Aceites vegetales refinados (Parte 1)
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Aceites vírgenes vs Aceites refinados

Los aceites vegetales usados principalmente en cosmética natural se pueden obtener a partir de:
      · Granos o semillas: sésamo, soja, girasol, algodón, etc.
      · Frutos: oliva, macadamia, aguacate, etc.



Para obtener el aceite vegetal, se deben romper las células vegetales mediante diferentes procesos (como trituración o prensado) y posteriormente, se aísla la parte grasa de los otros componentes de las semillas o de los frutos.



Se pueden definir entonces dos categorías de aceites vegetales, en función de su procesado tras la obtención: vírgenes o refinados.



Los aceites vírgenes son aquellos obtenidos únicamente por medios mecánicos u otros medios físicos, bajo condiciones que no provocan alteraciones, generalmente primer prensado en frío.
Al no someter a la materia grasa a un incremento de temperatura, se aseguran la estabilidad molecular de los ácidos grasos.
Este proceso permite conservar prácticamente intacta la fracción insaponificable, dotada de beneficios cosméticos, como pueden ser fitoesteroles o vitaminas liposolubles.



Los aceites denominados refinados, han sido sometidos a diferentes tratamientos, físicos y/o químicos, para poder controlar ciertos parámetros como color, olor, grado de acidez o el grado de oxidación; parámetros que pueden alterar la estabilidad del aceite y así poder presentar mejores cualidades químicas del aceite.



La gran mayoría de aceites vegetales refinados que encontramos para cosmética natural, han sido sometidos a procesos físicos, que no alteran ni la estructura ni la composición de triglicéridos, al tiempo que preservan en la medida de lo posible, la presencia de sus componentes de la fracción insaponificable como antioxidantes, polifenoles y fitoesteroles.



En el proceso de refinado únicamente se eliminan ciertos componentes, responsables de algunas propiedades químicas (organolépticas), resultando un aceite vegetal libre de algunos compuestos minoritarios que pueden darle al aceite color u olor no deseados.
Durante los diferentes procesos de refinado se eliminan fosfátidos, gomas, ceras y ácidos grasos libres.
El aceite suele tener un olor más neutro y suelen presentarse como aceites más claros.

Proceso de refinado

El proceso de refinado de un aceite crudo (que no ha sido sometido a ningún proceso químico) se realiza para eliminar componentes minoritarios no deseados que hacen que el aceite no sea seguro para su uso, ya que afectan a la estabilidad y suelen presentar olores intensos y colores que no son agradables.
Estas llamémoslas “impurezas“, son principalmente fosfátidos, fosfolípidos, ácidos grasos libres y otros componentes menores como pigmentos, traza de metales, hidrocarburos aromáticos y contaminantes como pesticidas.



Estas impurezas afectan al color, al olor y a la estabilidad del aceite refinado.
Por ejemplo, la presencia de una alta concentración de fosfolípidos, induce a una menor estabilidad oxidativa.
Los ácidos grasos libres, además de favorecer también una menor estabilidad oxidativa, alteran la funcionabilidad de vitaminas y antioxidantes naturales presentes en el aceite.
Algunos pigmentos como ciertos carotenoides y clorofila, crean colores que favorecen las reacciones de formación de hidroxiácidos, causantes del deterioro oxidativo sobre los triglicéridos del aceite vegetal.



Para el aceite vegetal en crudo, el refinamiento físico y químico, son los procesos estándar utilizados en la industria cosmética.
En el refinamiento químico, los ácidos grasos libres son eliminados mediante un proceso de neutralización con un álcali, mientras que en el proceso de refinado físico, estos ácidos grasos se eliminan mediante destilación al vació durante la fase de desodorización.



En la siguiente imagen puedes ver, todos los procesos a los que se somete el aceite durante el proceso de refinado:





El refinado de un aceite vegetal consta de varios pasos en orden secuencial.
En la mayoría de caso se realiza el proceso de refinación física pero hay algunos aceites que necesitan del proceso de neutralización, es decir, por refinamiento químico.



