não ser decisivo, o ponto de fusão é fundamental e está diretamente relacionado à aplicabilidade.[79] Melting point is defined as the temperature at which oils and fats have 4% solid fat. This value in oils and fats varies with the fatty acid chain length, degree of unsaturation due to the presence of double bonds, trans fatty acid content and fatty acid position in glycerol (KARABULUT et al., 2004). The melting points of the formulations before the interesterification reaction varied according to the interactions that occurred between the components of the raw materials, demonstrating that the mixture between oils and fats does not cause major changes when compared to the effect of interesterification (CHIU; GOIELLI; GRIMALDI, 2008). While the mixtures before the interesterification reaction showed an increase in melting point proportional to the addition of the FHMKO concentration due to the increase in the SSS content, the formulations after the random reaction showed a lower melting point, justified by the formation of new triacylglycerols of weight molecular intermediate and increased SSU content that have an intermediate melting point. Interesterified mixtures that have a melting point lower than body temperature can be applied directly to foods, as they melt completely when in contact with the mouth and do not produce a waxy sensation during consumption (GHOTRA et al. , 2002; KARABULT et al. ., 2004). The formulations that have a melting point higher than body temperature are within the range of production of solid and semi-solid fats, used mainly in confectionery and bakery products whose representative melting point is 42oC (RIBEIRO, 2009d). Although not decisive, the melting point is fundamental and is directly related to applicability.
[80] A cinética de cristalização é um parâmetro utilizado para verificar o mecanismo de nucleação e crescimento cristalino e está relacionada com a plasticidade e as propriedades reológicas das gorduras (GARCIA et al., 2015). Através da isoterma de cristalização, obtém-se o tempo de indução de cristalização (tSFC), o tempo de meia vida de cristalização (t1/2SFCmáx), que corresponde ao tempo necessário para que a amostra atinja metade do total de sólidos na estabilização e o teor de sólidos máximo (SFCmáx) (CAMPOS, 2005; RIBEIRO et al. , 2009a). Na Tabela 4 encontram-se os resultados obtidos para as formulações antes e depois do processo de interesterificação. [80] Crystallization kinetics is a parameter used to verify the crystal nucleation and growth mechanism and is related to the plasticity and rheological properties of fats (GARCIA et al., 2015). Through the crystallization isotherm, the crystallization induction time (tSFC), the crystallization half-life time (t1/2SFCmax) is obtained, which corresponds to the time required for the sample to reach half of the total solids in the stabilization and the maximum solids content (SFCmax) (CAMPOS, 2005; RIBEIRO et al., 2009a). Table 4 shows the results obtained for the formulations before and after the interesterification process.
[81] O SFCmáx aumentou conforme o aumento da concentração de FHMKO. Com relação aos parâmetros avaliados (tSFC, SFCmáx e t1/2SFCmáx) observamos os seguintes aspectos após a reação de interesterificação química: aumento do tSFC, diminuição do SFCmáx e aumento do t1/2SFCmáx para todas as formulações, devido a redução dos TAGs C50 a C54 com consequente aumento do C40, C42, C44, C46 e C48 TAGs com menor ponto de fusão.[81] SFCmax increased with increasing FHMKO concentration. Regarding the parameters evaluated (tSFC, SFCmax and t1/2SFCmax) we observed the following aspects after the chemical interesterification reaction: increase in tSFC, decrease in SFCmax and increase in t1/2SFCmax for all formulations, due to the reduction of TAGs C50 to C54 with a consequent increase in C40, C42, C44, C46 and C48 TAGs with lower melting points.
[82] Nas Figuras 3 e 4 é possível comparar o conteúdo de gordura sólida (%) em função do tempo (min) das formulações antes (a) e depois (d) da reação de interesterificação.[82] In Figures 3 and 4 it is possible to compare the solid fat content (%) as a function of time (min) of the formulations before (a) and after (d) the interesterification reaction.
