Introducción
La mayoría de los aceites de cocina se extraen de plantas o semillas vegetales. Se cree que el primer cultivo selectivo de olivos tuvo lugar en la isla de Creta hacia el año 3500 a.C. Además del consumo humano y la producción de jabón, el aceite de oliva también se utilizaba en la liturgia católica. En la figura 1 se muestra una almazara (trituradora de aceitunas) de Pompeya del año 80 a.C.
Los frutos y semillas de los que se va a extraer el aceite se limpian primero y luego se trituran entre rodillos. Dado que los aceites recién prensados suelen contener también materias asociadas, como sustancias olorosas, aromatizantes o amargas -o partes de plantas, agentes enturbiantes o mucílagos-, a menudo se refinan para ayudar a conservarlos. Para ello, el aceite crudo se calienta; sin embargo, esto no sólo conlleva la pérdida de una parte del aceite crudo, sino también la reducción de sustancias nutricional y fisiológicamente beneficiosas, como los tocoferoles. El contenido de ácidos grasos poliinsaturados, sin embargo, no se ve afectado por este paso del tratamiento. Los aceites refinados se caracterizan por un olor y sabor neutros, una vida útil más larga y la ausencia de sedimentos sólidos durante el almacenamiento.
Los aceites prensados en frío no se refinan, sino que se extraen únicamente por prensado y posterior filtración. El calor generado durante el prensado se disipa enfriando la prensa. El aceite así obtenido se denomina "prensado en frío", "extraído en frío", "no tratado" o "no adulterado"; se clasifica como de muy alta calidad [2, 3].
Las grasas y los aceites son triglicéridos o ésteres triples del alcohol trivalente glicerina (1, 2, 3- propanetriol). Los ácidos grasos con los que se esterifica la glicerina se clasifican en saturados, insaturados o poliinsaturados. La razón por la que las grasas son sólidas a temperatura ambiente mientras que los aceites son líquidos se debe al contenido de ácidos grasos insaturados. Debido al mayor contenido de ácidos grasos insaturados (principalmente en posición cis), se dificulta la CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización y se reduce el Temperaturas y entalpías de fusiónLa entalpía de fusión de una sustancia, también conocida como calor latente, es una medida del aporte de energía, normalmente calor, que es necesario para convertir una sustancia del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado sólido (cristalino) a líquido (fusión isotrópica).punto de fusión de los aceites. Por tanto, cabe esperar una correlación entre las temperaturas de fusión y CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización de los aceites y sus niveles de contenido en ácidos grasos insaturados.
Experimental
El comportamiento de fusión y CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización de los aceites de cocina disponibles en el mercado se investigó mediante el NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® con μ-sensor. Se utilizó nitrógeno como gas de purga (5,0); la tasa de gas de purga ascendió a 40 ml/min. Los aceites se introdujeron en crisoles de aluminio estándar con tapas perforadas de forma que se humedeciera por completo la zona inferior de los crisoles. Los parámetros de medición y las masas de las muestras se resumen en las tablas 1 y 2.
Tabla 1: Condiciones de medición
| Instrumento de medición | DSC 204 F1 Phoenix® |
| Sensor | μ-Sensor |
| Refrigeración | GN2, auto |
| Crisol | Al, perforado |
| Atmósfera | Nitrógeno |
| Caudal de gas | 40 ml/min |
| Velocidad de calentamiento/enfriamiento | 5 K/min |
Tabla 2: Masas de las muestras [mg]
| Aceite de oliva | Aceite de cacahuete | Aceite de sésamo | Aceite de colza | Aceite de girasol | Aceite de nuez | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Productor | A | B | C | C | D | B |
| Medida 1 | 2.527 | 2.565 | 2.546 | 2.529 | 2.528 | 2.507 |
| Medida 2 | 2.526 | 2.541 | 2.529 | 2.554 | 2.528 | 2.505 |
| Medida 3 | 2.522 | 2.568 | 2.545 | 2.529 | 2.514 | 2.545 |
| Valor medio (MW) | 2.525 | 2.558 | 2.540 | 2.537 | 2.530 | 2.519 |
| Desviación (ABW) | 0.005 | 0.027 | 0.017 | 0.025 | 0.034 | 0.040 |
Resultados y debate
Los aceites de cocina se analizaron en las condiciones de medición indicadas en el intervalo de temperatura de -100 °C a temperatura ambiente. La CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización de las muestras puede observarse en los respectivos segmentos de enfriamiento y la fusión en los segmentos de calentamiento. Dado que cada uno de los aceites tiene diferentes niveles de contenido de ácidos grasos saturados, monoinsaturados y poliinsaturados, y que los triglicéridos están formados además por mezclas de diferentes ácidos grasos, todas las muestras tienen en común una zona relativamente amplia dentro del intervalo de fusión y CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.cristalización. La figura 2 muestra una comparación del comportamiento de fusión de los distintos aceites.
En la figura 3 se presentan los resultados para el aceite de cacahuete, consistentes en dos segmentos de calentamiento y el segmento de enfriamiento intermedio. Además, se evalúan para cada muestra el inicio del proceso de fusión (inicio extrapolado) y la temperatura pico del componente principal. En la tabla 3 se resume una comparación de estos resultados. Los valores mostrados son valores medios calculados a partir de seis valores medidos. Se observa una tendencia constante hacia temperaturas más bajas tanto en las temperaturas de inicio como en las de pico en el siguiente orden: aceite de oliva, aceite de cacahuete, aceite de sésamo, aceite de colza, aceite de girasol y aceite de nuez.