A continuación vamos a ver con más detalle, los procesos de refinado principales:
Desgomado – Neutralización – Descerado – Blanqueado – Desodorización

Desgomado

El desgomado es el primer paso en el refinado del aceite que se realiza para eliminar las gomas.
Estas gomas se componen principalmente de diferentes fosfátidos.



Un fosfátido es un polialcohol (glicerol aunque no siempre) esterificado con ácidos grasos y ácido fosfórico, que a su vez, está combinado con un compuesto nitrogenado.
Los más comunes son la lecitina y el inositol.
La mayoría de estos son hidratables. Absorben agua y, por tanto, se vuelven insolubles en el aceite.



Existen diferentes tipos de proceso de desgomado:
        · Desgomado químico
        · Desgomado enzimático
        · Desgomado de membranas



Desgomado químico
Como desgomado químico encontramos a su vez, 4 procedimientos distintos siendo los desgomados químicos con agua, con ácidos y orgánico, los más empleados en la industria cosmética.



Desgomado químico con agua
Este procedimiento se realiza añadiendo agua blanda a un porcentaje de un 2-3% sobre el contenido total de fosfolípidos.
Esta agua se añade sobre el aceite caliente, a una temperatura de unos 70ºC, y se mezcla intensamente en un intervalo de tiempo entre los 30 y 60 minutos.

Mediante sedimentación o centrifugación se consiguen eliminar las gomas y fosfolípidos.
Estos productos de eliminación, se procesan para obtener lecitinas.

Este procedimiento sólo elimina aquellos fosfolípidos hidratables.



Desgomado químico con ácidos
Este desgomado se realiza para convertir los fosfolípidos no hidratables en ácido fosfatídico y sales de bifosfato de calcio/magnesio.
El aceite se trata con ácido fosfórico a una temperatura de unos 90ºC y así sedimentar estos fosfolípidos.



Desgomado químico orgánico
Implica la adicción de una solución acuosa de un ácido orgánico (menos del 5%), generalmente ácido cítrico que debe mantenerse en contacto con el aceite un máximo de 15 minutos.

Se producen tres fases: una fase pesada que contiene el ácido cítrico que se puede decantar y reciclar; una fase más ligera que contiene aceite; y una fase intermedia que contiene las gomas.
Se decantan las fases por separado y se elimina la fase que contiene las gomas.



Desgomado enzimático
Los fosfolípidos presentes en el aceite muestras propiedades emulsionantes que afectan la estabilidad oxidativa del aceite.
Una forma de reducir dichas propiedades es escindir de forma selectiva las partes polares y no polares entre sí. Esto se consigue mediante la incorporación de enzimas.



Las reacciones catalizadas por enzimas son selectivas y se producen a temperaturas y valores de pH moderados.
Las enzimas más empleadas son las fosfolipasas que actúan directamente sobre los fosfolípidos.



En este tipo de desgomado el pH es un valor crítico. Se ajusta el pH con ácido o con álcali.
La temperatura de la mezcla se debe mantener entre 50 y 60ºC y bajo agitación se añade la enzima.
Durante el proceso se liberan los fosfolípidos pero también se generan productos secundarios que pueden llegar a afectar a la calidad del aceite.



Desgomado de membranas
Se realiza mediante la ultrafiltración del aceite de tipo polimérica.
El proceso se realiza a una temperatura de 60ºC y con un caudal de filtración continuo.
El problema de este tipo de procedimiento es que las membranas tiene una vida útil muy corta por lo que se encarece el proceso.



En este proceso además de eliminar fosfolípidos, también se eliminan carbohidratos, proteínas, cloruros e impurezas insolubles.

Neutralización

El paso de neutralización en el refinado químico se realiza principalmente para eliminar los ácidos grasos libres del aceite crudo.
Estos ácidos grasos libres proceden de la hidrólisis natural de los triglicéridos.
Su concentración indica el grado de acidez de un aceite.