[83] A maneira pela qual os óleos e gorduras se cristalizam tem implicação no processamento industrial de formulações nas quais as características físicas dependem em grande parte de cristais de gorduras, como chocolates, margarinas e shortenings. Quando a temperatura de cristalização se encontra distante do ponto de fusão da gordura, cristais menores e em maior número são formados. Próximo ao ponto de fusão, a gordura apresenta conteúdo de gordura sólida em menor quantidade e os cristais, se formados, são pequenos e não apresentam formas específicas. De um modo geral, uma temperatura de cristalização intermediária auxilia na formação de cristais maiores, em menor número e com formas distintas (SILVA, ESCOBEDO, GIOEILLI, 2008). Na Tabela 5, são apresentados os parâmetros da microestrutura das formulações lipídicas antes e depois da reação de interesterificação química sob estabilização a 25oC. [83] The way in which oils and fats crystallize has implications for the industrial processing of formulations in which the physical characteristics largely depend on fat crystals, such as chocolates, margarines and shortenings. When the crystallization temperature is far from the melting point of the fat, smaller and more crystals are formed. Close to the melting point, the fat has a lower solid fat content and the crystals, if formed, are small and do not have specific shapes. In general, an intermediate crystallization temperature helps in the formation of larger crystals, in smaller numbers and with different shapes (SILVA, ESCOBEDO, GIOEILLI, 2008). Table 5 presents the microstructure parameters of the lipid formulations before and after the chemical interesterification reaction under stabilization at 25oC.
[84] O diâmetro médio dos cristais de todas as formulações apresentou valores inferiores a 30μm, considerado o valor limite para que o cristal de gordura seja perceptível sensorialmente quando a gordura é aplicada de forma isolada (HERRERA; ROCHA, 1996).[84] The average diameter of the crystals of all formulations presented values lower than 30μm, considered the limit value for the fat crystal to be sensorially perceptible when the fat is applied alone (HERRERA; ROCHA, 1996).
[85] Na pesquisa de aplicação de bases lipídicas em alimentos, a análise de consistência é uma das mais importantes formas de se avaliar a funcionalidade, pois seus resultados direcionam a utilização das frações gordurosas em diferentes temperaturas, classificando-as segundo suas características de maciez e espalhabilidade. Segundo a metodologia oficial de Haighton (1959) os resultados de consistência são avaliados conforme o parâmetro Yield Value (YV) segundo a seguinte classificação em relação às bases gordurosas: YV inferior a 50 gF/cm2: muito macias e quase fluidas; YV entre 50 a 100 gF/cm2: muito macias e não espalháveis; YV entre 100 a 200 gF/cm2: macias porém espalháveis; YV entre 200 a 800 gF/cm2: plásticas e espalháveis; YV entre 800 a 1000 gF/cm2: duras porém satisfatoriamente espalháveis; YV entre 100 a 1500 gF/cm2: muito duras com limite de espalhabilidade; YV superior a 1500 gF/cm2: muito duras. A Tabela 6 e as Figuras 5, 6, 7 e 8, apresentam os resultados de YV para as formulações antes e depois da reação de interesterificação em três temperaturas distintas de análise. As temperaturas de 15, 25 e 35oC utilizadas para obtenção dos resultados de consistência simulam, respectivamente, as temperaturas de refrigeração, ambiente e resistência térmica. *Análise realizada em quintuplicata[85] In research on the application of lipid bases in foods, consistency analysis is one of the most important ways of evaluating functionality, as its results guide the use of fat fractions at different temperatures, classifying them according to their softness characteristics. and spreadability. According to Haighton's (1959) official methodology, consistency results are evaluated according to the Yield Value (YV) parameter according to the following classification in relation to fatty bases: YV less than 50 gF/cm2: very soft and almost fluid; YV between 50 to 100 gF/cm2: very soft and non-spreadable; YV between 100 to 200 gF/cm2: soft but spreadable; YV between 200 to 800 gF/cm2: plastic and spreadable; YV between 800 to 1000 gF/cm2: hard but satisfactorily spreadable; YV between 100 to 1500 gF/cm2: very hard with limited spreadability; YV greater than 1500 gF/cm2: very hard. Table 6 and Figures 5, 6, 7 and 8 present the YV results for the formulations before and after the interesterification reaction at three different analysis temperatures. The temperatures of 15, 25 and 35oC used to obtain the consistency results simulate, respectively, the refrigeration, ambient and thermal resistance temperatures. *Analysis performed in quintuplicate
[86] Em geral, observa-se que todas as formulações simples e interesterificadas foram classificadas como extremamente duras a 15oC, pois os TAG de maior ponto de fusão foram cristalizados, formando uma rede cristalina mais compacta e consequentemente mais dura, dificultando sua aplicação isolada em alimentos.[86] In general, it is observed that all the simple and interesterified formulations were classified as extremely hard at 15oC, as the higher melting point TAGs were crystallized, forming a more compact and consequently harder crystal lattice, making their isolated application difficult. in food.
