Alternativas para produção de
gorduras modificadas :
Interesterificação
Prof. Dr. Luiz Antonio Gioielli
Métodos de modificação de óleos e gorduras
Segundo os níveis de intensidade:
1) Mistura (interação)
2) Fracionamento (físico)
3) Interesterificação (químico – éster)
4) Hidrogenação (químico – dupla ligação)
Fluxograma das etapas de refinação e
modificação de óleos e gorduras
Óleo bruto
Neutralização
Degomagem
Lecitina
Sabão
Interesterificação
Fracionamento
Clarificação
Hidrogenação
Desodorização
Armazenamento
Embalagem
Produto final
Processamento (mistura, cristalização,
emulsificação)
Interesterificação
Redistribuição dos ácidos graxos
nos triacilgliceróis
GIOIELLI, L.A. Desenvolvimento de bases gordurosas para
margarinas cremosas por interesterificação. São Paulo,
1985. 145p. [Tese de Doutorado – FCF/USP].
Novo processo torna margarina mais natural
O Estado de São Paulo, agosto / 1985
Amostras a 20ºC das misturas binárias de gordura de
frango e sua estearina (4), gordura de frango e TCM
(5), e estearina e TCM (6) antes (tampa cinza) e após
(tampa vermelha) a reação de interesterificação
Margarinas e cremes vegetais
Margarinas e cremes vegetais - Interesterificação (2006)
Lipídios
(%)
Ácidos graxos saturados
(%)
Ácidos graxos trans
(%)
19,4 - 80,9
18,0 – 35,8
0,7 – 3,3
Pavan & Mancini Filho, 2007
Margarinas e cremes vegetais - Hidrogenação (2006)
Lipídios
(%)
Ácidos graxos saturados
(%)
Ácidos graxos trans
(%)
19,5 – 78,3
20,6 – 28,9
12,6 – 30,5
Pavan & Mancini Filho, 2007
Margarinas e cremes vegetais - Hidrogenação (passado)
Lipídios
(%)
Ácidos graxos saturados
(%)
Ácidos graxos trans
(%)
42 - 85
13,6 - 18,8
11 - 49
óleo
água
cristal
yield value (gf/cm2)
1000
200
Estrutura de margarinas contendo 10% de gordura sólida
Conteúdo
de
gordura
sólida
(%)
yield value (gf/cm2)
macia
boa
dura
muito dura
Consistência de margarinas
T
R
I
A
C
I
L
G
L
I
C
E
R
Ó
I
S
12:0/12:0/12:0
16:0/2:0/16:0
Distribuição de ácidos graxos em
triacilgliceróis de óleos e gorduras naturais
Ácidos graxos (%)
Óleo /
Posição
Gordura
sn-
Soja
Milho
Manteiga
16:0
16:1
18:0
18:1
18:2
18:3
20:0
1
13,8
-
5,9
22,9
48,4
9,1
-
2
0,9
-
0,3
21,5
69,7
7,1
-
3
13,1
-
5,6
28,0
45,2
8,4
-
(%)
3,2
-
2,6
29,7
42,7
28,5
-
1
17,9
0,3
3,2
27,5
49,8
1,2
-
2
2,3
0,1
0,2
26,5
70,3
0,7
-
3
13,5
0,1
2,8
30,6
51,6
1,0
-
(%)
6,9
16,7
3,2
31,3
40,9
23,3
-
1
34,0
0,6
50,4
12,3
1,3
-
1,0
2
1,7
0,2
2,1
87,4
8,6
-
-
3
36,5
0,3
52,8
8,6
0,4
-
2,3
(%)
2,4
16,7
2,0
80,9
84,3
-
-
de cacau
Número estatístico de triacilgliceróis
diferentes em função do número de ácidos
graxos diferentes
Ácidos graxos Sem distinção Sem distinção
Todos os
de isômeros
isômeros
de isômeros
ópticos
(n)
(n3+3n2+2n)/6
(n3+n2)/2
n3
1
1
1
1
2
4
6
8
3
10
18
27
4
20
40
64
5
35
75
125
10
220
550
1000
composição no equilíbrio (%)
Interesterificação de mistura binária (50:50)
de triacilgliceróis
TAG
(fração
molar)
Ácidos graxos (fração molar)
Composição em triacilgliceróis de mistura binária
interesterificada (AAA + BBB)
Composição em triacilgliceróis de óleo de soja
natural e interesterificado
Triacilglicerol (%)
SSS
SSI
SIS
SII
ISI
III
Óleo de soja
natural
0,0
1,0
4,0
35,0
3,0
57,0
interesterificado
0,4
4,4
2,2
22,6
11,3
59,2
Catalisadores para interesterificação
Catalisadores
(%)
Temperatura
Tempo
(C)
(min)
0,2-2,0
50-120
5-120
0,1-1,0
25-270
3-120
60-160
30-45
Alquilatos
metálicos
(metóxido de
sódio)
Metais
alcalinos (Na,
K, liga Na/K)
Hidróxidos
0,05-0,1
alcalinos
+
Glicerol
0,1-0,2
Inativação de catalisadores de
interesterificação
Veneno
Tipo
Catalisador inativado
Nível
(kg / 1000 kg óleo)
Na
NaOCH3
NaOH
Água
0,01 %
0,13
0,3
-
Ácidos
0,05 %
0,04
0,1
0,07
graxos
(em ácido
livres
oléico)
Peróxido
1,0
0,023
0,054
0,04
0,193
0,454
0,11
(meq O2/ kg)
Total
diglicerinato
Mecanismo da interesterificação química
CGS (%)
a 40°C
Tempo (min)
