15.3.4 Producción de grasa sin trans
La hidrogenación completa ofrece una respuesta sencilla a la búsqueda de materiales grasos químicamente estables, como se requiere, por ejemplo, en aplicaciones de fritura. Sin embargo, sustituir un líquido viscoso que contiene trans por un bloque sólido de grasa totalmente hidrogenada para aplicaciones de fritura podría no ser agradable; en particular, porque los aceites totalmente hidrogenados tienen puntos de fusión de deslizamiento por encima de 65 °C y generarían rápidamente una capa de grasa sólida alrededor de los productos fritos. En el pasado reciente ha habido mucha actividad por parte de los proveedores de aceite asociada al lanzamiento de nuevos aceites sin trans. En 2004, Dow AgroSciences, Bunge y DuPont lanzaron sus diversas marcas de aceites con cero o bajo contenido en trans, a las que se sumaron Cargill y Bayer CropScience en 2005. Se supone que la mayoría de estos aceites son una respuesta a la limitada estabilidad química de los aceites convencionales, ya que estos nuevos aceites son variantes de ácido graso alto-oleico (bajo-linoleico) de los aceites de soja, canola u otras semillas. Los nuevos rasgos se han desarrollado mediante la cría convencional o mediante técnicas de modificación genética. Otra posibilidad es intentar obtener aceites más estables mediante el fraccionamiento de, por ejemplo, el aceite de palma. Al hacerlo, sin embargo, hay que tener en cuenta que incluso una oleína de palma doblemente fraccionada es relativamente rica en AGS, aproximadamente un 30%, ya que ésta es justamente la naturaleza de los TAG presentes en el aceite de palma; contiene una gran fracción de TAG basados en ácido palmítico-oleico-oleico.
Para las aplicaciones que dependen de la función estructurante de los TAG que contienen AGT, la sustitución puede ser mucho más difícil. Mientras que en las aplicaciones centradas en la estabilidad química la ausencia de PUFA es el objetivo clave, aquí hay que identificar TAGs específicos que realmente sustituyan funcionalmente a los TAGs que contienen TFA. Esto significa que, dependiendo de la aplicación específica, hay que buscar soluciones a medida. Las aplicaciones de las grasas en las que la estabilidad a altas temperaturas y la posibilidad de fabricación son fundamentales pueden ser atendidas por composiciones de grasas ricas en TAG totalmente saturados. Estos se generan más fácilmente por hidrogenación completa, produciendo una composición de grasa rica en ácido esteárico. Si, por razones de preferencia del consumidor, debe evitarse la hidrogenación, las fracciones de estearina del aceite de palma también ofrecen el punto de partida para composiciones ricas en TAG totalmente saturados. El fraccionamiento por vía húmeda (con ayuda de disolventes) o el fraccionamiento por vía seca en varias etapas permiten obtener estearinas de palma con niveles de AGS superiores al 80%. Ambas rutas descritas anteriormente crean composiciones grasas ricas en un solo TAG, normalmente tristearina en los aceites de semillas totalmente hidrogenados y tripalmitina en la estearina de palma. Esto puede no aportar la funcionalidad de los cristales mixtos, que tienden a ser pequeños. Para ello, se podría simplemente mezclar estas grasas o someterlas conjuntamente a un proceso de interesterificación. Si el comportamiento de fusión de una composición grasa es importante no sólo para la estabilidad e integridad de un producto, sino también para la sensación en boca o el comportamiento de deposición, entonces la grasa tiene que satisfacer una especificación mucho más estrecha. Los TAG totalmente saturados basados únicamente en el ácido palmítico o esteárico tienen que