Al comparar los niveles de contenido mostrados en la tabla 4 para los ácidos grasos saturados (columna 1), monoinsaturados (columna 2) y poliinsaturados (columna 3) en los aceites de cocina analizados, en el orden enumerado desde el aceite de oliva hasta el aceite de nuez, no se aprecia inicialmente ninguna tendencia para ninguna de las columnas 1 a 3. Ni siquiera el contenido total de ácidos grasos insaturados enumerado en la columna 4 (suma de las columnas 2 y 3) muestra una tendencia que se ajuste directamente a la secuencia seleccionada de los aceites de cocina en la tabla 4. La relación entre el contenido en ácidos grasos y la Temperaturas y entalpías de fusiónLa entalpía de fusión de una sustancia, también conocida como calor latente, es una medida del aporte de energía, normalmente calor, que es necesario para convertir una sustancia del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado sólido (cristalino) a líquido (fusión isotrópica).temperatura de fusión se ilustra más claramente en la figura 4. En ella se observa que la Temperaturas y entalpías de fusiónLa entalpía de fusión de una sustancia, también conocida como calor latente, es una medida del aporte de energía, normalmente calor, que es necesario para convertir una sustancia del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado sólido (cristalino) a líquido (fusión isotrópica).temperatura de fusión aumenta a medida que aumenta el contenido de ácidos grasos saturados y monoinsaturados, y disminuye a medida que aumentan los ácidos grasos poliinsaturados.
Tabla 3: Temperaturas de inicio y pico extrapoladas de los procesos de fusión [°C]
| Aceite de oliva | Aceite de cacahuete | Aceite de sésamo | Aceite de colza | Aceite de girasol | Aceite de nuez | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Productor | A | B | C | C | D | B |
| Inicio extrapolado | -10.1 | -18.9 | -28.3 | -28.0 | -31.5 | -44.9 |
| Temperatura máxima | -5.1 | -11.8 | -21.0 | -21.4 | -26.7 | -34.0 |
Tabla 4: Recopilación de los aceites de cocina y sus niveles de contenido [4]
Niveles de contenido de ácidos grasos [%] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| saturados (S) | monoinsaturados | poliinsaturados | insaturados totales (P) | P:S | |
| Aceite de nuez1 | 9.87 | 16.3 | 73.9 | 90.2 | 7.49 |
| Aceite de girasol2 | 12.3 | 20.7 | 66.9 | 87.6 | 5.44 |
| Aceite de colza1 | 6.9 | 57.1 | 26.9 | 84.0 | 3.90 |
| Aceite de sésamo1 | 13.1 | 35.8 | 42.0 | 77.8 | 3.21 |
| Aceite de cacahuete2 | 16.4 | 44.8 | 38.8 | 83.6 | 2.37 |
| Aceite de oliva1 | 15.0 | 74.7 | 9.89 | 84.6 | 0.66 |
Además, a la hora de determinar la calidad de los aceites para el análisis alimentario, lo fundamental no son tanto los valores absolutos de los distintos niveles de contenido de ácidos grasos como sus relaciones entre sí. Concretamente, si se crea un conjunto de relaciones utilizando las columnas 4 y 1 -es decir, la relación entre el contenido total de ácidos grasos insaturados y el de ácidos grasos saturados (P:S)-, aparece una tendencia coherente, ya que los valores disminuyen de 7,49 para el aceite de nuez a 0,66 para el aceite de oliva (compárese con la columna 5). La coloración de la tabla 4 ilustra dos grupos de muestras. Los valores marcados en verde describen los aceites con mayor contenido en ácidos grasos poliinsaturados que monoinsaturados. Los valores marcados en rojo, por el contrario, designan los aceites con mayor contenido en ácidos grasos monoinsaturados que poliinsaturados.
Hay que tener en cuenta que la información sobre los niveles de contenido en ácidos grasos de las muestras de aceite de girasol y de cacahuete sólo refleja valores medios extraídos de la bibliografía. La experiencia dicta que debe asumirse un rango de fluctuación de aproximadamente el 5% para cada valor. Además, al evaluar los resultados del DSC, sólo se tuvieron en cuenta las temperaturas de pico de los componentes principales, lo que ciertamente sólo constituye un punto de referencia en el análisis del comportamiento de fusión de una mezcla y puede explicar las desviaciones existentes en el diagrama de correlación (figura 5). El valor para el aceite de sésamo con un P:S de 3,21 es el que se encuentra más alejado de la línea de tendencia en la figura 5. Esto podría tener algo que ver con el hecho de que se trata del único aceite de este conjunto al que se sometió la semilla a un proceso de tostado adicional. Por el momento se desconoce la influencia del proceso de tostado en la CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización. cristalización.
Conclusión
Esta nota de aplicación demuestra que el comportamiento de fusión y CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización. cristalización de diferentes aceites de cocina puede caracterizarse mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC). La fácil preparación de las muestras y un programa de temperatura estándar permiten obtener rápidamente resultados de medición de los valores del comportamiento de fusión y CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización. cristalización. La evaluación basada en las temperaturas de pico hace que sea sencillo obtener una comparación significativa de los aceites de cocina.
Aunque este estudio confirma fundamentalmente que un mayor contenido de ácidos grasos poliinsaturados significa una menor Temperaturas y entalpías de fusiónLa entalpía de fusión de una sustancia, también conocida como calor latente, es una medida del aporte de energía, normalmente calor, que es necesario para convertir una sustancia del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado sólido (cristalino) a líquido (fusión isotrópica).temperatura de fusión para un aceite, también puede verse en la figura 4 que la concentración no es el único factor decisivo. La figura 5 muestra que es más bien la relación P:S -es decir, la concentración de ácidos grasos poliinsaturados respecto a los saturados- la que muestra una tendencia constante.