MX2010003094A - Producto graso con baja cantidad de grasa saturada compuesta basicamente por acido estearico. - Google Patents

Producto graso con baja cantidad de grasa saturada compuesta basicamente por acido estearico.

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Abstract

La presente invención está relacionada con un producto graso que contiene una baja concentración de ácidos grasos saturados. Estos ácidos grasos saturados están compuestos principalmente por ácido graso esteárico y con muy bajo porcentaje de ácido palmítico. Este producto graso se obtiene a partir de la interesterificación de: (1) 10 a 80% de un aceite vegetal totalmente hidrogenado con (2) 20 a 90% de un aceite vegetal líquido con muy bajo contenido de ácidos grasos saturados. El producto graso de la presente invención puede ser utilizado directamente como ingrediente para la elaboración de productos de panificación, tales como tortas, galletas y panes entre otros, e indirectamente para la elaboración de margarinas.

Description

PRODUCTO GRASO CON BAJA CANTIDAD DE GRASA SATURADA COMPUESTA BÁSICAMENTE POR ÁCIDO ESTEÁRICO CAMPO DE LA INVENCIÓN.
La presente invención está relacionada con un producto graso con baja cantidad de ácidos grasos saturados; estos ácidos grasos saturados están compuestos principalmente por ácido graso esteárico.
El producto graso de la presente invención puede ser utilizado directamente como ingrediente para la elaboración de productos de panificación, tales como tortas, galletas y panes entre otros, e indirectamente para la elaboración de margarinas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se ha encontrado que niveles elevados de colesterol en el suero de la sangre están relacionados con un alto riesgo de generación de enfermedades coronarias del corazón (ECC), que como bien es sabido, presentan diferentes manifestaciones clínicas que van desde la angina de pecho al infarto del miocardio y la muerte repentina.
Las asociaciones entre niveles séricos de colesterol con las ECC se relacionan directamente con niveles altos de las lipoproteínas de baja densidad (LDL, por su sigla en inglés Low Density Lipoprotein), las cuales son las principales transportadoras de colesterol en la sangre.
Muchos estudios han demostrado que la cantidad y la composición de las grasas de la alimentación son los principales determinantes de los niveles de colesterol del suero. (Hegsted, D.M: et al "Quantitative effects of dietary fat on serum cholesterol in man". American Journal of Clinical Nutrition, 17: 281-295, 1965). Así mismo, se ha encontrado una relación directa entre el consumo de ácidos grasos saturados y colesterol con los niveles de colesterol sérico. Adicionalmente, se ha demostrado que los ácidos grasos poliinsaturados presentan un efecto reductor del nivel de colesterol del LDL del suero.
Estudios clínicos sugieren que varios ácidos grasos saturados presentan diversos efectos en los niveles de colesterol del suero. (KEYS, A.; ANDERSON, J.T y GRANDE, F. "Serum cholesterol response to changes in the diet. IV. Particular saturated fatty acids on the diet". Metabolism 14: 776-787, 1965). En general, los datos indican que el ácido esteárico en la mayoría de grasas naturales influye muy poco en los niveles del colesterol del suero, a diferencia del ácido mirístico, el cual, de entre los ácidos grasos saturados, es el que más eleva el nivel de colesterol. Sin embargo, el ácido palmítico es el principal ácido saturado en la mayoría de regímenes alimentarios.
Se considera que los ácidos palmítico (16:0), láurico (12:0) y mirístico (14:0) son los principales ácidos grasos que producen hipercolesterolemia. Sin embargo, cada uno de estos ácidos grasos saturados tiene un efecto diferente sobre el nivel de colesterol. La siguiente figura resume los resultados recientes relativos al efecto de los ácidos grasos sobre los niveles de colesterol del suero.
Figura 1. Efecto de los ácidos grasos sobre los niveles de colesterol sérico. (KATAN, M.B., ZOCK P.L. y MENSINK, R.P. "Efectos de los ácidos grasos individuales sobre el colesterol sérico total y el de las lipoproteínas (datos procedentes de varias fuentes)". Grasas y Lipoproteínas Séricas, 1993.) De otra parte, se ha encontrado una fuerte relación entre los ácidos grasos trans con el desarrollo de las ECC. Los ácidos grasos trans afectan el perfil de colesterol debido a que incrementan el colesterol total, así como las LDL y reducen las lipoproteínas de alta densidad (HDL por su sigla en inglés High Density Lipoprotein).