Interesterificação de óleo de palma
Alterações no ponto de fusão devidas à
interesterificação
Óleo / Gordura
Ponto de fusão (C)
Antes
Após
Soja
-7,0
5,5
Algodão
10,5
34,0
Coco
26,0
28,2
Palma
39,8
47,0
Banha
43,0
43,0
Sebo
46,2
44,6
Manteiga de cacau
34,4
52,2
50,2
40,3
60,0
32,2
25% óleo de palma hidrogenado +
75% óleo de palmiste hidrogenado
25% triestearina +
75% óleo de soja
Cristalização da mistura
de gordura
do leite e óleo de girassol
(70:30) a 20C
Ponto de amolecimento (ºC) = 31,3
Conteúdo de gordura sólida (%) = 11,1
Consistência (gf/cm2) = 207,5
Cristalização da mistura
interesterificada de gordura
do leite e óleo de girassol
(70:30) a 20C
Ponto de amolecimento (ºC) = 32,0
Conteúdo de gordura sólida (%) = 11,6
Consistência (gf/cm2) = 509,1
30
25
Antes
Após
Massa (%)
20
15
10
5
0
20 22 24 26 28
30 32 34 36 38 40 42
44 46 48 50 52 54
Número de carbonos
Percentual em massa de triacilgliceróis para a interesterificação de
gordura de babaçu e azeite de dendê, na proporção de 60:40
16
Antes
Após
14
Massa (%)
12
10
8
6
4
2
0
20 22 24 26 28
30 32 34 36 38 40 42
44 46 48 50 52 54
Número de carbonos
Percentual em massa de triacilgliceróis para a interesterificação de
gordura de babaçu e azeite de dendê, na proporção de 80:20
30,0
Antes
Após
Am 5ai
50
54
Am 5di
(%) em Massa
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
52
Núm ero de Carbonos
Composição em triacilgliceróis quanto ao número de carbonos
da mistura binária entre gordura de frango e TCM
antes e após a interesterificação
Alterações nos triacilgliceróis durante a
interesterificação de 60% de óleo de girassol
com 40% de banha totalmente hidrogenada
Triacil-
no de
Tempo
glicerol
duplas
(min)
(%)
ligações
0
20
40
60
SSS
0
37,7
32,0
17,1
6,7
SSM
1
-
0,7
3,7
9,2
SMM
2
0,5
1,6
3,1
5,4
SSD
2
0,5
2,9
12,7
20,9
MMM
3
0,7
1,1
-
-
SMD
3
4,7
5,2
11,2
14,0
MMD
4
4,8
4,8
5,1
2,5
SDD
4
11,4
11,8
16,2
20,2
MDD
5
20,3
20,2
16,5
9,5
DDD
6
19,2
19,4
14,3
11,6
Composição da banha antes e após a
interesterificação
Ácido
Antes
Após
graxo
(%)
(%)
Total
Posição
Total
sn-2
Posição
sn-2
16:0
24,8
63,6
23,8
24,2
16:1
3,1
6,4
2,9
3,3
18:0
12,6
3,0
12,2
12,0
18:1
45,0
16,5
47,2
47,4
18:2
9,8
5,1
9,5
9,8
Outros
4,7
5,4
4,4
3,3
Gordura
Catalisador
Vácuo
Agitador
Vapor ou água fria
Nitrogênio
Produto
Reator para interesterificação
Vácuo
Secador
Trocador
de calor
Vácuo
Reator
tubular
Catalisador
Secador
Centrífuga
Água
Gordura
Sistema contínuo de
interesterificação química
Produto
Mecanismo ping-pong para
interesterificação enzimática
18
U
m
i
d
a
d
e
(%)
b.s.
(°C)
25
35
45
12
6
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Atividade de água
Isotermas de adsorção de água da Lipozyme
Camisa de
aquecimento
Enzima
(Lipozyme IM)
Bomba de circulação
de água
Reservatório de
produto
Banho de água
Bomba peristáltica
Reservatório de substrato
Reator contínuo para produção de lipídios
estruturados por interesterificação enzimática
Reator contínuo para produção de lipídios
estruturados por interesterificação enzimática
Comparação
Interesterificação
Química
Enzimática
Vantagens
Barata
Especificidade
(por posições do glicerol e
por ácidos graxos)
Rápida
Reutilização de lipases
imobilizadas
Fácil de aumentar a escala
Condições de reação brandas
Comparação
Interesterificação
Química
Enzimática
Desvantagens
Não tem especificidade
Custo das lipases
Custo dos bio-reatores
Difícil de aumentar a escala
Baixa eficiência
Migração acil (processos
descontínuos lentos)
Conclusão
A interesterificação química ou enzimática apresentase como importante método de modificação de óleos e
gorduras, com a vantagem de não promover a
formação de isômeros trans. Contudo, para atender as
exigências do mercado, deverá ser associada aos outros
métodos de modificação existentes, como a mistura, o
fracionamento e a hidrogenação.