[87] Já na temperatura de 25oC observa-se que as formulações F40, F50, F60, F70 e F80 apresentaram, depois da reação de interesterificação, menor Yield Value se comparadas com as suas respectivas formulações antes da reação química, pois a redução dos triacilgliceróis SSS e SSU e consequente formação de triacilgliceróis com peso molecular intermediário resultou em formulações mais macias. Porém a formulação F90 interesterificada apresentou comportamento contrário, ou seja, maior Yield Value se comparadas à sua respectiva formulação antes da reação de interesterificação, devido à redução dos triacilgliceróis UUU e aumento de SSU. Nesse contexto, as formulações F40 e F50 antes e depois da reação de interesterificação apresentaram comportamento de bases lipídicas plásticas e espalháveis; e a formulação F60 antes e depois da reação exibiu comportamento de bases duras, mas satisfatoriamente espalháveis e as formulações F70, F80 e F90 não apresentaram comportamento adequado para aplicação, pois foram classificadas como muito duras a esta temperatura.[87] At the temperature of 25oC, it is observed that the formulations F40, F50, F60, F70 and F80 presented, after the interesterification reaction, a lower Yield Value compared to their respective formulations before the chemical reaction, since the reduction of SSS and SSU triacylglycerols and consequent formation of intermediate molecular weight triacylglycerols resulted in smoother formulations. However, the interesterified F90 formulation showed the opposite behavior, ie, a higher Yield Value compared to its respective formulation before the interesterification reaction, due to the reduction of UUU triacylglycerols and increase of SSU. In this context, the formulations F40 and F50 before and after the interesterification reaction showed the behavior of plastic and spreadable lipid bases; and formulation F60 before and after the reaction exhibited behavior of hard bases, but satisfactorily spreadable and formulations F70, F80 and F90 did not present adequate behavior for application, as they were classified as very hard at this temperature.
[88] Na temperatura de 35oC não foi possível realizar a análise da amostra F40 depois da reação química, que se mostrou líquida a esta temperatura impossibilitando a obtenção de resultados. As formulações F50, F60, F70, F80 e F90 apresentaram menor Yield Value depois da reação de modificação lipídica se comparadas aos respectivos valores iniciais de Yield Value, pois a essa temperatura, ocorreu cristalização parcial dos TAGs e, portanto, a rede cristalina não foi completamente formada e consequentemente resulta em gorduras com menor consistência. Verifica-se que em todas as temperaturas analisadas, o valor de Yield Value aumentou conforme o aumento da concentração de FHMKO, devido à presença de TAG dos tipos SSS e SSU em maior quantidade. Nesse contexto as formulações F40a, F50a, F60a, F70a, F80a e F90a apresentaram comportamento de bases gordurosas plásticas e espalháveis; enquanto a formulação F50d foi classificada como muito macia e quase fluida. As formulações F60d, F70d e F80d foram classificadas respectivamente como muito macia e não espalhável, macia, mas já espalhável e dura, mas satisfatoriamente espalhável. Por outro lado, a formulação F90d foi classificada como uma base lipídica plástica e espalhável. Por último, a formulação F90 foi classificada como muito dura, mesmo a 35°C.[88] At 35oC, it was not possible to analyze sample F40 after the chemical reaction, which proved to be liquid at this temperature, making it impossible to obtain results. Formulations F50, F60, F70, F80 and F90 showed lower Yield Value after the lipid modification reaction compared to the respective initial Yield Value values, because at this temperature, partial crystallization of the TAGs occurred and, therefore, the crystal lattice was not fully formed and consequently results in fats with less consistency. It can be seen that at all analyzed temperatures, the Yield Value increased as the concentration of FHMKO increased, due to the presence of TAG of the SSS and SSU types in greater quantity. In this context, the formulations F40a, F50a, F60a, F70a, F80a and F90a showed behavior of plastic and spreadable fatty bases; while the F50d formulation was rated as very soft and almost fluid. Formulations F60d, F70d and F80d were rated respectively as very soft and non-spreadable, soft but already spreadable and hard but spreadable satisfactorily. On the other hand, the F90d formulation was classified as a plastic and spreadable lipid base. Finally, the F90 formulation was rated very hard, even at 35°C.