El HDL es un tipo de lipoproteína que retira el colesterol de las arterias y lo transporta al hígado para su excreción, por esta razón es que comúnmente se denomina colesterol bueno. El colesterol HDL no es una amenaza para la salud cardiovascular, en contraposición con el LDL o colesterol malo.
Debido a los anteriores factores, existe la necesidad de desarrollar productos grasos que contengan bajo nivel de: colesterol, ácidos grasos trans y ácidos grasos saturados. Adicionalmente, los ácidos grasos saturados deben estar balanceados de tal manera que la mayor proporción corresponda al ácido esteárico. Llevar los productos grasos, que son parte fundamental de la dieta de la población mundial, a los estándares estipulados anteriormente, contribuiría a la reducción en el riesgo de contraer las ECC.
Se han dado muchos avances en esta área en los últimos años, sin embargo, aún existe la necesidad de producir grasas que contribuyan en mayor grado con el control del colesterol en la sangre.
La patente estadounidense US 5,215,779 se refiere a la producción de una manteca multipropósito baja en ácidos grasos saturados (menos del 20%), la cual contiene un componente parcialmente hidrogenado. Este componente le brinda triglicéridos de punto de fusión intermedio que le dan una buena plasticidad. Sin embargo, este componente tiene un nivel alto de ácidos grasos trans, lo cual es indeseable debido a su relación con el riesgo de contraer las ECC.
La patente estadounidense US 5,407,695 se relaciona con la obtención de una margarina y una manteca con niveles reducidos de ácidos grasos trans y de ácido graso palmítico. El producto es obtenido a través de una mezcla de aceite líquido con una grasa completamente hidrogenada, en la cual cerca del 15% del ácido graso palmítico fue reemplazado por ácidos de cadena corta tales como: acético, propiónico y butírico. Sin embargo, los ácidos grasos saturados de cadena corta son fácilmente hidrolizables haciendo al producto inestable en presencia de agua. Los ácidos de cadena corta son perceptibles al paladar inclusive a muy bajas concentraciones. Estos ácidos grasos tienen notas de sabor que van desde rancias hasta jabonosas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con el desarrollo de un producto graso que contiene una baja concentración de ácidos grasos saturados. Estos ácidos grasos saturados están compuestos principalmente por ácido graso esteárico.
El producto graso de la invención se obtiene a partir de la interesterificación de: (1) un aceite vegetal totalmente hidrogenado con (2) un aceite vegetal líquido con bajo contenido de ácidos grasos saturados.
El producto graso de la presente invención puede ser utilizado directamente como ingrediente para la elaboración de productos de panificación, tales como tortas, galletas y panes entre otros, e indirectamente para la elaboración de margarinas.
Objetivos y ventajas adicionales de la invención se harán más evidentes en la descripción detallada de la invención y las reivindicaciones.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención es obtener un producto graso que tenga baja cantidad de grasa saturada, buena proporción de ácido graso esteárico y un bajo nivel de ácidos grasos trans. Este producto graso debe tener unas excelentes propiedades funcionales y organolépticas que permitan su aplicación directa como ingrediente en la industria de panificación e indirecta en la elaboración de otros productos grasos como margarinas.
Las características principales del producto graso de la presente invención son un contenido de ácidos grasos saturados totales inferior a 45%, un porcentaje de ácido graso esteárico entre 20 y 30% y de ácido graso palmítico entre 5 y 15%, y un muy bajo nivel de ácidos grasos trans.
Una baja cantidad de ácidos grasos saturados como de ácido graso esteárico y ácidos grasos trans hace que los alimentos elaborados con el producto graso de la invención sean más saludables, debido a que la ingesta de estos alimentos reduce el riesgo de contraer las ECC.