Este proceso es obligatorio cuando un aceite presenta un grado de acidez elevado y un contenido elevado de pigmentos.



La concentración de ácidos grasos libres determina la cantidad y concentración del álcali, generalmente hidróxido de sodio, y también su posible exceso (5 a 2o%) para tener una mínima pérdida de aceite.



El hidróxido de sodio se añade directamente en la cantidad determinada para que los ácidos grasos libres y el ácido fosfórico utilizado previamente en el proceso de desgomado ácido quedan completamente neutralizados.
Los ácidos grasos libres reaccionan con el hidróxido para formar jabones.



Existen dos métodos de desarrollo para realizar la neutralización, pero el más empleado y el de mejor rendimiento es el método de mezclado lento.
El aceite se mezcla con el hidróxido de sodio durante un breve tiempo de contacto.
Este proceso suele darse a una temperatura entre los 65 y 90ºC y un tiempo estimado máximo de 30 minutos.



Una vez completada la neutralización, la mezcla se lava.
El agua de lavado se elimina mediante centrifugación y el aceite se transfiere a un secador de vacío para su posterior secado.



Los ácidos grasos libres y otras impurezas como carbohidratos, pigmentos y trazas de metales, separados del aceite, se envían a otro recipiente para su procesamiento en forma de pasta de jabón.



Durante este proceso, se obtienen aceites de color más claro, de menor viscosidad y más susceptibles a la oxidación.
Mejora el color del aceite al reaccionar con compuestos polares (gossipol o sesamol) y en parte por solubilización.

Descerado

Algunos aceites vegetales como el de girasol, maíz, salvado de arroz o incluso el de aguacate, contienen ceras.
A bajas temperaturas, estas ceras cristalizan y provocan turbidez en el aceite.



En el proceso de descerado, los aceites se enfrían de forma sencilla y se mantienen a bajas temperaturas de 8-15ºC durante varias horas para cristalizar las fracciones sólidas y grasas.



El proceso de descerado más común es el que se conoce como descerado en seco.
Tras el desgomado, se produce la cristalización de las ceras a baja temperatura, que se eliminan junto con el resto de fosfátidos precipitados.
Estos fosfátidos (no hidrolizables) favorecen la formación de cristales que generan parte de la turbidez del aceite.



Posteriormente se produce un lavado para mejorar la precipitación de los fosfátidos.
La mezcla de aceite y ceras se mezcla con un polvo auxiliar de filtración, seguido de una segunda fase de enfriamiento y maduración, que garantiza una baja de producción de cristales y la separación de las ceras.



El descerado en seco se emplea para aquellos aceites que presentan de forma natural un contenido en ceras igual o inferior a 900 ppm.

Blanqueamiento 

El proceso de blanqueamiento o decoloración se realiza para una eliminación parcial o casi total del aceite, mejorando así su apariencia y estabilidad.



A partir de diferentes agentes blanqueantes, podemos eliminar los siguientes compuestos específicos:
        · Carotenoides (especialmente xantofilas) y clorofila
        · Restos de jabón (procedentes de la neutralización alcalina o del desgomado enzimático)
        · Metales prooxidantes (hierro y cobre)
        · Trazas de fosfátidos (hidrolizables y no hidrolizables)
        · Peróxidos y productos de oxidación secundarios
        · Hidrocarburos aromáticos policíclicos (aldehídos y cetonas)



El proceso es relativamente sencillo.
Se mezcla el aceite con un agente blanqueante durante un intervalo de tiempo y a una temperatura específica, seguido de una separación mediante filtros.
El intervalo de tiempo depende del agente seleccionado pero se mantiene la agitación entre 15 y 25 minutos.
El rango de temperatura se establece entre 90 y 140ºC, siendo los 110ºC la temperatura estándar de trabajo.