utilizarse en cantidades muy limitadas en tales ocasiones. La elevada fusión de las grasas parcialmente hidrogenadas y su buena sensación en boca se basan en las propiedades físicas de los TAG que contienen ácido esteárico y ácido elaídico. Éstos dan lugar a una gama de puntos de fusión de TAG individuales muy por encima de la temperatura corporal pero por debajo de los 60 °C. La naturaleza ofrece muy pocos TAG con puntos de fusión en este rango. Estos ésteres de glicerol están compuestos por dos ácidos grasos saturados y uno insaturado, y los ácidos grasos suelen estar dispuestos de forma simétrica (SUS: saturado-insaturado-saturado). Se encuentran, por ejemplo, en la manteca de cacao, muy apreciada por su comportamiento de fusión, y en una serie de otras grasas exóticas, como la grasa de sal, la grasa de kokum, el aceite de karité, el aceite de nuez de mango y, obviamente, también el aceite de palma. Los proveedores de aceite ya prevén un aumento significativo del uso de aceite de palma y de sus fracciones, ya que actualmente están ampliando sus capacidades de producción. ADM y Novozymes promueven actualmente una forma alternativa de fabricar una composición grasa rica en SUS y SSU-TAG. Una de sus materias primas interesterificadas enzimáticamente se basa en el aceite de soja totalmente hidrogenado y en el aceite de soja nativo. Esto es especialmente interesante para Estados Unidos debido a la relativamente baja aceptación del aceite de palma. Además de este enfoque, ha habido numerosos intentos de desarrollar aceites de semillas con niveles elevados de ácido esteárico, ricos en SUS-TAG, ninguno de los cuales ha generado todavía una grasa que esté disponible a escala industrial.
Los SUS-TAG, por desgracia, tienen un punto de fusión muy cercano a la temperatura corporal y suelen mostrar un comportamiento de cristalización complicado y lento. El punto de fusión relativamente bajo de los SUS-TAG hace necesario que, para la estructuración a temperaturas elevadas, estén presentes altos niveles de estos TAG. Las dos características mencionadas, en combinación con su precio y disponibilidad limitada, hacen que estos TAG sean menos adecuados para aplicaciones de productos básicos robustos.
Alternativamente, los TAG compuestos por ácidos grasos saturados de cadena media y larga también se funden en el rango de temperatura intermedio deseado (véase también Garti y Sato, 1988). Lamentablemente, no existen en la naturaleza. Se pueden fabricar mediante la esterificación de una mezcla de grasas que contengan cantidades adecuadas de AGS de cadena larga, derivados del aceite de palma a partir de la hidrogenación completa, y ácidos grasos de cadena media presentes en la grasa de palmiste o de coco. Dado que la interesterificación siempre proporciona una mezcla estadística de triglicéridos de acuerdo con la mezcla de ácidos grasos de partida, la concentración de los TAGs de alta fusión (HM), de ácidos grasos de cadena di-larga y mono-media, es siempre limitada.
Alternativamente, se pueden fabricar grasas similares de alta fusión con buenas propiedades de cristalización mediante la hidrogenación completa de la grasa de palmiste. Para optimizar aún más las características de esta grasa, muy adecuada para el recubrimiento y otras aplicaciones similares a la mantequilla de cacao, a menudo se interesteriza posteriormente para aleatorizar la distribución de sus ácidos grasos. A pesar de la sugerencia de que la grasa de palmiste totalmente hidrogenada interesterificada es una buena alternativa para las grasas parcialmente hidrogenadas, su aplicación en otros productos sigue siendo limitada debido a su precio y a su interacción con las enzimas.