En los antecedentes de la invención se explicó que el ácido palmítico tiene una relación con el aumento del colesterol sérico; por lo tanto, se busca que el producto graso de la presente invención tenga un nivel bajo de este ácido graso. Sin embargo, para que el producto graso tenga las propiedades funcionales indispensables para su utilización en la elaboración de . productos de panificación y margarinas, debe contener alguna cantidad de ácido graso palmítico, el cual contribuye a que los productos grasos tengan una estabilidad tipo ß'.
Las grasas vegetales son polimórficas, es decir, son capaces de formar diferentes tipos de estructuras cristalinas en su proceso de cristalización. Los principales tipos de cristales que se pueden formar son: a (alfa), ß' (beta prima) y ß (beta). Los cristales a, que son los más pequeños, tienen una estructura lisa pero son muy inestables. Los cristales ß' tienen un tamaño medio y son los más deseados para la elaboración de productos grasos y margarinas porque proporcionan una textura lisa, son bastante estables y aseguran la plasticidad del producto final. Los cristales de mayor tamaño son los de tipo ß, los cuales son estables pero generalmente indeseados debido a su textura granular y a que se convierten fácilmente en una estructura dura y quebradiza.
Para elaborar productos grasos con estabilidad ß' mejorada se deben tener en cuenta los siguientes factores: a) un buen contenido de ácido graso palmítico, b) una distribución y posición apropiada de ácidos grasos palmítico y esteárico en la molécula de triglicérido, c) cierto grado de hidrogenación y d) un buen grado de aleatorización, la cual es posible de tenerse en forma natural o a través de un proceso de interesterificación. (O'BRIEN, Richard. Fats and Oils, Formulating and Processing for Applications, CRC Press, Second edition, 2004).
El producto graso de la invención se obtiene a partir de la interesterificación de: (1) un aceite vegetal totalmente hidrogenado con (2) un aceite vegetal líquido con bajo contenido de ácidos grasos saturados. (1) Aceite vegetal totalmente hidrogenado Para obtener el aceite vegetal totalmente hidrogenado se debe partir de un aceite vegetal que contenga una concentración de acido graso palmítico inferior al 20%, preferiblemente inferior al 15%, y un contenido de ácidos grasos de 18 carbones (ácido esteárico, oleico, linoleico y/o linolénico) mayor a 70%, preferiblemente mayor a 85%.
Entre los aceites que cumplen con estas características se encuentran el aceite de girasol, girasol alto en oleico, girasol NuSun™, cañóla, oliva, maíz, cártamo, cártamo alto en oleico, maní, linaza y arroz, entre otros.
Para obtener el aceite vegetal totalmente hidrogenado, el proceso de hidrogenación puede llevarse a cabo a través de cochadas (batch) o en forma continua. Existen dos tipos de procesos en cochadas a saber: hidrogenación en sistemas con recirculación e hidrogenación en sistemas "dead-end". (HUI, Y.H. Bailey's Industrial OH and Fat Products. Volume 4, John Wiley & Sons, Inc. Fifth Edition. 1996).
El objeto general de la hidrogenación es la saturación de los enlaces dobles de los ácidos grasos insaturados con hidrógeno. Durante el proceso tienen lugar diversos cambios químicos tales como la isomerización geométrica, la ¡somerización posicional, la conjugación y la hidrogenación. La adición catalítica de hidrógeno a los enlaces dobles en las cadenas de ácidos grasos provee un medio efectivo para modificar las propiedades de los aceites y grasas. El producto de la reacción es un compuesto saturado. Durante el proceso de hidrogenación, el ácido graso linolénico es el primero que es hidrogenado para producir ácido graso linoleico. Luego, el ácido linoleico es hidrogenado para producir el ácido oleico, el cual es finalmente hidrogenado para producir el ácido graso esteárico.
En general, el proceso de hidrogenación se lleva a cabo en presencia de catalizadores basados principalmente en níquel. Los factores que influyen en el proceso de hidrogenación y en las características de los productos obtenidos de ese proceso son: temperatura, presión, agitación e inclusive la naturaleza y cantidad del catalizador utilizado. (2) Aceite vegetal líquido con bajo contenido de ácidos grasos saturados El aceite vegetal líquido debe tener una concentración menor al 20% de ácidos grasos saturados, preferiblemente inferior a 15%.