[89] Em todas as temperaturas analisadas (15 oC, 25 oC e 35oC), o FHMKO foi classificado como muito duro justificado por seu alto teor de SSS e SUS tanto antes quanto depois da randomização. Através das classificações e YV obtidos é possível, na Tabela 7, observar as aplicações das formulações depois da reação de interesterificação em produtos que utilizam gorduras como ingrediente. [89] At all temperatures analyzed (15oC, 25oC and 35oC), FHMKO was classified as very hard justified by its high content of SSS and SUS both before and after randomization. Through the classifications and YV obtained, it is possible, in Table 7, to observe the applications of the formulations after the interesterification reaction in products that use fats as an ingredient.
[90] Nesse cenário foi possível correlacionar o uso das formulações interesterificadas desde shortenings macio para bolo que requerem um YV menor desde massa folhada de margarina ou gordura que exigem um YV elevado. Nessa análise são as figuras 5, 6, 7 e 8.[90] In this scenario, it was possible to correlate the use of interesterified formulations from soft cake shortenings that require a lower YV to margarine or shortening puff pastry that require a high YV. In this analysis are figures 5, 6, 7 and 8.
Claims (11)
- 40% a 100% de FHMKO;
- 0% a 60% de MPO;
- 0,36% a 0,94% de metóxido de sódio;
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 15 a 72% de SFC em 20 oC;
- - 8 a 56% de SFC em 25 oC;
- - 4 a 38% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 5 a 10 minutos;
- - SFCmáx: 12,75 a 60,41%;
- - t1/2SFCmáx: 15 a 22 minutos;
- - a 15 °C: 1938,79 a 25546,10 gF/cm2; e
- - a 25 °C: 644,04 a 14976,87 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 0 a 1877, 81 gF/cm2.
- 40% to 100% FHMKO;
- 0% to 60% of MPO;
- 0.36% to 0.94% sodium methoxide;
- Solid fat content:
- - 15 to 72% SFC at 20 oC;
- - 8 to 56% SFC at 25 oC;
- - 4 to 38% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 5 to 10 minutes;
- - SFCmax: 12.75 to 60.41%;
- - t1/2SFCmax: 15 to 22 minutes;
- - at 15°C: 1938.79 to 25546.10 gF/cm 2 ; and
- - at 25°C: 644.04 to 14976.87 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 0 to 1877, 81 gF/cm 2 .
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 15% de SFC em 20 oC;
- - 8% de SFC em 25 oC;
- - 4% de SFC em 30 oC;
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 10 minutos;
- - SFCmáx: 12,75%;
- - t1/2SFCmáx: 22 minutos;
- - a 15 oC: 3191,63 gF/cm2; e
- - a 25 oC: 644, 04 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 15% SFC at 20°C;
- - 8% SFC at 25 oC;
- - 4% SFC at 30°C;
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 10 minutes;
- - SFCmax: 12.75%;
- - t1/2SFCmax: 22 minutes;
- - at 15°C: 3191.63 gF/cm 2 ; and
- - at 25 oC: 644.04 gF/cm2.
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 25% de SFC em 20 oC;
- - 12% de SFC em 25 oC;
- - 6% de SFC em 30 oC
- - Ponto de fusão: 33 °C;
- - tSFC: 9 minutos;
- - SFCmáx: 19,74%;
- - t1/2SFCmáx: 18 minutos;
- - a 15 oC: 1938,79 gF/cm2;
- - a 25 oC: 268,57 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 35,36 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 25% SFC at 20°C;
- - 12% SFC at 25°C;
- - 6% SFC at 30°C
- - Melting point: 33 °C;
- - tSFC: 9 minutes;
- - SFCmax: 19.74%;
- - t1/2SFCmax: 18 minutes;
- - at 15°C: 1938.79 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 268.57 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 35.36 gF/cm 2 .