Los parámetros de temperatura, tiempo e incluso la humedad relativa, permite una extracción más profunda (especialmente sobre ciertos pigmentos como la clorofila).



Los agentes blanqueantes más empelados en este proceso son:
· Tierras naturales como la arcilla caolín o la bentonita. Permite eliminar pigmentos (clorofila), restos de jabón, fosfátidos y metales. 
Una de las arcillas comerciales más empleadas es TONSIL de Clariant, tanto en cosmética como en alimentación.
· Tierras activadas por ácido
Especialmente empleadas para eliminar pigmentos y trazas de metales.
· Carbón activado
Para eliminar carotenoides e hidrocarburos aromáticos.
· Sílice amorfa sintética
Efectiva en la eliminación de fosfátidos, trazas de metales y jabones. No elimina pigmentos.

Aunque no son tan comunes también se pueden utilizar las tierras de Diatomeas o la de Fuller.



La concentración de uso de agentes blanqueantes es de 0.15 a 5% (depende del agente) en relación al peso del aceite.



En la siguiente imagen puedes ver el blanqueo del aceite de cáñamo tras aplicar diferentes concentraciones de una arcilla ácida activada.
El uso de esta arcilla, no sólo modificó el contenido en clorofila del aceite, sino que también el contenido de fitoesteroles también sufrió una disminución.





Desodorización

La desodorización es el paso final del proceso de refinado de un aceite.
El proceso permite eliminar ácidos grasos libres (al no emplear el proceso de neutralización alcalina), hidrocarburos aromáticos (ciertos aldehídos y cetonas) y peróxidos procedentes de pigmentos que no se eliminaron en el proceso de blanqueamiento.



A través de un proceso de destilación al vapor, se eliminan principalmente los ácidos grasos libres y disminuye la formación de ésteres glucídicos e isómeros de ácidos grasos trans, obteniendo como producto final un aceite más estable y con unas mejores propiedades organolépticas (color, sabor y olor).



El proceso de desodorización se realiza en diferentes etapas.
Primero se elimina el aire en condiciones de alto vacío (se trabaja a una presión de 2-4mbar) para evitar la oxidación y proteger la calidad del aceite.



Se calienta el aceite en una columna de intercambio de calor.
Al llegar a la temperatura máxima de 220-260ºC, se conecta y alimenta la columna de desodorización.



Esta columna tiene dos secciones.
La primera es la de extracción. Cuando el aceite pasa por esta sección, queda expuesto a una combinación de vació y vapor que elimina compuestos volátiles y los ácidos grasos libres.
La segunda sección corresponde a la zona de retención.
Durante un intervalo de tiempo (15-150 minutos), a través de un tratamiento térmico (blanqueamiento térmico) se eliminan pigmentos indeseables, aumentando la estabilidad química del aceite.



Para poder eliminar los compuestos ya separados (ácidos grasos/volátiles/pigmentos) el aceite se somete a una bajada de temperatura (por debajo de los 180ºC).
Por debajo de esta temperatura la formación de ésteres glucídicos es limitada y se pueden eliminar fácilmente por el contacto residual entre el vapor y el vacío.



Y finalmente se produce un destilado reticulado y enfriado y así eliminar las impurezas que hayan podido quedar a través del canal de condensación.



El proceso es muy efectivo pero tiene el inconveniente que en esta fase del refinado se pueden perder tocoferoles, polifenoles y ciertos fitoesteroles.

Observaciones

En la parte 2 correspondiente a los aceites refinados, veremos los siguientes puntos:
· El proceso de hidrogenación
· Fragmentación de ácidos grasos (obtención de oleínas y estearinas)



Y también veremos que información debe aparecer en el etiquetado de un aceite que ha sido sometido a un proceso de refinado según el Codex Alimentario y las especificaciones de la Unión Europea.
Veremos la comparativa de varios aceites y como cambian ciertos valores fisicoquímicos entre sus versiones de primera presión en frío y refinado.