El aceite vegetal con bajo contenido de ácidos grasos saturados se puede escoger de entre los aceites de girasol, girasol alto en oleico, girasol NuSun™, cañóla, cártamo, cártamo alto en oleico, maíz, linaza, etc. o puede ser una mezcla de los aceites mencionados.
Interesterificación de (1) aceite totalmente hidrogenado con (2) aceite vegetal líquido con bajo contenido de ácidos grasos saturados La interesterificación se caracteriza por la reacción de dos materiales grasos con ayuda de un catalizador para obtener un nuevo material graso, el cual tiene una distribución de ácidos grasos en sus triglicéridos diferente a la que tenían los dos materiales grasos iniciales. Al ser alterada la distribución de ácidos grasos en los triglicéridos las características de fusión y cristalización difieren de la mezcla de los materiales grasos iniciales.
Existen diferentes tipos de interesterificación entre los que se incluyen la interesterificación química y la interesterificación enzimática.
La interesterificación química puede ser al azar o dirigida. En la interesterificación al azar las moléculas de los ácidos grasos se distribuyen aleatoriamente en las moléculas de los triglicéridos obedeciendo a las leyes de la probabilidad. En la interesterificación dirigida, la cual es llevada a baja temperatura, una porción de la mezcla que está siendo interesterificada en estado líquido se va cristalizando de tal manera que la masa reactiva está constantemente cambiando en composición y generando más material que se cristaliza. Debido a esto, la interesterificación dirigida permite obtener triglicéridos con muy alto punto de fusión o muy bajo punto de fusión.
Los catalizadores de interesterificación química comercialmente utilizados incluyen: metóxido de sodio, aleaciones de sodio y potasio e hidróxido de potasio o sodio.
La interesterificación enzimática se lleva a cabo con el uso de catalizadores enzimáticos, lo que permite un mayor control de la reacción y una mejor especificidad respecto a la interesterificación química. Existen dos tipos de catalizadores enzimáticos en el mercado a saber: lipasas que producen productos similares a la interesterificación química y lipasas que tienen una especificidad por las posiciones 1 y 3 de los triglicéridos lo que permite la producción de triglicéridos específicos en altas concentraciones.
La presente invención conlleva una interesterificación química o enzimática al azar de (1) 10 a 80% de un aceite vegetal totalmente hidrogenado con (2) 20 a 90% de un aceite vegetal líquido con muy bajo contenido de ácidos grasos saturados; preferiblemente una interesterificación química o enzimática al azar de (1 ) 20 a 50% de un aceite vegetal totalmente hidrogenado con 2) 50 a 80% de un aceite vegetal líquido con muy bajo contenido de ácidos grasos saturados.
El producto graso de la interesterificación presenta un porcentaje de ácidos grasos saturados totales inferior a 45%, y preferiblemente inferior al 36%.
En una modalidad de la invención, se obtiene un producto graso en donde el porcentaje de ácido graso esteárico es del 20 a 30%, preferiblemente entre 24 y 27%; mientras que el porcentaje de ácido graso palmítico es de 5 a 15%, preferiblemente entre 7 y 10%.
Se ha encontrado que el producto de la invención es muy adecuado para utilizarse como materia prima grasa para la elaboración de productos alimenticios tales como galletas, tortas y otros productos de panificación así como para la elaboración de margarinas y esparcibles.
Ejemplo 1 : Se cargó aceite de soya refinado, blanqueado y desodorizado con el siguiente perfil de ácidos grasos obtenido de un cromatograma de gases: en un tanque de hidrogenación y se calentó hasta 150°C utilizando una camisa de calentamiento con vapor y en condición de vacío para retirar la humedad. Se procedió a adicionar una cantidad de 300 ppm de catalizador de níquel para hidrogenación de tipo no selectivo. Se inició la adición de hidrógeno hasta obtener una presión interna en el tanque de 200 kPa manométricos (30 psig). La temperatura se elevó hasta 180-200°C por efecto de la reacción de hidrogenación y se mantuvo la presión a 200 kPa manométricos (30 psig). La reacción de hidrogenación tomó un tiempo de 24 horas. El índice de yodo de la soya, que inicialmente era de 127 g l2/100 g muestra, se redujo hasta una cantidad inferior a 1 g l2/100 g muestra. Se cerró la válvula de adición de hidrógeno, y se procedió a enfriar el producto utilizando agua fría a través de la camisa.