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 33% de SFC em 20 oC;
- - 20% de SFC em 25 oC;
- - 10% de SFC em 30 oC
- - Ponto de fusão: 35 °C;
- - tSFC: 7 minutos;
- - SFCmáx: 26, 53%;
- - t1/2SFCmáx: 19 minutos;
- - a 15 oC: 3071,76 gF/cm2;
- - a 25 °C: 1058,21 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 82,81 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 33% SFC at 20°C;
- - 20% SFC at 25°C;
- - 10% SFC at 30°C
- - Melting point: 35 °C;
- - tSFC: 7 minutes;
- - SFCmax: 26.53%;
- - t1/2SFCmax: 19 minutes;
- - at 15°C: 3071.76 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 1058.21 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 82.81 gF/cm 2 .
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 42% de SFC em 20 oC;
- - 28% de SFC em 25 oC;
- - 15% de SFC em 30 oC
- - Ponto de fusão: 37,5 °C
- - tSFC: 7 min;
- - SFCmáx: 34,00%;
- - t1/2SFCmáx: 16 min;
- - a 15 oC: 4108,16 gF/cm2;
- - a 25 °C: 1554,59 gF/cm2; e
- - a 35 °C: 146, 97 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 42% SFC at 20°C;
- - 28% SFC at 25°C;
- - 15% SFC at 30°C
- - Melting point: 37.5 °C
- - tSFC: 7 min;
- - SFCmax: 34.00%;
- - t1/2SFCmax: 16 min;
- - at 15°C: 4108.16 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 1554.59 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 146.97 gF/cm 2 .
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 53% de SFC em 20 oC;
- - 38% de SFC em 25 oC;
- - 20% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 7 minutos;
- - SFCmáx: 47,52%;
- - t1/2SFCmáx: 16 minutos;
- - a 15oC:4900, 09 gF/cm2;
- - a 2 5oC:22 57,2 5 gF/cm2; e
- - a 35oC:263, 17 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 53% SFC at 20°C;
- - 38% SFC at 25°C;
- - 20% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 7 minutes;
- - SFCmax: 47.52%;
- - t1/2SFCmax: 16 minutes;
- - at 15°C: 4900, 09 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 22 57.25 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 263, 17 gF/cm 2 .
- Conteúdo de gordura sólida:
- - 62% de SFC em 20 oC;
- - 46% de SFC em 25 oC;
- - 25% de SFC em 30 oC
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 6 minutos;
- - SFCmáx: 49,81%;
- - t1/2SFCmáx: 15 minutos;
- - a 15oC:6631,17 gF/cm2;
- - a 2 5oC:37 68,16 gF/cm2; e
- - a 35oC:391,05 gF/cm2.
- Solid fat content:
- - 62% SFC at 20°C;
- - 46% SFC at 25°C;
- - 25% SFC at 30°C
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 6 minutes;
- - SFCmax: 49.81%;
- - t1/2SFCmax: 15 minutes;
- - at 15°C: 6631.17 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 37 68.16 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 391.05 gF/cm 2 .
- - 72% de SFC em 20 oC;
- - 56% de SFC em 25 oC;
- - 38% de SFC em 30 oC;
- Cinética de cristalização:
- - tSFC: 5 minutos;
- - SFCmáx: 60,41%;
- - t1/2SFCmáx: 15 minutos;
- - a 15oC:25546, 10 gF/cm2;
- - a 2 5oC:14976, 87 gF/cm2; e
- - a 35oC:1877, 81 gF/cm2.
- - 72% SFC at 20 oC;
- - 56% SFC at 25°C;
- - 38% SFC at 30°C;
- Crystallization kinetics:
- - tSFC: 5 minutes;
- - SFCmax: 60.41%;
- - t1/2SFCmax: 15 minutes;
- - at 15°C: 25546, 10 gF/cm 2 ;
- - at 25°C: 14976, 87 gF/cm 2 ; and
- - at 35°C: 1877, 81 gF/cm 2 .
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