Para la sustitución de las grasas parcialmente hidrogenadas en los productos para untar y aplicaciones similares existen otras limitaciones. En primer lugar, los productos modernos para untar, los productos de tarrina blanda, suelen estar diseñados para aportar altas cantidades de aceites líquidos saludables. Esto implica que la grasa estructurante, en general denominada hardstock, se utiliza en cantidades limitadas. Grasas similares a las comentadas anteriormente pueden utilizarse en los productos para untar. Como ya se ha señalado, para los procesos de fabricación en condiciones de alta sobresaturación, la cinética de la transición polimórfica es de suma importancia. Resulta que las grasas ricas en TAG compuestos por SFA de cadena media y larga (HM-TAG) tienen en realidad tiempos de transición cortos. Además, este tipo de TAG, posiblemente impulsado por el empaquetamiento bastante complejo a nivel molecular en la red cristalina, produce cristales más pequeños que, por ejemplo, los TAG basados en ácidos grasos de cadena larga totalmente saturados. Esto hace que los TAG saturados mixtos sean candidatos especialmente adecuados para la sustitución de las grasas parcialmente hidrogenadas. Hay que señalar aquí que, en esta sustitución, el perfil de fusión de los productos también cambiará según la ilustración de la Fig. 15.1. Las grasas interesterificadas producen líneas relativamente rectas de SFC frente a la temperatura que pueden ser manipuladas por la composición de la mezcla de interesterificación. Con la aplicación directa de las grasas interesterificadas, se alcanzan rápidamente los límites de un alto SFC a 20 °C en combinación con niveles muy bajos de SFC a 35 °C. Para crear líneas de SFC significativamente más pronunciadas, hay que optimizar los niveles de TAG del tipo SUS o HM-TAG en la formulación. Esto puede lograrse mediante la combinación de diferentes materias primas duras. Sin embargo, al mezclar, por ejemplo, una materia prima HM-TAG con grasa de manteca de cacao, económicamente poco atractiva para los productos para untar, se puede encontrar que en lugar de un beneficio sinérgico ocurre todo lo contrario. En determinadas proporciones de mezcla, se produce la inmiscibilidad del TAG en la fase sólida y tanto el SFC como el potencial de estructuración descienden. Esto ilustra que el comportamiento de mezcla de los TAG, que puede ser influenciado por las condiciones de procesamiento, es un elemento clave en el diseño de composiciones de grasa funcional. En el intento de fabricar materias primas altamente funcionales, el fraccionamiento desempeña un papel importante. Hay dos aplicaciones posibles del fraccionamiento: puede aplicarse antes o después de la esterificación. La economía de la aplicación del fraccionamiento depende en gran medida del valor y el uso de la fracción secundaria que resulta del proceso de separación. Por ejemplo, para aumentar la concentración de HM-TAG en una grasa, se podría mejorar el rendimiento de la interesterificación con respecto a la concentración de HM-TAG optimizando la composición de ácidos grasos de los materiales de partida hacia dos tercios de ácido esteárico más palmítico mezclados con un tercio de ácido láurico. La eliminación de los ácidos grasos insaturados de la mezcla de interesterificación puede lograrse mediante la utilización de materiales de partida totalmente hidrogenados. Sin embargo, para las composiciones grasas no hidrogenadas, el fraccionamiento de los materiales de partida es la única herramienta disponible para avanzar en esta dirección. El uso abundante de estearina de palma en las interesterificaciones, que debido al buen valor de mercado de la oleína de palma es económicamente atractivo, es el ejemplo más destacado de este proceso. Una vez más, esto apoya la instalación de mayores capacidades de fabricación de aceite de palma, como ya se ha mencionado. Se pueden conseguir mayores rendimientos de TAG funcionales en las grasas duras mediante el fraccionamiento aplicado después de la interesterificación. Sin embargo, este enfoque de fabricación tiene dos inconvenientes. En primer lugar, los TAG que se quieren concentrar se caracterizan por la formación de cristales mixtos con tamaños de cristal relativamente pequeños. Esta característica tiene, obviamente, efectos adversos en la buena ejecución del proceso de fraccionamiento, ya que la separación de las fracciones de estearina y oleína se verá afectada negativamente. Los remedios a este inconveniente pueden ser el uso del fraccionamiento con disolventes, con importantes implicaciones económicas, o el rediseño del proceso. En segundo lugar, es menos probable que el subproducto de los procesos de postfraccionamiento sea de gran valor, por lo que es posible que genere un coste prohibitivo para la aplicación general. En general, es justo concluir que el postfraccionamiento de las grasas duras se considera un último recurso en la sustitución de las grasas parcialmente hidrogenadas, ya que añadirá un coste sustancial. Sin embargo, para otras aplicaciones de alto valor, el proceso comentado podría ser muy adecuado.