La soya completamente hidrogenada se refinó, blanqueó y desodorizó nuevamente y presentó el siguiente perfil de ácidos grasos: 30% de la soya totalmente hidrogenada, refinada, blanqueada y desodorizada, se mezcló con 70% de girasol alto en oleico refinado, blanqueado y desodorizado, el cual tenía el siguiente perfil de ácidos grasos: El producto de la mezcla posee el siguiente perfil de ácidos grasos: La mezcla se calentó en condiciones de vació hasta 105 °C. Se adicionó 0.1% de metóxido de sodio como catalizador y se dio inicio a la reacción de interesterificación la cual tomó un tiempo de 5 min. Se retiró el catalizador por medio de un filtro prensa. El producto de la interesterificación se refino, blanqueó y desodorizó.
La siguiente tabla resume los resultados del proceso de interesterificación: *SFC: Por su sigla en inglés Solid Fat Contení El producto graso obtenido presentó una estabilidad oxidativa OSI (por su sigla en inglés Oxidative Stability Index) a 110°C de 60 horas. El producto de este ejemplo se utilizó como ingrediente para la elaboración de masas para galletas.
Será evidente para un experto en la técnica que varias sustituciones y modificaciones se podrán hacer a la invención descrita aquí, sin apartarse del alcance y del espíritu de la invención. Así, se debe entender que aunque la presente invención se ha ilustrado mediante modalidades específicas y características opcionales; modificaciones y variaciones de los conceptos aquí descritos pueden ser hechas por una persona medianamente versada en la materia. Tales modificaciones y variaciones se considerarán dentro del alcance de esta invención.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un producto graso que tiene baja cantidad de grasa saturada la cual está compuesta principalmente por ácido graso esteárico y por un bajo porcentaje de ácido palmítico, que se obtiene a través de la ¡nteresterificación de: (1) 10 a 80% de un aceite vegetal totalmente hidrogenado con (2) 20 a 90% de un aceite vegetal líquido con muy bajo contenido de ácidos grasos saturados.
2. El producto graso de la reivindicación 1 , en donde la ¡nteresterificación es de preferiblemente: (1 ) 20 a 50% de un aceite vegetal totalmente hidrogenado con (2) 50 a 80% de un aceite vegetal líquido con muy bajo contenido de ácidos grasos saturados.
3. El producto graso de la reivindicación 1 , en donde el contenido de grasa saturada total es inferior a 45%.
4. El producto graso de la reivindicación 1 , en donde el contenido de grasa saturada total es preferiblemente inferior al 36%.
5. El producto graso de la reivindicación 1 , en donde el porcentaje de ácido graso esteárico está entre 20 y 30%.
6. El producto graso de la reivindicación 1 , en donde el porcentaje de ácido graso esteárico está preferiblemente entre 24 y 27%.
7. El producto graso de la reivindicación 1 , en donde el porcentaje de ácido graso palmítico está entre 5 y 15%.
8. El producto graso de la reivindicación 1 , en donde el porcentaje de ácido graso palmítico está preferiblemente entre 7 y 10%.
9. El producto graso de las reivindicaciones 1 y 2, en donde para obtener el aceite vegetal totalmente hidrogenado se debe partir de un aceite vegetal que contenga una concentración de ácido graso palmítico inferior al 20% y un contenido de ácidos grasos de 18 carbones mayor a 70%.
10. El producto graso de las reivindicaciones 1 y 2, en donde para obtener el aceite vegetal totalmente hidrogenado se debe partir de un aceite vegetal que contenga una concentración de ácido graso palmítico preferiblemente inferior al 15%, y un contenido de ácidos grasos de 18 carbones preferiblemente mayor a 85%.
11. El producto graso de las reivindicaciones 1 y 2, en donde el aceite vegetal líquido debe tener una concentración menor al 20% de ácidos grasos saturados.
12. El producto graso de las reivindicaciones 1 y 2, en donde el aceite vegetal líquido debe tener una concentración preferiblemente inferior a 15% de ácidos grasos saturados.
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